Jalan Peningkatan Tumpukan OP: Mengungkap Potensi ZK Rollup dengan OP Succinct

Penulis: Peneliti YBB Capital Ac-Core

TL;DR

Fitur utama yang disediakan oleh OP Succinct adalah mengintegrasikan ZKP ke dalam arsitektur modular OP Stack untuk mengubah OP Stack Rollup menjadi ZK Rollup yang sepenuhnya diverifikasi.

• Jika tujuan akhir dari perkembangan Ethereum adalah mengubah setiap Rollup menjadi ZK Rollup, maka tujuan OP Succinct adalah untuk menyatukan Rust dan SP1 dalam implementasi OP Stack Type-1 zkEVM (sepenuhnya setara dengan Ethereum) untuk dideploy.
• OP Succinct Proposer utama menyelesaikan pembuatan bukti simultan dan agregasi serta verifikasi;
• Sistem OP Stack saat ini bergantung pada “jendela anti-penipuan 7 hari”, jika ada perselisihan, verifikasi transaksi akan ditunda selama seminggu, OP Succinct menggunakan bukti ZK untuk mempercepat waktu penyelesaian transaksi, menghilangkan kebutuhan akan memperpanjang jendela anti-penipuan.
• OP yang singkat dapat mengurangi Biaya Transaksi yang besar.

1. Tinjauan Terbaru: Kondisi Terkini OP Mainnet dan OP Stack dengan OP Labs

Sumber gambar: Blockscout

1.1 Poin Perkembangan Terkini OP Mainnet

Pada 30 Maret 2024, OP Labs merilis ‘Proof of Failure’ di jaringan uji coba OP Sepoila, dan secara resmi meluncurkan ‘Proof of Failure’ di OP Mainnet pada 11 Juni 2024, mendorong Desentralisasi ke tahap pertama. Ini memungkinkan pengguna untuk menarik ETH dan Token ERC-20 dari OP Mainnet, memungkinkan mereka untuk mempertanyakan dan menghapus penarikan yang tidak valid tanpa perlu pihak ketiga yang dapat dipercaya (termasuk Base, Metal, Mode, dan Zora).

Untuk memastikan keamanan dan kepercayaan aset pengguna, Optimism menggunakan bukti kegagalan untuk meningkatkan akurasi dan efektivitas transaksi on-chain serta mencegah perilaku curang, prinsipnya meliputi:

• Ketersediaan Data: Bukti Kegagalan pertama-tama memastikan bahwa semua data di Layer-2 dapat diakses dan dapat diverifikasi oleh Layer-1;
• Periode Tantangan: Dalam periode tantangan yang ditentukan, siapa pun dapat mengajukan keberatan terhadap data di Layer-2.

Jika seseorang menemukan ketidaksesuaian data Layer-2 dengan data Layer-1, mereka dapat menantangnya. Bukti yang diajukan: Jika ada perselisihan, operator Layer-2 harus mengajukan bukti untuk membantah perselisihan tersebut dan membuktikan kebenaran data mereka; Keputusan akhir: Jika tidak ada perselisihan yang valid selama periode tantangan, atau operator Layer-2 berhasil membantah perselisihan, transaksi akan dianggap valid dan diterima.

1.2. Keterkaitan dan Perbedaan Antara Stack OP dan Labs OP

OP Labs adalah tim atau organisasi yang mengembangkan solusi Optimism, sedangkan OP Stack adalah kerangka teknologi untuk membangun dan memperluas jaringan tingkat kedua ETH. Hubungan antara OP Labs dan OP Stack dapat dipahami sebagai hubungan antara pengembang dan alat pengembangan mereka.

• OP Labs:

OP Labs adalah kontributor inti untuk proyek Optimism, bertanggung jawab untuk mengembangkan dan memelihara solusi lapisan kedua Optimism. Itu adalah tim atau organisasi yang fokus pada membangun dan meningkatkan alat teknis terkait perluasan ETH, seperti Optimistic Rollups. Tujuan utama OP Labs adalah mengurangi beban Mainnet ETH melalui solusi perluasan lapisan kedua, menurunkan biaya transaksi, dan meningkatkan kecepatan transaksi. OP Labs juga bekerja sama dengan proyek-proyek lain (seperti Succinct Labs) untuk memajukan lebih lanjut teknologi perluasan ETH, seperti OP Succinct, yang berfokus pada optimalisasi Zero-Knowledge Proof.

