مجلة بيتكوين: ما هي التحديات التي تواجه Rollup؟

مصدر: مجلة بيتكوين. الترجمة: Wu Zhu ، Gold Finance

أصبحت عمليات التجميع مؤخرا محور تحجيم BTC ، لتصبح أول شيء “يسرق العرض” حقا من شبكة الإضاءة من حيث الاهتمام الأوسع. تم تصميم التراكمات لتكون طبقة ثانية لا تخضع لقيود أو قيود شبكة الإضاءة الأساسية السيولة، أي أن المستخدم النهائي يحتاج إلى شخص ما لتخصيص (أو “إقراض”) الأموال مقدما من أجل تلقي الأموال، أو يحتاج المسار الوسيط إلى رصيد قناة لتسهيل التدفق الكامل لمبلغ الدفع من المرسل إلى المستلم.

تم تشغيل هذه الأنظمة في الأصل على إيثريوم وغيرها من أنظمة اكتملت الجولة ، ولكن تم تحويل التركيز مؤخرًا إلى نقلها إلى سلسلة كتلية مبنية على UTXO (مثل BTC). لا ينوي هذا المقال مناقشة الوضع الحالي لتنفيذها على BTC ، بل مناقشة وظائف Rollup المثالية التي يسعى إليها الناس لفترة طويلة ، والتي تعتمد على القدرة على التحقق من دليل بدون معرفة (ZKP) مباشرة على BTC والتي لا تدعمها BTC حاليًا.

يتمثل الهيكل الأساسي لـ Roll فيما يلي: يحتفظ الحساب الواحد (المعروف باسم UTXO في BTC) برصيد جميع المستخدمين في Rollup. تحتوي هذه UTXO على التزام يتم تمثيله على شكل جذر Merkle لشجرة Merkle ، والتزام يتمثل في جميع الأرصدة الحالية للحسابات في Rollup. تستخدم جميع هذه الحسابات المصرح بها مفتاحًا عامًا / خاصًا للتفويض ، لذلك يجب على المستخدمين لاستخراج الإنفاق خارج السلسلة ما زالوا يستخدمون المفتاح السري لتوقيع بعض المحتويات. يسمح هذا الجزء من الهيكل للمستخدمين بالخروج في أي وقت دون الحاجة إلى إذن ، حيث يمكنهم الخروج من Rollup من جانب واحد بمجرد تقديم دليل على أن حسابهم هو جزء من شجرة Merkle ، دون الحاجة إلى إذن من المشغل.

يجب على مشغلي Rollup تضمين ZKP في المعاملات لتحديث جذر Merkle الذي يعكس رصيد الحساب داخل السلسلة أثناء إجراء المعاملات خارج السلسلة، وإذا لم يتوفر ZKP، سيتم رفض المعاملة ولا يمكن تضمينها في الكتلة. يتيح هذا الإثبات للأشخاص التحقق مما إذا كانت جميع التغييرات في رصيد الحساب خارج السلسلة تمت بموافقة حاملي الحسابات الصحيحين، وإذا كان المشغل قد قام بتحديث الرصيد بشكل متعمد لسرقة أموال المستخدمين أو إعادة توزيعها بشكل غير صادق للمستخدمين الآخرين.

المشكلة هي إذا تم نشر جذر شجرة Merkle فقط في السلسلة، يمكن للمستخدمين عرضه والوصول إليه، فكيف يمكنهم وضع فروعهم في الشجرة لكي يتمكنوا من الخروج في أي وقت يرغبون فيه بدون الحاجة إلى إذن؟

Rollup المناسب

في Rollup المناسب، يتم وضع المعلومات مباشرة في سلسلة الكتل كلما تم تأكيد صفقة خارج السلسلة جديدة وتغيرت حالة الحساب Rollup، ليس الشجرة بأكملها، فهذا سيكون مفرطًا، بل المعلومات اللازمة لإعادة بناء الشجرة. في تنفيذ بسيط، ستحتوي ملخصات جميع الحسابات الحالية في Rollup على الأرصدة، وسيتم إضافة الحسابات فقط في صفقات Rollup المحدثة.

في التطبيقات الأكثر تقدما ، يتم استخدام فروق التوازن. هذا هو في الأساس ملخص للحساب الذي زاد أو نقص الأموال أثناء عملية التحديث. هذا يجعل كل تحديث تراكمي يحتوي فقط على تغييرات رصيد الحساب التي تحدث. يمكن للمستخدم بعد ذلك ببساطة مسح السلسلة و “إجراء الحساب” من بداية الإظهار للوصول إلى الحالة الحالية لرصيد الحساب ، مما يسمح له بإعادة بناء شجرة Merkle للرصيد الحالي.

