Bitcoin Magazine: В чем заключаются проблемы Rollup?

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

В последнее время роллапы стали фокусом увеличения масштабируемости BTC и стали первым действительно укравшим внимание от Сеть Lighting чего-то в более широком контексте. Роллапы призваны стать вторым уровнем вне блокчейна, не ограниченным или зависимым от основной Ликвидность Сеть Lighting, что означает, что конечные пользователи должны заранее выделять (или «заимствовать») средства, чтобы получить деньги, или промежуточные Узелы должны иметь баланс канала, чтобы обеспечить непрерывное движение средств от отправителя к получателю.

Эти системы изначально работали на платформе Ethereum и других Тьюринг завершенных системах, но в последнее время основное внимание переключилось на их портирование на основанные на UTXO блокчейны (например, Биткойн). В этой статье не будет обсуждаться текущее состояние внедрения на Биткойне, а будет рассмотрена функциональность идеального Rollup, которую люди долгое время преследовали, и которая зависит от возможностей, которые в настоящее время не поддерживаются на Биткойне, а именно, от возможности непосредственной проверки Доказательств с нулевым разглашением (ZKP) на Биткойне.

Основная структура Roll выглядит следующим образом: отдельный счет (в BTC - UTXO) хранит балансы всех пользователей в Rollup. Этот UTXO содержит обязательство, которое представляет собой корень Merkle-дерева в виде обязательства о текущих балансах всех счетов в Rollup. Все эти счета авторизованы с помощью открытого ключа/закрытого ключа, поэтому для совершения операций вне блокчейна пользователи все равно должны подписывать некоторые данные с помощью секретного ключа. Эта часть структуры позволяет пользователям выходить в любое время без разрешения, просто предоставив доказательство того, что их счет является частью Merkle-дерева, и они могут односторонне выйти из Rollup без разрешения оператора.

Оператор Rollup должен включать в транзакцию ZKP, чтобы обновлять корневой хеш баланса счета в блокчейне в процессе завершения вне блокчейна транзакции. Без этого ZKP транзакция будет недействительна и не может быть включена в блокчейн. Это доказательство позволяет людям проверить, были ли все изменения баланса счета вне блокчейна соответствующе авторизованы владельцем счета, а также, не обновлял ли оператор баланс злонамеренно для кражи средств пользователей или нечестно распределял их другим пользователям.

Проблема заключается в том, что если только корень дерева Меркля опубликован в блокчейне, и пользователи могут просматривать и получать к нему доступ, 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 вся дерево, это слишком абсурдно, а только информация, необходимая для восстановления дерева. В простой реализации резюме все обобщения существующих счетов в Rollup будут содержать балансы, и счета будут добавляться только в транзакции обновления Rollup.

В более продвинутой реализации используйте разницу в балансе счета. По сути, это краткое изложение того, какие счета увеличили или уменьшили средства в процессе обновления. Это позволяет каждому обновлению Rollup содержать только изменения баланса средств счета, произошедшие. После этого пользователь может просто просканировать цепочку и “вычислить” баланс счета с начала Rollup, чтобы получить текущее состояние баланса счета, что позволяет им восстановить текущий баланс дерева Меркля.

Это позволяет сэкономить большие суммы денег и место в Блоке (тем самым экономя средства), при этом по-прежнему позволяет пользователям гарантировать доступ к информации, необходимой для одностороннего выхода. По правилам rollup, эти данные должны быть включены в формальный rollup, предоставленный пользователям с использованием Блокчейна, то есть сделки, не содержащие резюме счета или разницу счета, считаются недействительными.

Срок действия

Еще один способ решения проблемы доступности данных при обработке запросов на извлечение пользовательских данных - это размещение данных в другом месте, кроме Блокчейна. Это вводит тонкие вопросы, поскольку rollup по-прежнему должен обеспечивать обязательную доступность данных в другом месте. Традиционно, для этой цели использовались другие Блокчейны, которые специально разработаны в качестве слоя доступности данных для систем, таких как rollup.

Это создает такую же серьезную проблему с безопасностью. Когда данные напрямую публикуются на блокчейне Биткойна, соглашение может гарантировать их абсолютную правильность. Однако, когда они публикуются во внешней системе, лучшее, что они могут сделать, это проверить SPV-доказательство, то есть данные были опубликованы в другой системе.

Это требует доказательства того, что данные существуют в блокчейне, отличном от своего собственного, что в конечном итоге является проблемой машины Oracle. Блокчейн BTC не может полностью подтвердить что-либо, кроме событий, происходящих в его собственном блокчейне, лучшее, что он может сделать, это подтвердить ZKP. Однако ZKP не может подтвердить, были ли данные rollup в блоке действительно опубликованы после генерации. Он не может подтвердить, что внешняя информация действительно открыта для всех.

Это открыло двери для атаки задержки данных, то есть создание обязательств по публикации данных и их использование для продвижения rollup, но на самом деле данные не доступны. Это приводит к невозможности извлечения средств пользователем. Единственным истинным решением является полная зависимость от стоимости и структуры стимулов системы, отличной от BTC.

Дилемма

Это создает дилемму для rollup. Когда речь идет о проблемах доступности данных, существует 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 Блокчейн в качестве слоя доступности данных устанавливает жесткий предел масштабируемости для роллапа. Пространство блока ограничено, что устанавливает предел для количества роллапов, которые могут существовать одновременно, а также общего количества транзакций, которые могут быть обработаны вне блокчейна. При каждом обновлении роллапа требуется пропорциональное к количеству счетов, у которых изменился баланс с последнего обновления, пространство блока. Теория информации позволяет сжимать данные только до определенной степени, и на этом нет больше потенциала для масштабирования.

С другой стороны, использование различных уровней для обеспечения доступности данных устранит жесткий предел масштабируемости, но также вызовет новые проблемы безопасности и суверенитета. В Rollup, использующем BTC для обеспечения доступности данных, если данные, которые пользователь хочет извлечь, не были автоматически опубликованы в блокчейне, состояние Rollup не сможет измениться. При использовании Validiums это зависит от способности внешней системы противодействовать мошенничеству и скрытию данных.

Теперь любой Блок-продюсер на внешней системе доступности данных может завладеть средствами пользователей BTCRollup, создав Блок вместо того, чтобы фактически транслировать его, делая данные доступными.

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