Bitcoin Magazine: Apa Kendala yang Dihadapi oleh Rollup?

Sumber: Bitcoin Magazine; Terjemahan: Wu Zhu, Golden Finance

Rollups baru-baru ini menjadi fokus perluasan BTC, menjadi sesuatu yang benar-benar mengambil keuntungan dari Jaringan Lighting dan mendapatkan perhatian yang lebih luas. Rollups bertujuan menjadi lapisan kedua off-chain yang tidak terikat atau terbatas oleh keterbatasan Likuiditas inti Jaringan Lighting, di mana pengguna akhir perlu memiliki dana yang dialokasikan (atau ‘dipinjam’) terlebih dahulu untuk menerima pembayaran, atau Node rute tengah memerlukan saldo saluran untuk memfasilitasi aliran pembayaran dari pengirim ke penerima.

Sistem-sistem ini awalnya dijalankan pada Ethereum dan sistem Turing Complete lainnya, namun saat ini fokus telah beralih ke porting mereka ke blockchain berbasis UTXO (misalnya BTC). Artikel ini tidak bermaksud untuk membahas implementasi saat ini di atas BTC, tetapi membahas fitur rollup yang ideal yang telah dicari orang selama bertahun-tahun, yang tergantung pada kemampuan untuk memverifikasi bukti Zero-Knowledge Proof (ZKP) secara langsung di atas BTC, yang saat ini tidak didukung.

Struktur dasar Roll adalah sebagai berikut: satu akun tunggal (UTXO di BTC) menyimpan saldo semua pengguna di Rollup. UTXO ini berisi komitmen, yang merupakan akar Merkle dari pohon Merkle, yang menjamin semua saldo saat ini untuk semua akun di Rollup. Semua akun ini diotorisasi dengan Kunci Publik/Kunci Pribadi, sehingga untuk mengeluarkan pengeluaran off-chain, pengguna masih harus menandatangani beberapa konten dengan Kunci Rahasia. Bagian dari struktur ini memungkinkan pengguna untuk keluar kapan saja tanpa izin, hanya dengan membuat bukti transaksi bahwa akun mereka adalah bagian dari pohon Merkle, mereka dapat keluar dari Rollup secara satu arah tanpa izin operator.

Operator Rollup harus menyertakan ZKP dalam transaksi untuk memperbarui root merkle saldo akun on-chain saat menyelesaikan transaksi off-chain. Tanpa ZKP ini, transaksi akan menjadi tidak valid dan tidak dapat dimasukkan ke dalam Blok. Bukti ini memungkinkan orang untuk memverifikasi apakah semua perubahan pada saldo akun off-chain diberi wewenang oleh pemilik akun yang tepat dan apakah operator tidak dengan jahat memperbarui saldo untuk mencuri dana pengguna atau dengan tidak jujur mengalokasikannya ulang ke pengguna lain.

Masalahnya adalah, jika hanya akar pohon merkle yang dipublikasikan di on-chain, pengguna dapat melihat dan mengaksesnya, bagaimana mereka bisa menempatkan cabang mereka di dalam pohon sehingga mereka dapat keluar kapan pun tanpa izin?

Rollup yang Sesuai

Dalam Rollup yang tepat, setiap kali transaksi off-chain baru dikonfirmasi dan status Rollup akun berubah, informasinya langsung dimasukkan ke dalam blockchain. Bukan seluruh pohon, itu terlalu absurd, tetapi informasi yang diperlukan untuk membangun ulang pohon. Dalam implementasi sederhana, ringkasan akun yang ada di Rollup akan mencakup saldo, dan akun hanya ditambahkan dalam transaksi Rollup yang diperbarui.

Dalam implementasi yang lebih lanjut, digunakan perbedaan saldo. Pada dasarnya ini adalah ringkasan dana yang ditambahkan atau dikurangi dari akun-akun mana yang terjadi selama proses pembaruan. Ini memungkinkan setiap pembaruan Rollup hanya berisi perubahan saldo akun yang terjadi. Kemudian, pengguna dapat dengan mudah memindai rantai dan ‘menghitung’ dari awal Rollup untuk mendapatkan status saldo akun yang terkini, ini memungkinkan mereka untuk membangun ulang pohon Merkle saldo saat ini.

