Lanzamiento del libro blanco Opside V2: Presentación de un mecanismo ZK-PoW multicadena

¿Qué es Opside?

Opside es una plataforma descentralizada ZK-RaaS (ZK-Rollup as a Service) y una red PoW que admite la minería ZKP (Zero-Knowledge Proof). Opside adopta el consenso híbrido PoS y PoW, proporcionando a los desarrolladores de Web3 la función de generar una cadena de aplicaciones zkEVM con un solo clic. Al mismo tiempo, las tareas informáticas de ZKP generadas por una gran cantidad de ZK-Rollups también generan una gran demanda de potencia informática, lo que proporciona un escenario de minería significativo para los mineros globales.

En el campo de la expansión de capacidad, el concepto de L2 no es ajeno. Sin embargo, L2 no puede coordinar bien varios tipos de recursos de hardware, como la disponibilidad de datos, la potencia informática ZKP, los nodos de empaquetado, etc. Además, operar un L2, especialmente ZK-Rollup, requiere altos costos de mantenimiento de hardware y umbrales técnicos profesionales, por lo que muchos desarrolladores se desalientan. En respuesta a estos problemas, Opside propuso por primera vez el concepto de ZK-RaaS: los desarrolladores pueden iniciar una cadena zkEVM propia en un minuto sin dominar el conocimiento de ZK o nodos de cadena. Al mismo tiempo, Opside también propuso el concepto de ZK-PoW, introduciendo el papel de los mineros para participar en el mantenimiento de los nodos zkEVM y el cálculo de ZKP.

El propósito de Opside es hacer que ZK-Rollup sea más amigable y popular, haciendo posible implementar cadenas de aplicaciones a gran escala basadas en zkEVM.

• ZK-Rollup como servicio: para desarrolladores, implementación con un solo clic de su propio ZK-Rollup (zkEVM) en múltiples cadenas
• Opside ZK-PoW Cloud: para los mineros, Opside también es un protocolo PoW multicadena que admite la minería ZK y genera pruebas de conocimiento cero para ZK-Rollup en múltiples cadenas públicas.

ZK-RaaS

ZK-RaaS (ZK-Rollup as a Service) puede proporcionar a cualquier persona el servicio de generar ZK-Rollup con un solo clic.

Opside proporciona una base de lanzamiento general de ZK-Rollups, a través de la cual los desarrolladores pueden implementar fácilmente diferentes tipos de ZK-Rollups en diferentes cadenas base.

• cadena base, incluyendo Ethereum/Opside chain/BNB chain/Polygon PoS y otras cadenas públicas.
• Tipos de ZK-Rollup, incluidos zkEVM como zkSync, Polygon zkEVM, Scroll, StarkNet y otros tipos de ZK-Rollups.

En cada cadena base, Opside desplegará un contrato del sistema Rollup (Rollup Contracts, RSC) para gestionar el ciclo de vida del Rollup en la cadena, incluyendo operaciones como registro, suspensión y salida. Los desarrolladores pueden poseer un ZK-Rollup gastando una cierta cantidad de IDE (token Opside) para arrendar una ranura de Rollup.

El concepto de la ranura de resumen es similar a la ranura de Polkadot o la cadena de aplicaciones de Cosmos, pero la cadena de aplicaciones de Cosmos necesita mantener un conjunto de capa de consenso y un puente entre cadenas, lo que conlleva grandes riesgos de seguridad. ZK-Rollup adopta la tecnología ZK, que garantiza estrictamente que Rollup y la cadena base comparten la misma capa de consenso y disponibilidad de datos en un sentido matemático, que es más seguro, más descentralizado y con menores costos de mantenimiento.

Después de que el desarrollador alquila un espacio de acumulación, tiene un entorno operativo independiente. Por ejemplo, el desarrollador puede poseer una cadena zkEVM de forma independiente. Los desarrolladores tienen soberanía sobre ZK-Rollup y pueden personalizar el modelo económico de acumulación, incluida la elección de tokens de gas. Los desarrolladores pueden ajustar libremente la tarifa del gas, incluso 0, para que los usuarios no tengan que pagar ninguna tarifa.

Los desarrolladores no necesitan asumir ningún costo de hardware. Todos los recursos de hardware, incluida la disponibilidad de datos, el secuenciador, la potencia informática ZKP, etc., se proporcionan descentralizados por la siguiente nube Opside ZK-PoW.