OP Labs adalah tim atau organisasi utama yang mengembangkan dan memelihara jaringan Optimism. Tujuan mereka adalah membangun solusi efisien yang dapat ditingkatkan untuk Ethereum dengan fokus pada Drop Pencucian Uang dan meningkatkan kecepatan transaksi. Mereka tidak hanya bertanggung jawab untuk pengembangan Optimistic Rollups, tetapi juga mendorong teknologi baru yang terkait dengan Zero-Knowledge Proof, seperti OP Succinct yang dikembangkan dengan Succinct Labs.

• Tumpukan OP:

OP Stack adalah tumpukan arsitektur atau teknologi modular yang digunakan untuk membangun dan memperluas jaringan Layer 2 Ethereum (ETH). Ini terdiri dari beberapa komponen yang dapat disesuaikan, yang memungkinkan pengembang membangun rantai Layer 2 mereka sendiri sesuai dengan kebutuhan spesifik. Ini menyediakan cara standar bagi pengembang untuk dengan cepat membangun jaringan ekstensi Layer 2 yang memenuhi persyaratan tertentu.

OP Stack adalah kerangka modular yang dikembangkan oleh OP Labs. Kerangka ini menyediakan infrastruktur untuk membangun jebakan jaringan layer 2, yang memungkinkan pengembang untuk dengan cepat membangun berbagai jaringan ekstensi menggunakan OP Stack. Dengan desain modular OP Stack, pengguna dapat fleksibel memilih mekanisme verifikasi yang berbeda (seperti Optimistic Rollups atau ZK Rollups) sesuai dengan kebutuhan proyek yang berbeda.

OP Labs dapat dimengerti sebagai pengembang OP Stack, di mana OP Stack adalah alat teknologi yang disediakan oleh OP Labs untuk membantu pengembang membangun dan memperluas jaringan lapis kedua ETH.

**Sebelum memahami OP Succinct, perlu untuk memahami empat komponen utama dari setiap tumpukan OP:**1. op-geth: Mengambil transaksi dari pengguna dan menggunakan transaksi ini untuk membuat Blok dan menjalankan Blok;2. op-batcher: Memproses transaksi pengguna secara masal, dan mengirimkannya ke L1;3. op-node: Membaca data pemrosesan secara masal dari L1, dan menggerakkan op-geth untuk melakukan transformasi status dalam mode non-sorter;4. op-proposer: Secara berkala menerbitkan root output ke L1, untuk menangkap status L2, sehingga memudahkan penanganan penarikan.

二、Succinct Labs与OP Labs携手将 ZK 元素注入OP Stack

Sumber gambar: Blog Succinct

2.1 OP Succinct 架构组成

Berdasarkan konten akhir bab 1.2 yang menggabungkan ‘Empat Komponen Utama OP Stack’, OP Succinct adalah peningkatan ringan dari OP Stack yang memungkinkan rantai hanya menggunakan Blok yang terverifikasi ZK sementara mempertahankan tiga komponen lainnya (op-geth, op-batcher, dan op-node) tidak berubah, OP Succinct terutama terdiri dari empat komponen berikut:

• Program Rentang: Ini adalah program yang menjalankan blok batch, ditulis dalam Rust, dan dirancang untuk dieksekusi di zkVM;
• Program Agregasi (Aggregation Program.): Bukti cakupan program, dengan biaya verifikasi on-chain, program ini juga ditulis dalam Rust, dirancang untuk dijalankan di zkVM;
• Oracle Output L2 yang Jelas OP: Solidity Smart Contract yang berisi array output status L2, di mana setiap output adalah komitmen terhadap status rantai L2. Kontrak ini sudah ada dalam sistem asli Optimism, tetapi telah dimodifikasi untuk menggunakan proof of validation sebagai mekanisme otentikasi;
• OP Succinct Proposer：Melihat batch transaksi yang diposting di L1 dan mengendalikan bukti rentang dan bukti agregasi program.