هذا يمكن أن يوفر الكثير من التكاليف ومساحة الكتل (وبالتالي توفير الأموال)، مما يسمح للمستخدمين بضمان الوصول إلى المعلومات المطلوبة لخروج جانبي واحد. تتطلب قواعد الـ rollup تضمين هذه البيانات في rollup الرسمي المقدم من قبل سلسلة الكتل للمستخدمين، حيث يعتبر أي تداول لا يتضمن ملخص الحساب أو الفروقات في الحساب تداولًا غير صالح.

صلاحية

طريقة أخرى لمعالجة مشكلة توفر بيانات سحب المستخدم هي وضع البيانات في مكان آخر خارج سلسلة الكتل. هذا يثير مشاكل معقدة حيث يحتاج رولب ما زال إلى ضمان توفر البيانات في المكان الآخر. تُستخدم سلاسل الكتل الأخرى تقليديًا لهذا الغرض ، حيث يتم تصميمها خصيصًا كطبقة توفر البيانات لنظام rollup وأنظمة أخرى.

هذا يؤدي إلى حالة من الحيرة حيث تكون الأمان قويًا بنفس القدر. عندما يتم نشر البيانات مباشرةً على سلسلة بيتكوين، يمكن لقواعد الإجماع ضمان صحتها بشكل مطلق. ومع ذلك، عندما تتم نشرها على نظام خارجي، فإن أفضل ما يمكن فعله هو التحقق من الإثباتات الجزئية SPV، وهو أن البيانات قد تم نشرها على نظام آخر.

هذا يتطلب إثبات وجود البيانات في داخل السلسلة الأخرى، وهذه في النهاية مشكلة آلة أوراكل. سلسلة كتل البتكوين لا يمكنها التحقق تمامًا من أي شيء يحدث خارج كتلتها داخل السلسلة، وأفضل ما يمكن أن تفعله هو التحقق من البرهان التفاضلي التفاضلي. ومع ذلك، لا يمكن للبرهان التفاضلي التفاضلي التحقق مما إذا كانت البيانات التي تم إنشاؤها بعد تكديس البيانات قد تم بثها فعلًا علنًا. لا يمكنه التحقق مما إذا كانت المعلومات الخارجية قد تمت بثها فعلًا للجميع.

فتحت هذه الهجمات فتحة لاحتجاز البيانات ، وهي إنشاء التزامات بالبيانات المنشورة واستخدامها في تعزيز الرول أب ، لكن البيانات في الواقع غير متوفرة. وهذا يتسبب في عدم قدرة المستخدمين على سحب الأموال. الحل الوحيد الحقيقي هو الاعتماد تمامًا على قيمة وهيكلية النظام خارج بتكوين.

العودة والتقدم في الوادي

هذا يواجه Rollup مأزقًا. عندما يتعلق الأمر بمشكلات توفر البيانات ، فإن هناك خيار ثنائي لنشر البيانات إما على سلسلة كتل BTC أو في مكان آخر. هذا الاختيار له تأثير كبير على أمان Rollup وسيادته وقابليته للتوسع.

من جهة، سيضع استخدام كتلة بيتكوين كطبقة لتوافر البيانات حدًا صارمًا لقابلية التوسع ل rollup. الفضاء الخاص بالكتل محدود، وهذا يحدد الحد الأقصى لعدد rollup الذي يمكن أن يكون موجودًا في وقت واحد وإجمالي عدد المعاملات التي يمكن معالجتها خارج السلسلة بالكامل. كل تحديث لـ rollup يتطلب فضاء كتل متناسب مع عدد الحسابات التي تغيرت الرصيد فيها منذ آخر تحديث. يسمح نظرية المعلومات فقط بضغط البيانات إلى حد معين، وفي هذه النقطة، لا يوجد مزيد من إمكانية التوسع.

من ناحية أخرى، استخدام طبقات مختلفة لتحقيق قابلية استخدام البيانات سوف يحذف الحد الأقصى الصلب لفوائد التوسع، ولكنه يتيح أيضًا مشاكل أمنية وسيادية جديدة. في Rollup الذي يستخدم BTC لتحقيق قابلية استخدام البيانات، فإن الحالة لن يمكن أن تتغير إذا لم يتم نشر البيانات التي يحتاجها المستخدم للحصول عليها تلقائيًا على سلسلة الكتل. هذا الضمان يعتمد بشكل كامل على قدرة النظام الخارجي المستخدم على مقاومة الغش وإخفاء البيانات في Validiums.

الآن، يمكن لأي منتج كتلة على نظام توفر البيانات الخارجية أن يختطف أموال مستخدمي BTCRollup عن طريق إنتاج كتلة بدلاً من بث الكتلة فعليًا، وبالتالي جعل البيانات متاحة.

إذا تمكنا حقًا من تحقيق تنفيذ Rollup المثالي على BTC ، وتحقيق سحب الأموال من جانب واحد حقًا للمستخدم ، فماذا سيحدث؟