Además, la comunicación cruzada nativa se puede realizar entre ZK-Rollups en la misma cadena base. La comunicación de acumulación cruzada es un mecanismo de comunicación de mensajes. Es decir, una dirección en un resumen puede llamar directamente a un contrato en otro resumen. Esto resuelve en gran medida el problema de la fragmentación de los activos de los usuarios y mejora la compatibilidad entre aplicaciones.

Opside ZK-PoW Nube

En comparación con OP-Rollup, ZK-Rollup tiene muchas ventajas, incluida una velocidad de retiro más segura, confiable y rápida. Al mismo tiempo, también hay una diferencia muy grande en la tecnología, es decir, ZK-Rollup requiere adicionalmente un poderoso poder de cómputo ZKP para soportar la generación de pruebas de conocimiento cero.

Mecanismo ZK-PoW multicadena

Opside ZK-PoW Cloud se implementará en múltiples cadenas, incluidas, entre otras, Ethereum, BNB Chain, Polygon PoS y Opside Chain. En el diseño de Opside, los desarrolladores pueden implementar ZK-Rollups en las diferentes cadenas base mencionadas anteriormente. Con la madurez gradual de la tecnología ZK-Rollup, cientos de ZK-Rollups pueden nacer en el futuro, lo que generará una gran demanda de potencia informática ZKP. Por lo tanto, debemos incentivar a los mineros a unirse a esta ecología para contribuir. Después de cambiar de PoW a PoS, muchas máquinas de minería Ethereum han perdido sus escenarios de aplicación. En términos de escala de capital, el valor de las máquinas de minería es de 12 mil millones de dólares estadounidenses, y muchas de ellas están actualmente inactivas. Con la implementación a gran escala de ZK-Rollup, la generación de ZKP requiere una gran cantidad de CPU, GPU, FPGA y otro hardware y máquinas de minería para proporcionar potencia informática.

Opside utiliza el mecanismo ZK-PoW para motivar a Miner a proporcionar potencia informática ZKP, proporcionando así instalaciones de hardware completas para ZK-Rollup. Esta es también una de las ideas centrales de Opside. Todos los roles, incluidos los usuarios, desarrolladores y mineros, pueden beneficiarse de este modelo económico de Opside.

Algoritmo de envío de dos pasos de ZKP: mecanismo de prueba descentralizado estándar

• Para alentar a más mineros a participar en tareas informáticas ZKP al mismo tiempo, Opside propuso un mecanismo de verificación ZKP de dos pasos. La parte de la recompensa de PoW correspondiente a un ZKP se distribuirá a los remitentes de ZKP válidos, es decir, a los mineros, de acuerdo con ciertas reglas.

1. Enviar prueba de hash: dentro de una ventana de tiempo, para una determinada secuencia, se permite que varios mineros participen en el cálculo de la prueba de conocimiento cero. Después de que cada minero calcula la prueba, no envía la prueba original directamente, sino que calcula el hash de prueba de (prueba/dirección) y envía el hash de prueba al contrato.
2. Enviar ZKP: después de la ventana de tiempo, el minero envía la prueba original y la verifica con el proofhash enviado anteriormente. Los mineros que pasan la verificación pueden obtener recompensas PoW, y el monto de la recompensa se distribuye de acuerdo con la proporción de la cantidad prometida por los mineros.

Para obtener más detalles, consulte el Algoritmo de envío de dos pasos de ZKP

Algoritmo de generación de ZKP optimizado: la eficiencia del minero aumentó en un 80 %

Cuando el contrato inteligente de Rollup verifica ZKP, si se envían los datos de prueba originales, puede desencadenar un ataque a la cadena. Para evitar ataques maliciosos, ZK-Rollup a menudo requiere un trabajo adicional para ocultar los datos de prueba originales. Una solución es que el ZKP enviado por el minero contenga el resultado de la agregación de la dirección del minero. El algoritmo de envío de dos pasos de ZKP propuesto por Opside adopta inteligentemente el modo de primer envío + verificación posterior, y ya no necesita hacer cálculos de agregación innecesarios similares para la prueba y la dirección.

Además, en algunos zkEVM de código abierto, el cálculo y el envío de ZKP son en serie. Cuando ZK-Rollup envía una gran cantidad de secuencias, los mineros no pueden calcular varios ZKP al mismo tiempo. En Opside, el algoritmo de envío de dos pasos de ZKP realiza la computación paralela y el envío en serie de ZKP, lo que permite que las máquinas mineras realicen múltiples tareas de generación de ZKP al mismo tiempo, lo que acelera enormemente la eficiencia de generación de ZKP.