2.2 OP Succinct menggambarkan narasi peningkatan kapasitas ETH.

zkEVM Rollup sulit dibangun karena keahlian kriptografi yang mendalam, tim OP Labs membangun OP Stack modular dengan mempertimbangkan dukungan untuk berbagai mekanisme validitas bukti dan mengembangkan Kona (lihat tautan eksternal 1) untuk mengimplementasikan fungsi konversi status STF di bawah OP Stack Rollup menggunakan Rust, dan akhirnya menghasilkan Zero-Knowledge Proof (ZKP) OP Stack dengan bantuan Kona dan program SP1, yang secara teoritis memungkinkan peningkatan semua rantai OP Stack dan menggunakan ZKP.

Tujuan SP1 (Succinct Processor 1) adalah memungkinkan pengembang untuk seamlessly mengintegrasikan rollup zkEVM Tipe-1 standar menggunakan kode Rust standar, dan dengan OP Succinct, mengupgrade chain OP Stack yang ada menjadi rollup zkEVM Tipe-1 dalam waktu kurang dari 1 jam, serta menyediakan kinerja tinggi yang dibutuhkan oleh aplikasi. Ini memberikan keunggulan berikut:

• Konfirmasi ZKP yang cepat: mempersingkat latensi bukti hingga beberapa puluh menit, untuk ‘menggantikan’ masa peninjauan bukti penipuan selama 7 hari;
• Menurunkan biaya dan meningkatkan efisiensi: Biaya rata-rata per transaksi turun menjadi beberapa sen.
• Beralih dari tumpukan OP ke ZK: Cukup deploy Smart Contract dan memulai layanan proposal OP Succinct yang ringan (lihat di bawah ini) untuk menghasilkan bukti melalui panggilan API (termasuk batcher/sorter, op-node, indexer, dll);
• Type-1 zkEVM: Semua alat dan Smart Contract yang kompatibel dengan OP Stack Rollup juga berlaku untuk OP Succinct Rollup;
• Meningkatkan skalabilitas: Mengadopsi OP Succinct rollup yang dapat disesuaikan, dapat menambahkan prakompilasi baru dan memodifikasi logika Rollup.

Menurut penjelasan resmi di GitHub, prosesnya hanya memerlukan instalasi Rust, Foundry, dan Docker, untuk meng-upgrade stack rollup OP apa pun yang ada ke rollup zkEVM Type-1, dan prosesnya hanya disederhanakan menjadi dua langkah: 1. Menerapkan kontrak ZK L2OutputOracle.sol; 2. Memulai layanan proposal OP Succinct (lihat prosesnya di tautan ekstensi GitHub 2).

Meningkatkan OP Stack Rollup menjadi bukti ZK, sumber gambar: Blog Ringkas

2.3 Menggunakan SP1 Reth untuk membangun zkEVM Tipe-1

Succinct meyakini bahwa di masa depan, EVM Rollup akan ditulis dalam bahasa Rust untuk zkEVM yang dapat dipelihara, saat ini OP Rollup menghadapi tiga masalah utama: jendela penipuan yang terlalu lama selama 7 hari, kompleksitas interoperabilitas, dan dalam beberapa kasus, bergantung pada mekanisme yang melibatkan beberapa kelompok data bukan bukti penipuan. Selain itu, penciptaan zkEVM adalah proses yang memerlukan waktu lama, oleh karena itu SP1 dikembangkan untuk mengatasi masalah-masalah ini.

SP1 adalah sebuah zkVM yang sangat Sumber Terbuka kinerjanya dan sepenuhnya disesuaikan, dapat memverifikasi eksekusi program Rust (atau bahasa kompilasi LVM) apa pun. Menurut data publik, OP Succinct Stack telah berhasil dijalankan di OP Mainnet, OP Sepolia, dan Base on-chain, dan telah mencapai biaya bukti sebesar 0,01-0,02 USD dalam transaksi ETH (lihat tautan eksternal 3). Kami berharap agar di masa depan, semua infrastruktur Blockchain (termasuk Rollup, bridge, coprocessor, dll.) akan ditulis dalam Rust (atau bahasa yang dikompilasi LLVM lainnya) dan memanfaatkan ZKP.

