Bitcoin Magazine: В чем сложности Rollup?

Источник: Bitcoin Magazine; Подборка: Пять Бат, Золотые Финансы

Роллапы в последнее время стали центральной темой для масштабирования Биткойна и стали первым действительно вниманию Сети Lighting отведенным элементом. Роллапы предназначены для создания внеблокчейнового второго уровня, который не ограничен ограничениями или ограничениями основного Ликвидности в Сети Lighting , то есть конечному пользователю необходимо предварительно выделенные (или «одолженные») средства для получения денег, или промежуточному Узлу требуется баланс канала для обеспечения платежной суммы от отправителя к получателю на всем пути.

Эти системы изначально работали на платформе Ethereum и других завершенных системах Тьюринга, но в последнее время внимание сосредоточено на их портировании на блокчейн на основе UTXO (например, BTC). В этой статье не рассматривается текущее положение дел в BTC, а обсуждаются функциональные возможности идеального Rollup, которые долгое время преследовали люди и которые зависят от возможностей, которые в настоящее время не поддерживаются в BTC, а именно возможности непосредственной проверки Доказательств с нулевым разглашением (ZKP) на BTC.

Основная архитектура Roll имеет следующий вид: отдельный счет (в BTC это UTXO) хранит балансы всех пользователей в Rollup. Этот UTXO содержит обязательство в виде корневого хэша Merkle-дерева, обязательство по текущим балансам всех счетов в Rollup. Все эти счета авторизованы публичным/закрытым ключом, поэтому для расходов вне блокчейна пользователи по-прежнему должны подписывать некоторые данные с помощью секретного ключа. Эта часть структуры позволяет пользователям выходить в любое время без разрешения, просто предоставляя доказательство транзакции, что их счет является частью Merkle-дерева, и они могут выйти из Rollup односторонне, без разрешения оператора.

Операторы Rollup должны включать в транзакцию ZKP, чтобы обновить корень дерева Меркла балансов счетов вне блокчейна в процессе завершения транзакции в блокчейне, иначе транзакция будет недействительной и не сможет быть включена в блокчейн. Это доказательство позволяет людям проверить, получили ли все изменения балансов счетов вне блокчейна соответствующие разрешения от владельцев счетов, а также, чтобы операторы не злонамеренно обновляли балансы для кражи средств у пользователей или нечестно перераспределяли их другим пользователям.

Проблема заключается в том, что если только корень дерева Меркла опубликован в блокчейне, и пользователи могут просматривать и получать доступ к нему, то как они могут разместить свои ветви в дереве, чтобы иметь возможность выйти без разрешения в любое время, когда им это нужно?

Подходящий Rollup

В подходящем Rollup каждый раз, когда подтверждается новая вне блокчейна транзакция и изменяется состояние счета Rollup, информация непосредственно помещается в блокчейн. Не весь дерево, это было бы слишком абсурдно, а только информация, необходимая для воссоздания дерева. В простой реализации сводная информация о всех текущих счетах Rollup будет содержать баланс, и счета будут добавляться только в обновленные транзакции Rollup.

В более продвинутых реализациях используется разница в балансе. По сути, это краткое изложение того, какие счета увеличили или уменьшили средства в процессе обновления. Это позволяет каждому обновлению Rollup содержать только изменения остатка средств счета, произошедшие. Затем пользователи могут просто просканировать цепочку и «выполнить вычисления» с начала Rollup, чтобы определить текущее состояние остатка средств счета, что позволяет им восстановить текущий баланс дерева Меркля.

Это позволяет сэкономить значительные затраты и пространство Блок (т.е. средства), при этом все еще позволяет пользователям гарантировать доступ к информации, необходимой для одностороннего выхода. Согласно правилам rollup, эти данные должны быть включены в официальный rollup, предоставляемый пользователям с использованием Блокчейна, то есть транзакции, не содержащие сводки счета или разницы счета, считаются недействительными.

Срок действия

Другим способом решения проблемы доступности данных пользователей для извлечения является размещение данных в другом месте, отличном от Блокчейна. Это вводит тонкие вопросы, поскольку rollup все еще должен гарантировать, что данные доступны в другом месте. Традиционно для этой цели используются другие блокчейны, специально разработанные в качестве уровня доступности данных для систем типа rollup.

Это создает такую же сложность в обеспечении безопасности. Когда данные напрямую публикуются на блокчейне Биткойн, правила соглашения могут гарантировать их абсолютную правильность. Однако, когда они публикуются во внешней системе, они могут только проверить SPV-доказательство, то есть то, что данные были опубликованы в другой системе.

Это требует доказательства того, что данные существуют в других цепочках, в конечном итоге это проблема Машина Oracle. Блокчейн BTC не может полностью подтвердить ничего, что происходит вне его собственного блока, лучшее, что он может сделать, это подтвердить ZKP. Однако ZKP не может проверить, были ли данные в блоке rollup действительно опубликованы после его создания. Он не может подтвердить, что внешняя информация действительно доступна для всех.

Это открыло дверь для атаки на задержку данных, то есть создание обязательств по опубликованным данным и их использование для продвижения rollup, но фактически данные недоступны. Это приводит к невозможности извлечения средств. Единственным настоящим решением является полная зависимость от ценности и структуры стимулов систем, отличных от BTC.

Дилемма

Это создает дилемму для rollup. Когда речь идет о проблеме доступности данных, существует фактически двоичный выбор между публикацией данных на блокчейне BTC или в другом месте. Этот выбор имеет серьезное влияние на безопасность, суверенитет и масштабируемость rollup.

С одной стороны, использование BTC в качестве слоя доступности данных для rollup устанавливает жесткий предел масштабируемости. Блокчейн имеет ограниченное пространство, что устанавливает предел для количества rollup, которые могут существовать одновременно, а также для общего количества транзакций, которые могут быть обработаны вне блокчейна. Каждое обновление rollup требует определенного количества блокчейн-пространства, пропорционального количеству счетов, у которых изменился баланс с момента последнего обновления. Согласно информационной теории, данные могут быть сжаты только до определенной степени, и в этом смысле нет больше потенциала для масштабирования.

С другой стороны, использование различных уровней для обеспечения доступности данных устранит жесткий предел масштабируемости, но также повлечет за собой новые вопросы безопасности и суверенитета. В случае Rollup, реализующего доступность данных с помощью BTC, если данные, которые пользователь хочет извлечь, не были автоматически опубликованы в блокчейне, состояние Rollup не сможет измениться. При использовании Validiums эта гарантия полностью зависит от способности использованной внешней системы противодействовать обману и скрытию данных.

Теперь любой Блокпроизводитель на системе доступности внешних данных может захватить средства пользователей BTCRollup, производя Блок, а не фактически транслируя этот Блок, чтобы сделать данные доступными.

Итак, если мы действительно реализуем идеальную реализацию Rollup на BTC, реализуем односторонний вывод пользователей, что это будет?