Bitcoin Magazine: Які труднощі стикаються з Rollup?

Джерело: Bitcoin Magazine; Переклад: Ву Чжу, Jinse Finance

Rollups недавно стали центром внимания в контексте масштабирования BTC, став первым настоящим конкурентом для сети Lightning в широком смысле. Rollups представляют собой второй уровень вне блокчейна, не ограниченный ограничениями или ограничениями ядра Ліквідність Lightning Network, то есть конечный пользователь должен иметь предварительно выделенные (или «заимствованные») средства, чтобы получить деньги, или промежуточный маршрутизатор Нода должен иметь баланс канала, чтобы обеспечить полный поток платежей от отправителя к получателю.

Ці системи спочатку працювали на Ethereum та інших системах Повнота за Тюрінгом, але в останній час акцент перейшов на їх перенесення на базову блокчейн-технологію, засновану на UTXO (наприклад, на BTC). У цій статті не має на меті обговорювати поточний стан реалізації на BTC, але обговорюється функціонал ідеального Rollup, який залежить від можливості прямо перевіряти Доказ із нульовим розголошенням (ZKP) на BTC, що наразі не підтримується.

Основна структура Roll виглядає наступним чином: окремий рахунок (в BTC - UTXO) зберігає баланс всіх користувачів у Rollup. Цей UTXO містить зобов’язання у вигляді Merkle-дерева з коренем Merkle, яке зобов’язує всі поточні баланси рахунків у Rollup. Усі ці рахунки авторизовані з використанням відкритого/закритого ключів, тому для витрат поза блокчейном користувачі все ще повинні підписувати деякий вміст за допомогою закритого ключа. Ця частина структури дозволяє користувачам в будь-який момент вийти без дозволу, просто підтвердивши свій рахунок як частину Merkle-дерева у транзакції, і вони можуть односторонньо вийти з Rollup без дозволу оператора.

Оператор Rollup повинен включати в операції ZKP, щоб оновити корені дерева Меркля балансу рахунку у блокчейні після завершення операції поза блокчейном, і якщо цього ZKP немає, то операція є недійсною і не може бути включена до Блокчейну. Цей доказ дозволяє людям перевірити, чи всі зміни балансу рахунку поза блокчейном були належним чином санкціоновані власником рахунку, і чи оператор не має зловживати оновленням балансів для крадіжки коштів користувачів або недобросовісної перерозподілу їх між іншими користувачами.

Проблема полягає в тому, що якщо лише корінь дерева Меркла опубліковано в у блокчейні, користувачі можуть переглядати й отримувати доступ до нього, то як вони можуть розмістити свої гілки в дереві, щоб мати змогу виходити за їхнім бажанням без дозволу?

Підходящий Rollup

У відповідному Rollup кожен раз, коли підтверджується нова угода поза блокчейном та змінюється стан рахунку Rollup, інформація безпосередньо включається до ланцюжка блоків. Це не вся дерево - це було б занадто абсурдно - а лише інформація, необхідна для відновлення дерева. У простій реалізації у Rollup усі сучасні рахунки будуть містити підсумок та рахунок буде додаватися тільки під час оновлення угод Rollup.

У більш високорівневій реалізації використовується різниця балансу. Це в суті є підсумком того, які рахунки збільшили або зменшили свої фонди під час процесу оновлення. Це дозволяє кожному оновленню Rollup містити лише зміни балансу, які сталися. Потім користувач може просто просканувати ланцюжок і «обчислити» з початку Rollup, щоб отримати поточний стан балансу, що дозволяє відновити дерево Меркля поточного балансу.

Таким чином можна заощадити значні витрати та простір Блоку (таким чином, економлячи кошти), при цьому все ще дозволяючи користувачам гарантувати доступ до інформації, необхідної для одностороннього виходу. Згідно з правилами rollup, ці дані повинні бути включені в офіційний rollup, що надається користувачам через Блокчейн, тому транзакції, які не містять резюме рахунку або різницю рахунків, вважаються недійсними.

Термін дії

Ще один спосіб впоратися з доступністю даних, видобутих користувачами, — розмістити їх десь поза ланцюжком Блоків. Це створює делікатну проблему, пов’язану з тим, що зведення все ще повинні забезпечити доступність даних в іншому місці. Традиційно для цієї мети використовувалися інші ланцюжки Блоків, спеціально розроблені як рівень доступності даних для таких систем, як зведення.

Це створює складність забезпечення такої ж сильної безпеки. Консенсус Біткойну може гарантувати абсолютну правильність даних, коли вони безпосередньо публікуються в Блокчейні BTC. Однак, коли вони публікуються в зовнішніх системах, найкраще, що вони можуть зробити - це перевірити доказ SPV, тобто те, що дані вже були опубліковані в іншій системі.

Це потребує перевірки даних наявності доказів у блокчейні, що виявляється проблемою Оракул-машина. Блокчейн BTC не може повністю перевірити будь-які події, які відбуваються поза своїм власним блоком, найкраще, що він може зробити - це перевірити ZKP. Однак ZKP не може перевірити, чи були дані rollup відкрито опубліковані після генерації блоку. Він не може перевірити, чи зовнішня інформація дійсно опублікована для всіх.

Це відкрило двері для атак затримки даних, тобто створення обіцянки щодо опублікованих даних та їх використання для просування rollup, але фактично дані недоступні. Це призводить до того, що користувачі не можуть виводити кошти. Єдиний справжній спосіб вирішення проблеми - це повне залежання від цінності та структури стимулювання систем поза BTC.

Бути на роздоріжжі

Це створює для rollup деяку складність. Коли йдеться про проблему доступності даних, фактично існує бінарний вибір між публікацією даних на блокчейн BTC або в іншому місці. Цей вибір суттєво впливає на безпеку та суверенітет rollup, а також його масштабованість.

З одного боку, використання BTC Блокчейну як шару доступності даних встановлює жорсткий верхній ліміт масштабованості для rollup. Простір блоків обмежений, що встановлює верхній ліміт для кількості rollup, які можуть існувати одночасно, а також загальна кількість транзакцій, які можуть бути оброблені поза блокчейном. Кожне оновлення rollup потребує пропорційного простору блоку до кількості рахунків, баланси яких змінилися з останнього оновлення. Інформаційна теорія дозволяє тільки певний ступінь стиснення даних, і на цьому етапі немає більше потенціалу для масштабування.

З іншого боку, використання різних шарів для досягнення доступності даних призведе до відсутності жорсткого верхнього обмеження на масштабованість, але воно також породить нові питання безпеки та суверенітету. У Rollup, що використовує BTC для досягнення доступності даних, стан Rollup не може змінитися, якщо дані, які користувач повинен отримати, не автоматично публікуються на блокчейні. Використання Validiums це гарантія, яка повністю залежить від здатності зовнішніх систем відстоюватися від обману та приховування даних.

Тепер будь-який виробник Блоку на зовнішній системі доступності даних може викрасти кошти користувачів BTCRollup, створивши Блок замість того, щоб фактично транслювати його, роблячи дані доступними.

Таким чином, якщо ми дійсно досягнемо ідеальної реалізації Rollup на BTC, справжньої реалізації виведення коштів з урахуванням інтересів користувачів, як це буде?