Validity Rollups: Solusi terbaik untuk skalabilitas Ethereum?
Validity Rollups (VRs), juga dikenal sebagai zk-rollups, dianggap sebagai solusi paling menjanjikan untuk meningkatkan throughput Ethereum dengan cara yang aman dan terdesentralisasi. Inti dari solusi penskalaan ini adalah penggunaan bukti validitas untuk perhitungan yang dapat diverifikasi. Cara kerjanya adalah sebagai berikut:
Operator akan memindahkan eksekusi transaksi ke lingkungan off-chain ( Layer 2 ) untuk diproses. Setelah memproses sejumlah besar transaksi, operator Layer 2 akan mengembalikan hasil untuk diterapkan pada status Ethereum, sambil menyediakan bukti validitas untuk memverifikasi integritas eksekusi off-chain. Bukti ini memastikan bahwa semua transaksi dalam batch valid dan secara otomatis divalidasi oleh kontrak validator on-chain. Ini memungkinkan Ethereum untuk menerapkan hasil ke statusnya.
Perlu dicatat bahwa Validity Rollups sering kali secara keliru disebut sebagai zero-knowledge rollups, tetapi ini tidak akurat. Sebagian besar Validity Rollup tidak menggunakan ZKP, dan juga tidak digunakan untuk memastikan privasi. Oleh karena itu, istilah "Validity Rollup" lebih tepat.
Mesin Virtual Off-Chain
Mesin virtual (VM) adalah lingkungan yang dapat menjalankan program, mirip dengan menjalankan sistem operasi Windows di Mac. Ia beralih antara status setelah melakukan perhitungan pada beberapa input. Mesin virtual Ethereum (EVM) adalah VM yang menjalankan kontrak pintar Ethereum.
Zero-Knowledge Virtual Machine ( zkVM ) adalah lingkungan eksekusi program yang dapat menghasilkan bukti validitas yang mudah diverifikasi untuk membuktikan bahwa program telah dijalankan dengan benar. "zkEVM" biasanya merujuk pada penggunaan Ethereum Virtual Machine ( EVM ) dan dapat membuktikan ringkasan eksekusi EVM. Istilah ini mungkin menyesatkan karena EVM itu sendiri tidak menghasilkan bukti tersebut; sebaliknya, bukti dihasilkan oleh mekanisme pembuktian terpisah yang menggunakan hasil eksekusi EVM sebagai titik awal. Selain itu, bukti ini berfokus pada validitas, bukan privasi, sehingga mereka bukan bukti nol-pengetahuan yang sepenuhnya.
Meskipun semua Validity Rollups dirancang untuk memanfaatkan bukti validitas untuk memperluas Ethereum, mereka memiliki perbedaan dalam memilih VM untuk mengeksekusi transaksi off-chain. Banyak Validity Rollups memilih untuk menyalin desain EVM ( sehingga disebut sebagai "zkEVM rollups" ), berusaha untuk menggandakan Ethereum di L2 rollup. Sementara itu, skema lain menggunakan VM baru yang dirancang khusus - Cairo VM (CVM), yang bertujuan untuk mengoptimalkan efisiensi bukti validitas.
Kedua metode ini memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing, tetapi zkEVM mengorbankan kinerja untuk kompatibilitas Ethereum, sementara Cairo VM menempatkan kinerja di atas kompatibilitas, dengan mengutamakan kemampuan skalabilitas.
Metode zkEVM
zkEVM bertujuan untuk secara lengkap membawa pengalaman Ethereum ke dalam blockchain Layer-2. Tujuannya adalah untuk menggandakan lingkungan pengembangan Ethereum sebagai agregasi. Dengan bantuan zkEVM, para pengembang dalam menulis kontrak pintar atau memindahkan kontrak pintar ke solusi yang lebih dapat diskalakan, tidak perlu mengubah kode atau menyerahkan alat EVM mereka ( dan kontrak pintar ).
Salah satu kelemahan utama dari metode ini adalah mengurangi potensi skala dari bukti keefektifan. Karena zkEVM berkomitmen untuk kompatibel dengan Ethereum, maka kecepatannya lebih lambat dan penggunaan sumber daya lebih tinggi. Berbeda dengan CVM, EVM tidak mempertimbangkan efisiensi bukti saat merancangnya. Ini membatasi penggunaan optimasi yang dapat meningkatkan efisiensi dan skala, yang pada akhirnya mempengaruhi kinerja keseluruhan sistem.
Tantangan Keterbuktian EVM
Tantangan inti dari metode zkEVM berasal dari desain asli EVM - itu tidak dirancang untuk berjalan dalam lingkungan pembuktian validitas. Oleh karena itu, upaya untuk mencerminkan fungsinya tidak dapat sepenuhnya memanfaatkan potensi pembuktian validitas, yang mengakibatkan efisiensi yang buruk. Ketidak efisienan ini pada akhirnya akan mempengaruhi kinerja keseluruhan sistem. Kompatibilitas EVM dengan pembuktian validitas dibatasi oleh faktor-faktor berikut:
EVM menggunakan model berbasis tumpukan, sementara bukti keefektifan lebih cocok untuk model berbasis register. Karakteristik tumpukan EVM meningkatkan kesulitan dalam membuktikan bahwa eksekusinya benar, dan juga membuat dukungan langsung untuk rantai alat asli menjadi lebih sulit.