Ini akan menghemat banyak biaya dan ruang Blok (dan dengan demikian menghemat dana), sambil tetap memungkinkan pengguna memastikan akses ke informasi yang diperlukan untuk keluar secara sepihak. Aturan rollup mengharuskan data ini dimasukkan dalam rollup resmi yang disediakan oleh Blokchain kepada pengguna, yaitu transaksi yang tidak mencakup ringkasan akun atau perbedaan akun dianggap tidak valid.

Masa Berlaku

Salah satu metode lain untuk mengatasi masalah ketersediaan data penarikan pengguna adalah dengan menempatkan data di tempat lain di luar Blokchain. Ini memunculkan masalah yang rumit di mana rollup tetap perlu memastikan data tersedia di tempat lain. Secara tradisional, Blokchain lain digunakan untuk tujuan ini, yang secara khusus dirancang sebagai lapisan ketersediaan data untuk sistem seperti rollup.

Ini menciptakan dilema keamanan yang sama kuatnya. Ketika data dipublikasikan langsung ke BTCBlok, aturan Konsensus dapat menjamin kebenarannya secara mutlak. Namun, ketika data tersebut dipublikasikan ke sistem eksternal, yang terbaik yang dapat dilakukan adalah memverifikasi bukti SPV, yaitu data telah dipublikasikan ke sistem lain.

Ini memerlukan verifikasi bahwa data ada dalam bukti on-chain lain, yang pada akhirnya adalah masalah Mesin Oracle. Blok BTC tidak dapat sepenuhnya memverifikasi apa pun di luar dari yang terjadi di Blokchain-nya sendiri, yang terbaik yang dapat dilakukannya adalah memverifikasi ZKP. Namun, ZKP tidak dapat memverifikasi apakah Blok yang berisi data rollup benar-benar disiarkan secara publik setelah dihasilkan. Ini tidak dapat memverifikasi apakah informasi eksternal benar-benar tersedia untuk semua orang.

Ini membuka pintu bagi serangan penahanan data, yaitu membuat komitmen terhadap data yang dipublikasikan dan menggunakan rollup untuk mendorong, tetapi pada kenyataannya data tidak tersedia. Ini membuat pengguna tidak bisa menarik dana. Satu-satunya solusi yang benar-benar efektif adalah bergantung sepenuhnya pada nilai dan struktur insentif sistem di luar BTC.

Terjebak dalam dilema

Ini menyebabkan dilema bagi rollup. Ketika masalah ketersediaan data terjadi, secara dasarnya ada pilihan biner untuk mempublikasikan data ke blockchain BTC atau tempat lainnya. Pilihan ini memiliki dampak signifikan pada keamanan, kedaulatan, dan skalabilitas rollup.

Di satu sisi, menggunakan BTCBlok Blockchain sebagai lapisan ketersediaan data akan menetapkan batas atas yang ketat untuk skalabilitas rollup. Ruang Blok terbatas, yang menetapkan batas atas jumlah rollup yang dapat ada pada satu waktu dan jumlah transaksi yang dapat ditangani oleh semua rollup secara off-chain. Setiap kali rollup diperbarui, ruang Blok yang sebanding dengan jumlah akun yang mengalami perubahan saldo sejak pembaruan terakhir diperlukan. Teori informasi hanya memungkinkan kompresi data hingga tingkat tertentu, dan pada titik ini, tidak ada potensi skalabilitas lebih lanjut.

Di sisi lain, menggunakan lapisan yang berbeda untuk mencapai ketersediaan data akan menghilangkan batasan maksimum peningkatan skalabilitas, tetapi juga menghadirkan masalah keamanan dan kedaulatan baru. Dalam Rollup yang menggunakan BTC untuk mencapai ketersediaan data, jika data yang ingin diekstrak oleh pengguna tidak secara otomatis dipublikasikan ke blockchain, maka status Rollup tidak akan berubah. Dalam Validiums, jaminan ini sepenuhnya bergantung pada kemampuan sistem eksternal yang digunakan untuk melawan penipuan dan menyembunyikan data.

Sekarang, setiap produsen Blok pada sistem ketersediaan data eksternal dapat mengambil alih dana pengguna BTCRollup dengan memproduksi Blok tanpa harus benar-benar menyiarakan Blok tersebut, sehingga data dapat tersedia.

Jadi, jika kita benar-benar mewujudkan implementasi Rollup yang ideal di BTC, dan benar-benar mewujudkan penarikan satu arah oleh pengguna, bagaimana itu akan terjadi?