Menurut ringkasan dari blog Succinct dan konten GitHub Sumber Terbuka, perbedaan kinerja antara SP1 dan zkVM lainnya utamanya disebabkan oleh beberapa faktor kunci:

1. Arsitektur berbasis pra-kompilasi: SP1 mendukung sistem pra-kompilasi yang fleksibel, yang dapat signifikan meningkatkan kinerja berbagai operasi (seperti verifikasi tanda tangan secp256k1 dan ed25519, fungsi hash sha256 dan keccak256), mengurangi jumlah siklus RISC-V pada banyak program sebesar 5-10 kali. Tujuannya adalah memberikan kinerja yang sebanding dengan rangkaian ZK, sambil tetap mempertahankan fleksibilitas dan pengalaman pengembang yang baik dari zkVM.
2. SP1 sepenuhnya Sumber Terbuka: SP1 adalah 100% Sumber Terbuka, memungkinkan tim untuk menerapkan pra-kompilasi kustom seperti Argument dan Scroll, secara signifikan mengurangi jumlah siklus dan mempercepat waktu generasi bukti;
3. Standar Industri: Sejak diluncurkan, konsep pra-kompilasi internal zkVM telah menjadi standar industri, terintegrasi dalam proyek-proyek seperti RISC0, Valida, Nexus, dan Jolt. SP1 adalah zkVM siap produksi tunggal yang mendukung secara luas pra-kompilasi operasi enkripsi yang penting.
4. Membaca dan menulis memori yang efisien: SP1 menggunakan metode bukti memori inovatif, menggunakan satu tantangan tunggal untuk mencapai memori konsisten dengan banyak bukti, menghindari biaya yang ditimbulkan oleh penggunaan merkle memori.
5. Optimisasi Efisiensi Dasar: Mengadopsi faktor penghancuran yang lebih rendah dan parameter pencarian generasi baru (seperti LogUp berdasarkan turunan logaritma), serta varian FRI dalam Plonky3, meningkatkan efisiensi penggunaan area pelacakan.

Sumber gambar: Blog Succinct, lihat penjelasan lampiran 4 di tautan eksternal

三、OP Succinct能否成为OP Stack对抗ZK Stack的杀手锏？

Sumber gambar: @jtguibas

Jika skema perluasan ETH dilihat dalam jangka pendek, OP dalam jangka panjang, ZK, pada asumsi bahwa OP Succinct berhasil, akan dianggap sebagai tonggak penting dalam pengembangan ETH. OP Succinct menyediakan jalur upgrade untuk ETH Rollups dari verifikasi optimis ke Zero-Knowledge Proof, yang tidak hanya menurunkan Biaya Transaksi, tetapi juga meningkatkan kecepatan transaksi, sambil mempertahankan keamanan ZK rollups dan sifat Anonimitas, membawa kemungkinan baru untuk ledakan Layer Aplikasi di masa depan.

Dalam empat raja Layer2 yang diakui secara umum, pada tahap ini dari perspektif perkembangan ekosistem proyek, OP Stack sedikit lebih unggul daripada ZK Stack, efek Matthew mungkin akan semakin terlihat, dengan bergabungnya OP Succinct, ini juga dalam beberapa hal menarik perhatian dan potensi ZK Stack, jika OP Succinct dapat direalisasikan di masa depan, ini juga mungkin akan memberikan dampak pada Rollup zkEVM tradisional.

Namun menurut konten yang saat ini diungkapkan secara publik, tidak sulit bagi kita untuk melihat logika operasional OP Succinct, bagaimana untuk memastikan para pengembang dapat segera menemukan risiko sistemik yang timbul akibat kerentanan yang tidak diketahui saat memodifikasi fungsi STF atau menambahkan fungsi pra-kompilasi baru, ini memerlukan kita untuk tetap mengikuti dalam jangka panjang.

Tautan perluasan:

（1）

（2）

（3）

（4）