El equipo de Opside también realizó una serie de optimizaciones en el algoritmo de agregación recursiva ZKP, lo que mejoró por completo la utilización de los recursos de la máquina en el clúster y mejoró aún más la velocidad de cálculo de ZKP.

En el entorno de prueba de presión real, el minero tiene un grupo de máquinas que consta de 20 CPU de 128 núcleos + 1 TB de RAM, y la transacción de prueba es estable a 27,8 TPS durante unos 40 minutos. En las mismas condiciones, Opside redujo el tiempo medio de confirmación de las transacciones de unos 5-6 minutos a unos 3 minutos y aumentó la eficiencia de la generación de ZKP en un 80 % aproximadamente. En el futuro, con la adición de más ZK-Rollups y mineros, la escala del lado de la demanda y el lado de la oferta del mercado de potencia informática ZK se ampliará aún más, y la mejora de la eficiencia que trae el algoritmo PoW de Opside será más evidente.

Cadena opuesta

Como una de las cadenas base, Opside Chain no solo es compatible con Opside ZK-PoW Cloud, sino que también optimiza más ZK-Rollup. Por ejemplo, utilice contratos precompilados para la verificación acelerada de ZKP, admita la fragmentación de datos y adopte el consenso de PoS basado en ETH 2.0. En el futuro, se admitirán esquemas de sharding completos como EIP-4844 y DankSharding, y el costo de Gas de Rollup se reducirá al mínimo, incluso a 0.

Ethereum es ahora la red descentralizada más grande del mundo con más de 500 000 nodos. Estos nodos no solo brindan descentralización a gran escala, sino que en el futuro, gracias a la tecnología de fragmentación de datos, estos más de 500 000 nodos también brindarán disponibilidad masiva de datos.

Opside Chain está inspirada en Ethereum, que es una de las razones por las que Opside optó por mejorar en función del consenso PoS de ETH 2.0. Esperamos que haya más de 100.000 nodos en Opside Chain.

Para Rollup, ¿cómo hacer que el secuenciador sea más descentralizado, en lugar de un solo nodo para completar el paquete centralizado? Una buena práctica es dejar que los proponentes de bloques de Opside Chain propongan bloques de Rollup Layer al mismo tiempo. Para Rollup Layer, en realidad completa la separación del constructor y el proponente: el constructor es compatible con una red P2P sin permiso, y el proponente sigue al proponente de bloque de la cadena Opside, evitando así el riesgo de usabilidad que conlleva un solo nodo, pero también tiene una cierta resistencia a MEV y anti-censura.

Por lo tanto, Opside Chain proporciona un mecanismo secuenciador descentralizado estandarizado, y los proponentes de bloques de Opside Chain también son responsables de proponer bloques Rollup. Opside Chain permite que ZK-Rollup no solo herede la seguridad de la capa anterior, sino que también herede el grado de descentralización de la capa anterior.

El siguiente es el consenso híbrido PoS y PoW de Opside Chain:

• Cadena opside

• PoS: Opside adoptará el algoritmo PoS de Ethereum 2.0 y le hará las mejoras necesarias. Cualquiera puede tener tokens Opside y convertirse en validador. El validador puede obtener recompensas en bloque y tarifas de gas en la cadena Opside.

• Capa enrollable

• PoS (secuenciador): el validador no solo propone bloques de cadena Opside, sino que también propone bloques de capa de acumulación (es decir, lote de datos). Por tanto, el validador es también el secuenciador del rollup en la capa Rollup. El secuenciador puede ganar tarifas de gas a partir de las tarifas de transacción en las transacciones de la capa de resumen.
• PoW (Prover): Cualquiera puede convertirse en el probador del resumen en la capa de resumen, siempre que tenga suficiente poder de cómputo para el cálculo de ZKP. De acuerdo con las reglas de PoW, el probador genera pruebas zk basadas en los bloques de capas de resumen enviados por el secuenciador.

Un ZK-Rollup es similar a una computadora. Una computadora tiene dos componentes principales, uno es el disco duro y el otro es la CPU. La disponibilidad de datos proporcionada por PoS es equivalente a un disco duro y la potencia informática proporcionada por PoW es equivalente a una CPU. Lo que Opside Chain debe hacer es encontrar un equilibrio entre PoS y PoW, de modo que cada función pueda aprovechar al máximo su valor y beneficiarse de él, de modo que la red ZK-Rollups a gran escala pueda tener un mejor rendimiento y experiencia.

