Tạp chí Bitcoin: Rollup đối mặt với những khó khăn gì?

Nguồn: Bitcoin Magazine; Dịch: Ngũ Châu, Kinh Tế Vàng

Rollups gần đây đã trở thành trọng tâm của việc mở rộng quy mô BTC, trở thành điều đầu tiên thực sự “đánh cắp chương trình” từ Lighting Network, về mặt chú ý rộng rãi hơn. Rollups được thiết kế để trở thành một lớp off-chain 2 không bị ràng buộc hoặc hạn chế bởi các hạn chế thanh khoản cốt lõi của Lighting Network, tức là người dùng cuối cần ai đó phân bổ (hoặc “cho vay”) tiền trước để nhận tiền, hoặc tuyến đường trung gian Nút cần số dư kênh để tạo điều kiện thuận lợi cho toàn bộ dòng tiền thanh toán từ người gửi đến người nhận.

Các hệ thống này ban đầu chạy trên Ethereum và các hệ thống Turing hoàn thành khác, nhưng gần đây tập trung vào việc di chuyển chúng sang các chuỗi khối dựa trên UTXO (ví dụ như BTC). Bài viết này không dành để thảo luận về tình hình thực hiện hiện tại trên BTC, mà là để thảo luận về tính năng của Rollup được lý tưởng hóa mà mọi người đang theo đuổi trong một thời gian dài, phụ thuộc vào khả năng xác minh trực tiếp các Bằng chứng không kiến thức (ZKP) trên BTC, điều đó hiện tại BTC không hỗ trợ.

Cấu trúc cơ bản của Roll như sau: Một tài khoản đơn lẻ (UTXO trong BTC) lưu trữ số dư của tất cả người dùng trong Rollup. UTXO này bao gồm một cam kết tồn tại dưới dạng gốc Merkle của cây Merkle, cam kết tất cả số dư hiện có của tài khoản trong Rollup. Tất cả các tài khoản này được ủy quyền bằng cách sử dụng Khóa công khai/Khóa riêng, vì vậy để thực hiện các chi tiêu ngoại chuỗi, người dùng vẫn phải ký vào một số nội dung bằng Chìa khoá bảo mật. Phần này của cấu trúc cho phép người dùng rời đi bất cứ lúc nào mà không cần phải xin phép, chỉ cần chứng minh rằng tài khoản của họ là một phần của cây Merkle, họ có thể rời khỏi Rollup một cách đơn phương mà không cần phép của nhà điều hành.

Người vận hành Rollup phải bao gồm một ZKP trong giao dịch để cập nhật gốc merkle của số dư tài khoản trên chuỗi on-chain trong quá trình hoàn thành giao dịch off-chain. Nếu không có ZKP này, giao dịch sẽ không hợp lệ và không thể được bao gồm vào khối. Bằng chứng này cho phép mọi người xác minh xem tất cả các thay đổi đối với số dư tài khoản off-chain có được ủy quyền đúng đắn từ chủ sở hữu tài khoản và người vận hành có không cập nhật số dư một cách độc hại để đánh cắp tiền của người dùng hoặc phân phối lại cho người dùng khác một cách không trung thực.

Vấn đề là nếu chỉ có gốc cây Merkle được công bố trên chuỗi, người dùng có thể xem và truy cập được nó, thì làm sao họ có thể đặt nhánh của mình vào cây để có thể rời khỏi bất kỳ lúc nào mà không cần phải được cấp phép?

Rollup phù hợp

Trong Rollup thích hợp, mỗi khi xác nhận giao dịch off-chain mới và trạng thái của tài khoản Rollup thay đổi, thông tin sẽ được đưa trực tiếp vào chuỗi khối. Không phải toàn bộ cây, điều đó quá ngớ ngẩn, mà là thông tin cần thiết để tái tạo cây. Trong một hiện thực đơn giản, tóm tắt của tất cả tài khoản hiện có trong Rollup sẽ bao gồm số dư và tài khoản chỉ được thêm vào trong giao dịch cập nhật Rollup.

Trong các triển khai cao cấp hơn, sử dụng sự khác biệt số dư. Điều này về bản chất là tóm tắt về việc tài khoản nào đã tăng hoặc giảm số tiền trong quá trình cập nhật. Điều này giúp mỗi cập nhật Rollup chỉ chứa các thay đổi số dư tài khoản đã xảy ra. Sau đó, người dùng có thể đơn giản quét chuỗi và" tính toán" từ đầu Rollup để tính toán trạng thái số dư tài khoản hiện tại, điều này cho phép họ xây dựng cây Merkle của số dư hiện tại.

