ROL:ZK Rollup 的不变性和可升级性

Arbitrum、Optimism、PolygonzkEVM、Scroll、Starknet、zkSync这些Rollup通常会有两类情况,一类拥有不变性,一类拥有可升级性,但都是出于安全性角度的不同取舍。

ETHBarcelona活动期间,Scroll的研究员ToghrulMaharramov发表了关于zkRollup不变性和可升级性的演讲。

对于zkRollup而言,不变性和可升级性是安全性的两个不同纬度。Arbitrum,Optimism,PolygonzkEVM,Scroll,Starknet,zkSync这些Rollup通常会有两类情况,一类拥有不变性,一类拥有可升级性,但都是出于安全性角度的不同取舍。

ZK Rollup扩容方案StarkNet Alpha上线以太坊主网:11月29日消息,StarkWare推出的以太坊Rollup扩容方案StarkNet Alpha今日上线以太坊主网。StarkNet是一个无需许可的以太坊L2网络去中心化Rollup扩容方案。StarkNet允许任何dApp实现其计算规模,而不会影响可组合性和安全性,它依赖于安全和具可扩展性的加密证明系统——STARK。StarkNet建立在Cairo编程语言之上,Cairo和STARK均由 StarkWare内部开发,并为生产级应用程序提供支持。除其他功能外,StarkNet Alpha支持通用计算智能合约,支持与其他StarkNet合约以及通过 L1<>L2 消息与L1合约的可组合性。StarkNet Alpha在Rollup模式下运行,所有状态差异数据都在链上发送。

StarkNet Alpha上线以太坊主网意味着开发者可以在StarkNet上部署他们的合约,用户可以向这些合约发送交易,每个StarkNet区块都在链上被证明和验证,应用程序获得无限扩展并保持L1安全性。这是一个Alpha版本,该网络仍在开发中。团队不断添加功能、修复错误并对其进行改进。在接下来的几周和几个月内,团队将在以下功能上升级Alpha:合约升级机制;收费机制;添加系统调用(get_block_number、get_block_timestamp 等)。[2021/11/30 12:39:57]

StarkWare推出ZK Rollup扩容方案StarkNet Alpha2版本:金色财经报道,据官方消息,StarkWare推出ZK Rollup扩容方案StarkNet Alpha2版本。StarkWare发布了一个测试框架,开发人员现在可以在本地有效地测试他们的合约。新功能包括可组合性,支持智能合约之间的交互;本地测试框架,将允许开发人员通过在本地测试其StarkNet合约部署和交互来加快dApp开发,此版本仅包L2交互,下一版本将扩展功能和易用性;性能提升,改进了StarkNet的设计,支持更高的吞吐量和更短的验证生成时间,允许创建更大的区块,从而降低每个交易的成本。添加了一个内置函数来支持StarkNet合约中更高效的按位运算(文档);以及StarkNet正在从Ropsten迁移到Goerli。[2021/9/1 22:53:12]

在我们的情况下,我们假设Rollup拥有28天的升级延迟。

以太坊ZK Rollup扩容方案Hermez Network正式上线:3月24日消息,以太坊ZK Rollup扩容方案Hermez Network正式上线。这意味着Hermez的主网已经启动,用户现在可以以更低的Gas成本转账。Hermez的技术主管Jordi Baylina表示,用户可以因此节省大约90%的Gas成本。目前每笔交易的平均Gas费约为16美元,如果能节省90%的费用,每笔交易的成本将降至1.5美元。(Theblockcrypto)[2021/3/24 19:14:17]

通常,我们在对Rollup做升级时,我们会在BaseLayer重新部署新版本的跨链桥,新版本的Rollup将直接链接新版本的跨链桥。

波卡二层扩容协议Plasm Network成功部署ZK Rollups:据官方消息, 波卡二层扩容协议Plasm Network表示,今天成功在Plasm Network部署ZK Rollups。[2021/1/14 16:10:53]

有时我们只需要对跨链桥合约做升级,Rollup将直接链接新版本的跨链桥。

不变性的优点在于,不需同步假设,没有复杂的退出机制,防止Rug。

Balancer联合创始人:100%专注于以太坊 扩展方案Zk Rollups最有前途:10月28日,Balancer联合创始人兼CTO Mike McDonald发推阐述其对Balancer以及扩容解决方案的看法。他表示,重要的是要明确我们100%专注于以太坊。 尽管Balancer已经为一些第三方提供了小额赠款,帮助他们在其他L1网络上实施Balancer协议,但这只是处于研究目的,所有的内部努力仍在以太坊上。与此同时他还表示,Zk Rollups是最有前途的扩展方案,并且也是Balancer目前在内部探索的唯一的扩展路径。 话虽如此,但从L2演示应用迈向具有有意义的资金锁定状态的共存的L2仍然需要大量时间和持续开发。[2020/10/28]

但同样也有缺点,在出现漏洞受到攻击时协议较为脆弱,在需要协议升级时没有状态迁移的机制。

可升级性的优点在于可以处理出现漏洞的脆弱性,可以引入协议升级。

可升级性的缺点在于需要同步假设,有复杂的退出机制,无法防止Rug。

对于zkEVM而言,理想状态下,我们希望zkEVM拥有不变性来保障安全性,但同时,我们希望zkEVM保持兼容性,因此需要有可升级性。

因此现在的一个方案是,在有延迟升级机制下,引入安全委员会来快速通过延迟时间。

这里的安全委员会,是外部的领域专业人士的集合,例如L2Beat。只要他们的投票达到了规定的阈值,他们将可以快速通过延迟,进行升级。

通常情况下,在内部团队3/5的多签钱包发起28天的延迟升级,9/12的安全委员会多签可以发起快速通过延迟。

引入安全委员会也会带来新的问题,例如协调问题,还有潜在的不做验证直接投票快速通过的问题。

另一个方案是EnshrinedValidatingBridge。原理是不再通过跨链桥合约来验证L2的证明,而是通过内嵌在L1协议中,通过社会共识来验证证明。

缺点是影响了L1的中立性,增加了L1的协调负担。

并且增加了L1的升级难度,需要设计同质化的验证跨链桥合约。

所以有完美的解决方案吗,实际上目前并不存在。每一个上文提出的方案都对安全性的其他方面做出了取舍。当然我们期待在未来两年,随着L2协议的完善,会达成共识有一个合理的解决方案。

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