Oferta y demanda de fichas

El token Opside se llama IDE, y el IDE se emitirá en forma de recompensas PoS y PoW, correspondientes a Validator y Miner respectivamente. En la etapa de red de prueba Pre-Alpha, la relación de recompensa por bloque entre PoS y PoW se fija temporalmente en 1:2. En el futuro, la proporción de los dos se ajustará dinámicamente con la oferta y la demanda del poder de cómputo ZKP de toda la red.

punto de venta

Como se mencionó anteriormente, Opside Chain adopta el consenso PoS mejorado basado en ETH 2.0. Para participar como Validador, los usuarios deben depositar una cierta cantidad de IDE en el contrato de depósito y ejecutar tres piezas de software separadas: el cliente de ejecución, el cliente de consenso y el Validador. Estos validadores se encargan de comprobar que los nuevos bloques que se propagan a través de la red son válidos y, en ocasiones, crean y propagan nuevos bloques ellos mismos. Si el validador se comporta de manera deshonesta o perezosa, el IDE en staking se destruirá como garantía.

Bajo PoS, la velocidad de producción de bloques de Opside Chain es fija y el tiempo se divide en ranura (12 segundos) y época (32 ranuras). Se selecciona aleatoriamente un validador en cada ranura como proponente del bloque. Este Validador se encarga de crear nuevos bloques y enviarlos a otros nodos de la red. También en cada turno, se selecciona aleatoriamente un comité Validador cuyos votos se utilizan para determinar la validez del bloque propuesto. Consulte ETH PoS para conocer el mecanismo específico.

Opside Chain espera admitir EIP-4844 en la red de prueba Alpha, y se utilizará el muestreo de disponibilidad de datos (DAS) para garantizar que ZK-Rollup proporcione sus datos de transacción después de la ejecución sin causar demasiada presión en ningún nodo individual. Cada validador muestrea aleatoriamente los datos de transacción proporcionados en el blob para asegurarse de que todos los datos estén presentes. La misma técnica también se puede utilizar para garantizar que los productores de bloques proporcionen todos sus datos para proteger a los clientes ligeros. Del mismo modo, según la separación entre proponente y constructor (PBS), solo los constructores de bloques deben procesar bloques completos; otros validadores utilizarán el muestreo de disponibilidad de datos para la validación.

En algunos parámetros específicos, Opside será diferente y los lectores pueden encontrar los valores más recientes en la base del código.

En general, el replanteo facilita que las personas participen en la protección de la red, lo que promueve la descentralización. Los nodos de validación pueden ejecutarse en computadoras portátiles normales. Algunos grupos de participación de proxy incluso permiten a los usuarios participar sin tener suficiente IDE.

ZK-PoW

Según la base de lanzamiento de ZK-Rollup proporcionada por Opside, los desarrolladores pueden optar por tener un ZK-Rollup exclusivo en una cadena base. Con el fin de respaldar la demanda de recursos de hardware masivos que genera una gran cantidad de ZK-Rollups, Opside proporciona un mercado de potencia informática ZKP unificado y alienta a los mineros (es decir, a los probadores) a generar ZKP para estos ZK-Rollups. Este es el mecanismo ZK-PoW de Opside.

• Cálculo de acciones de recompensa para una sola secuencia de acumulación

ZK-PoW es un protocolo multicadena, lo que significa que las recompensas de PoW se emitirán en varias cadenas base, incluidas Etheruem, Opside Chain, BNB Chain y Polygon PoS. La cantidad de recompensas de PoW para cada cadena base depende de la cantidad de registros de ranuras acumulativas correspondientes, la carga de trabajo de ZKP, etc.

Para cada cadena base, dentro de un bloque, cada Rollup solo puede enviar una secuencia (se pueden incluir múltiples bloques del Rollup). Cada secuencia comparte por igual la recompensa PoW del bloque actual. Esto significa que si 4 Rollups envían secuencias en un bloque de la cadena base, las recompensas de PoW se dividirán equitativamente en 4 acciones, y las recompensas para cada secuencia serán 1/4 de las recompensas de PoW del bloque. Por supuesto, es posible que no haya ninguna secuencia de presentación de resumen en algunos bloques, por lo que la inflación real de PoW puede ser inferior a la esperada.