Như vậy có thể tiết kiệm rất nhiều chi phí và Khối không gian (do đó tiết kiệm tiền), đồng thời vẫn cho phép người dùng đảm bảo thông tin cần thiết để thoát khỏi một mình. Quy tắc rollup yêu cầu các dữ liệu này được bao gồm trong rollup chính thức được cung cấp cho người dùng bằng Khối, tức là các giao dịch không bao gồm tóm tắt tài khoản hoặc khác biệt tài khoản được coi là giao dịch không hợp lệ.

Thời hạn hiệu lực

Một phương pháp khác để xử lý vấn đề sẵn có dữ liệu người dùng là đặt dữ liệu ở một nơi khác ngoài Khối. Điều này đặt ra vấn đề tinh vi là rollup vẫn cần đảm bảo rằng dữ liệu có sẵn ở nơi khác. Truyền thống, các Khối khác được sử dụng cho mục đích này, được thiết kế đặc biệt làm lớp khả năng sẵn có dữ liệu cho các hệ thống như rollup.

Điều này dẫn đến tình trạng bế tắc với mức độ bảo mật mạnh mẽ tương tự. Khi dữ liệu được xuất bản trực tiếp lên chuỗi Bitcoin, quy tắc Nhận thức chung có thể đảm bảo rằng nó hoàn toàn chính xác. Tuy nhiên, khi nó được xuất bản lên hệ thống bên ngoài, điều tốt nhất mà nó có thể làm là xác minh chứng minh SPV, nghĩa là dữ liệu đã được xuất bản lên một hệ thống khác.

Điều này đòi hỏi sự xác minh rằng dữ liệu tồn tại trên các chứng minh on-chain khác, điều này cuối cùng là một vấn đề Máy Oracle. Khối Bitcoin không thể xác minh hoàn toàn bất kỳ điều gì ngoài việc xảy ra trên chính Khốion-chain của nó, điều tốt nhất mà nó có thể làm là xác minh ZKP. Tuy nhiên, ZKP không thể xác minh xem dữ liệu rollup trong Khối sau khi được tạo có thực sự được phổ biến công khai. Nó không thể xác minh xem thông tin bên ngoài có thực sự được công khai cho tất cả mọi người hay không.

Điều này đã mở ra cánh cửa cho các cuộc tấn công giữ lại dữ liệu, tức là tạo cam kết đối với việc phát hành dữ liệu và sử dụng nó để thúc đẩy rollup, nhưng thực tế dữ liệu không sẵn có. Điều này khiến người dùng không thể rút tiền. Duy nhất giải pháp thực sự là hoàn toàn phụ thuộc vào giá trị và cấu trúc động lực của hệ thống ngoài BTC.

Tiến hoặc thoái

Điều này đặt ra một tình thế khó khăn cho rollup. Khi liên quan đến vấn đề khả dụng dữ liệu, cơ bản có hai lựa chọn là phát hành dữ liệu trên chuỗi khối BTC hoặc nơi khác. Lựa chọn này ảnh hưởng đáng kể đến sự an toàn, chủ quyền và khả năng mở rộng của rollup.

Một mặt, việc sử dụng BitcoinBlockchain làm lớp dữ liệu sẵn có sẽ đặt một giới hạn cứng cho tính mở rộng của rollup. Khối không gian là hữu hạn, điều này đặt ra một giới hạn cho số lượng rollup có thể tồn tại một lần cũng như tổng số giao dịch có thể xử lý off-chain của tất cả rollup. Mỗi lần cập nhật rollup đều cần một lượng không gian Khối tương ứng với số lượng tài khoản đã thay đổi số dư kể từ lần cập nhật trước đó. Lý thuyết thông tin chỉ cho phép dữ liệu được nén đến một mức độ nhất định, ở điểm này, không còn tiềm năng mở rộng nữa.

另一方面，sử dụng các lớp khác nhau để đạt được tính sẵn có dữ liệu sẽ loại bỏ giới hạn cứng của lợi ích mở rộng, nhưng cũng đưa ra vấn đề mới về an ninh và chủ quyền. Trong việc thực hiện tính sẵn có dữ liệu bằng cách sử dụng BTC, nếu dữ liệu mà người dùng cần trích xuất không được tự động công bố trên chuỗi khối, trạng thái của Rollup sẽ không thể thay đổi. Sử dụng Validiums, sự đảm bảo này hoàn toàn phụ thuộc vào khả năng của hệ thống bên ngoài được sử dụng để chống lại sự lừa dối và ẩn dữ liệu.

Hiện nay, bất kỳ nhà sản xuất Khối nào trên hệ thống khả dụng dữ liệu bên ngoài cũng có thể chiếm đoạt số tiền của người dùng BTCRollup bằng cách sản xuất Khối thay vì phát sóng thực tế của Khối đó, từ đó làm cho dữ liệu có sẵn.

Vậy nếu chúng ta thực sự đạt được triển khai Rollup lý tưởng trên BTC, thực sự thực hiện việc rút tiền một cách đơn phương từ người dùng, điều đó sẽ như thế nào?