各 Rollup 解决方案的权衡研究 as成本会变得异常高。通用性1.完全兼容EVM完全兼容EVM指的是Layer2系统完全兼容以太坊主网上已有的智能合约。2.自定义智能合约Layer2客户端可以自定义并引入有限的智能合约。Layer2用户和合作伙伴可以通过各种工具以zk-SNARK电路(代表智能合约的逻辑)的形式引入其智能合约,不过电路会带来局限性(电路可能不支持无限迭代的循环)。3.固定功能可以加入一些dApp或智能合约,但是必须通过系统升级来实现。运营者的成本1.gas成本最优gas成本:取决于calldata成本和固定成本。次优gas成本:取决于最优gas成本、固定成本和实现最优gas成本的概率。固定成本:包括Layer2区块头、Layer2区块根的存储量和零知识证明的成本。当需求较低时(在次优情况下),固定成本将占交易成本的绝大部分。2.计算成本证明器时间:在Zk-rollup中,证明器需要大量时间来生成证明。证明过程中需要进行大量计算,来验证证明中的数百万个限制条件。一般而言,零知识证明的证明器时间取决于电路大小和证明过程中使用的硬件的容量。如果是Plonk,证明器时间可能是2至14分钟;如果是Loopringv3.0,证明器时间可能是7至10分钟;如果是Stark,证明器时间可能是3至5分钟。这是Zk-rollup的硬终局性延迟的主要决定因素。证明器成本:证明器生成证明所消耗的资源,取决于证明器时间和实证吞吐量。终局性延迟硬终局性:敲定Layer2区块所花费的时间。对OptimisticRollup来说,这个时间就是挑战期的时长;对Zk-rollup来说则是证明器时间。软终局性:将Layer2区块提交到Layer1上所花费的时间。取款时间:一些快速交易方案需要先提交Layer2区块,再作进一步处理。吞吐量理论最大吞吐量:基于链上操作的gas成本和以太坊上每个区块的最大gas。Zk-rollup的实证吞吐量:1)实证吞吐量取决于证明器时间。2)证明成本、实证吞吐量和资本要求之间存在权衡关系。更高的吞吐量需要更高的证明成本和资本要求。用户体验使用体验是否与使用以太坊相仿。资本资本要求:运营者存储在智能合约内用来保障系统安全性的资金。资本效率:流动性提供者/运营者在x时间内锁定在智能合约里的资金。(1)所有使用欺诈证明的Rollup必须接受活性假设。该假设引入了安全性和延迟的权衡(体现在挑战期的长短上)。Arbitrum的测试网案例将挑战期设为30分钟,非常短而且实际上并不安全。这意味着,恶意运营者可以对以太坊发起30分钟的网络拥堵攻击,然后窃取Layer1上的Rollup智能合约中的所有资金。(2)每当Loopring改变其功能或数据结构时都需要新的设置。(最新版本的Loopring使用内部的临时起步仪式。)(3)就每30万笔交易生成一个证明的电路而言,Stark的验证者需要500万gas。但是,deversiFi使用的Stark电路是每150笔交易生成一个证明,需要超过200万gas。(相比之下,Plonk是每300笔交易生成一个证明,需要50万gas;递归Plonk是每3000+笔交易生成一个证明,需要90万gas;Groth16是每2000笔交易生成一个证明,需要30万gas)。(4)常规Plonk的证明器时间是2至14分钟(取决于区块中的交易数量)。如果是递归Plonk,证明器时间会翻一番,但是生成一个证明需要5至10倍数量的证明器。如果是Loopring中使用的Groth16,证明器时间约为7分钟。(5)最优gas成本还取决于Rollup的功能(转账、交易或多用途),因此它并不一定能正确反映Rollup的费用。(6)在1.0版本中,Loopring需要更多时间来收集足够多的交易打包成一个区块,因为存款、取款和结算都是相互独立的。(7)StarkWare的一个解决方案不提供链上数据,而是引入数据可得性委员会。数据可得性委员会的确认会上链。(8)为了解决证明器成本问题,Zksync开发了新的硬件(FPGA)。为了提高最大吞吐量,Zksync和Aztec改进了Plonk中的递归电路。(9)StarkWare专门为证明器打造了硬件,同时也致力于开发基于Stark的解决方案。(10)Plonk的tps为300,递归Plonk的tps为800至3000。(11)Zk-rollup的实证吞吐量取决于证明器时间。例如,假设有50个证明器:在PEVM完全兼容EVM指的是Layer2系统完全兼容以太坊主网上已有的智能合约。2.自定义智能合约Layer2客户端可以自定义并引入有限的智能合约。Layer2用户和合作伙伴可以通过各种工具以zk-SNARK电路(代表智能合约的逻辑)的形式引入其智能合约,不过电路会带来局限性(电路可能不支持无限迭代的循环)。3.固定功能可以加入一些dApp或智能合约,但是必须通过系统升级来实现。运营者的成本1.gas成本最优gas成本:取决于calldata成本和固定成本。次优gas成本:取决于最优gas成本、固定成本和实现最优gas成本的概率。固定成本:包括Layer2区块头、Layer2区块根的存储量和零知识证明的成本。当需求较低时(在次优情况下),固定成本将占交易成本的绝大部分。2.计算成本证明器时间:在Zk-rollup中,证明器需要大量时间来生成证明。证明过程中需要进行大量计算,来验证证明中的数百万个限制条件。一般而言,零知识证明的证明器时间取决于电路大小和证明过程中使用的硬件的容量。如果是Plonk,证明器时间可能是2至14分钟;如果是Loopringv3.0,证明器时间可能是7至10分钟;如果是Stark,证明器时间可能是3至5分钟。这是Zk-rollup的硬终局性延迟的主要决定因素。证明器成本:证明器生成证明所消耗的资源,取决于证明器时间和实证吞吐量。终局性延迟硬终局性:敲定Layer2区块所花费的时间。对OptimisticRollup来说,这个时间就是挑战期的时长;对Zk-rollup来说则是证明器时间。软终局性:将Layer2区块提交到Layer1上所花费的时间。取款时间:一些快速交易方案需要先提交Layer2区块,再作进一步处理。吞吐量理论最大吞吐量:基于链上操作的gas成本和以太坊上每个区块的最大gas。Zk-rollup的实证吞吐量:1)实证吞吐量取决于证明器时间。2)证明成本、实证吞吐量和资本要求之间存在权衡关系。更高的吞吐量需要更高的证明成本和资本要求。用户体验使用体验是否与使用以太坊相仿。资本资本要求:运营者存储在智能合约内用来保障系统安全性的资金。资本效率:流动性提供者/运营者在x时间内锁定在智能合约里的资金。(1)所有使用欺诈证明的Rollup必须接受活性假设。该假设引入了安全性和延迟的权衡(体现在挑战期的长短上)。Arbitrum的测试网案例将挑战期设为30分钟,非常短而且实际上并不安全。这意味着,恶意运营者可以对以太坊发起30分钟的网络拥堵攻击,然后窃取Layer1上的Rollup智能合约中的所有资金。(2)每当Loopring改变其功能或数据结构时都需要新的设置。(最新版本的Loopring使用内部的临时起步仪式。)(3)就每30万笔交易生成一个证明的电路而言,Stark的验证者需要5
闵敏 & 阿剑 2021-05-03 15:11  Rollup  Layer 2  EVM
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