En el futuro, cada secuencia estimará la carga de trabajo según el tipo de ZK-Rollup correspondiente, la cantidad de transacciones de Rollup involucradas, la cantidad de uso de gas, etc., por lo que las diferentes secuencias tendrán un precio diferente.

• Juramento y castigo del probador

Para evitar el comportamiento malicioso relacionado con el probador, Prover debe estar registrado en un contrato de sistema especial y tokens de compromiso. Prover puede optar libremente por participar en la minería PoW de uno o más Rollups. El probador debe prometer una cierta cantidad de IDE (token Opside) para que cada paquete acumulativo participe en el contrato del sistema antes de enviar ZKP para el paquete acumulativo. Si el monto de la contribución actual es menor que el umbral, no se permite enviar ZKP para el resumen. Las recompensas obtenidas por el probador por enviar ZKP también se distribuirán de acuerdo con la proporción de la cantidad prometida, para evitar el comportamiento malicioso del probador que envía ZKP varias veces.

Cuando el probador tenga las siguientes conductas, se impondrán distintos grados de sanción:

• Si el probador envía el hash incorrecto
• Si ningún ZKP pasa la verificación, todos los probadores que hayan enviado el hash serán sancionados

Las fichas Opside perdidas se quemarán.

Para obtener más detalles y consideraciones sobre el mecanismo de compromiso de dos pasos de ZKP, consulte la documentación oficial. Los números específicos de compromisos y sanciones del probador pueden cambiar en el futuro.

Ranura acumulativa de concesión de desarrollador

En cada cadena base, Opside ha implementado el protocolo ZK-PoW. Los desarrolladores pueden registrar una ranura de Rollup a través de la base de lanzamiento de ZK-Rollup con un solo clic, lanzando así su propio ZK-Rollup. Todos los recursos de hardware del ZK-Rollup son proporcionados por la red descentralizada Opside. Los desarrolladores deben pagar el alquiler de la ranura Rollup a la red Opside, y esta parte del alquiler se quemará directamente.

Además de una cantidad fija de alquiler, los desarrolladores también pueden proporcionar subsidios ZKP adicionales para su propio ZK-Rollup para motivar a los mineros a proporcionar potencia informática.

Los lectores pueden encontrar reglas y parámetros específicos de alquiler y subsidio en documentos oficiales o bibliotecas de códigos.

Gobernanza y Desarrollo

La funcionalidad y el rendimiento de la red Opside continuarán evolucionando con el tiempo, aquí hay algunos ejemplos de prioridades más altas:

• Ajuste dinámicamente la relación de distribución de recompensas de PoS y PoW de acuerdo con la relación de oferta y demanda del poder de cómputo ZKP en toda la red
• La fragmentación de datos y el muestreo de disponibilidad de datos de Validator proporcionarán un espacio de almacenamiento más abundante para toda la capa de resumen, lo que permitirá una mayor ecología de ZK-Rollup.
• El proponente del Rollup se separa del constructor, de forma que la capa del Rollup comparte el validador de la cadena Opside como proponente del bloque, heredando la descentralización de la capa anterior
• La optimización del mecanismo de compromiso y reducción de los mineros alienta a los mineros a proporcionar potencia informática ZKP continua y estable
• Los desarrolladores de aplicaciones subvencionan la generación ZKP de su Rollup para alentar a los mineros a proporcionar poder de cómputo
• Calcule la carga de trabajo según el tipo de ZK-Rollup, la cantidad de transacciones de Rollup, el uso de gas, etc., y establezca un mecanismo de precios personalizado para el lote de Rollup

Estas mejoras aumentarán significativamente la utilidad de la red de Opside, promoviendo así el desarrollo a largo plazo y la prosperidad de ZK-Rollup como servicio.

Después del lanzamiento de la red principal de Opside, se establecerá una DAO de Opside, incluidos procesos y mecanismos razonables para determinar conjuntamente el futuro de la red. La actualización de todos los parámetros y mecanismos de la red principal de Opside se determinará a través de Opside DAO. Es importante recalcar que Opside es una economía colaborativa que evoluciona con el tiempo. Las futuras mejoras serán en forma de propuestas DAO que expliquen en detalle cómo estas soluciones benefician los intereses a largo plazo de la economía Opside y de cada categoría de participantes. A medida que crece la red, es fundamental crear una economía que pueda operar de manera independiente y sólida sin la necesidad de herramientas y subsidios extensos.