Penyimpanan layout Ethereum sangat bergantung pada Keccak dan Pohon Merkle Patricia besar, keduanya tidak mendukung pembuktian efisiensi, dan menambah beban pembuktian yang besar. Misalnya, Keccak berjalan sangat cepat di arsitektur x86, tetapi membutuhkan 90k langkah untuk membuktikan. Sebaliknya, fungsi hash Pedersen yang ramah zk hanya memerlukan 32 langkah. Bahkan dengan menggunakan kompresi rekursif, penggunaan Keccak di zkEVM berarti pengguna harus menanggung biaya sumber daya pembuktian yang besar.
Oleh karena itu, berbagai solusi zkEVM memberikan tingkat dukungan yang berbeda untuk alat Ethereum - semakin tinggi kompatibilitas zkEVM dengan Ethereum, semakin buruk kinerjanya.
Metode Cairo-VM
Berbeda dengan zkEVM yang menghabiskan banyak waktu pengembangan untuk "menyesuaikan EVM dengan Validity Rollups", Cairo-VM mengadopsi desain mesin virtual khusus yang sepenuhnya baru, dan menambahkan dukungan untuk alat Ethereum sebagai lapisan tambahan di atasnya. Ini adalah metode yang digunakan oleh Validity Rollup - Starknet yang diluncurkan pada November 2021 tanpa izin. Starknet adalah Validity Rollup pertama yang menawarkan platform kontrak pintar umum di jaringan yang sepenuhnya dapat dikombinasikan.
Starknet menggunakan Cairo-VM (CVM), yang merupakan bahasa tingkat tinggi dengan nama yang sama. Cairo-VM dirancang khusus untuk membuktikan efisiensi dalam menghasilkan eksekusi program.
Menggunakan mesin virtual dan bahasa Cairo(, kami memperoleh:
Pembuktian validitas yang dioptimalkan - Setiap instruksi memiliki representasi aljabar yang valid.
Bahasa Rust yang digunakan untuk menulis program yang dapat dibuktikan
Representasi menengah antara instruksi VM Cairo dan perakitan Cairo tingkat lanjut ), memungkinkan eksekusi kode Cairo yang efisien.
Mengembangkan bahasa baru dapat disesuaikan berdasarkan kebutuhan spesifik, dan dilengkapi dengan fungsi yang memenuhi kebutuhan yang sebelumnya tidak terpenuhi.
Cairo dan diversifikasi pengkodean
Bahasa Cairo awalnya dirancang untuk menyederhanakan proses pembuatan bukti validitas dan membuat penambahan fungsi dan logika bisnis yang kompleks ke StarkEx menjadi lebih mudah. Program Cairo dikompilasi menjadi kode mesin aljabar - sebuah urutan angka - yang dieksekusi oleh VM tetap. Dengan Cairo, kompleksitas menghasilkan batasan matematis yang menjelaskan perhitungan diabstraksikan, dan dikumpulkan dalam sekumpulan batasan tetap ( yang totalnya kurang dari 50 batasan ). Oleh karena itu, pengembang dapat memanfaatkan bukti validitas untuk memperluas aplikasi mereka, tanpa perlu memahami matematika dan infrastruktur dasar, cukup dengan menggunakan sintaks yang mereka kenal untuk menulis kode.
Starknet menekankan inovasi, yang tercermin dalam metode kode yang beragam. Cairo menggunakan STARKs untuk mendapatkan kemampuan skalabilitas terbaik yang tidak terbatas pada mereka yang langsung menulis kontrak dengan Cairo. Pengembang dapat memilih metode yang paling sesuai untuk mereka:
Menulis kode langsung di Cairo: Dengan peluncuran Cairo 1.0, para pengembang sekarang dapat menggunakan bahasa kelas Rust yang ergonomis dan aman, yang membuat penulisan logika program menjadi lebih mudah dan kurang rentan terhadap kesalahan.
Kompatibilitas Solidity: Pengembang Solidity dapat menulis kode yang dapat digunakan oleh Cairo VM. Pendekatan ini memberikan pengalaman pengembangan yang mirip dengan Ethereum, dan memungkinkan kontrak pintar Solidity untuk dipindahkan ke Starknet. Ada dua cara implementasi:
Terjemahan: Mengonversi kode sumber dari satu bahasa pemrograman ke bahasa lainnya. Sebuah tim menciptakan Warp Translator untuk menerjemahkan kode Solidity ke Kairo. Warp membuat kontrak pintar Solidity portabel ke Starknet, secara efektif menjadikannya zkEVM Tipe 4. Ini telah digunakan untuk menerjemahkan dan menerapkan kontrak DEX dengan perubahan minimal.
zkEVM di Starknet: Cairo VM dapat digunakan untuk membuktikan eksekusi VM lain. Kakarot adalah zkEVM yang ditulis dengan Cairo, dapat digunakan untuk menjalankan kontrak pintar Ethereum di Starknet. Cairo VM dan zkEVM bukanlah solusi yang saling bersaing, kita dapat memiliki Cairo VM dan zkEVM secara bersamaan!
Meskipun keberadaannya sangat singkat, Cairo telah menjadi bahasa kontrak pintar yang paling populer dengan peringkat TVL keempat, dan telah mendapatkan dukungan dana lebih dari 350 juta dolar.
Ringkasan
zkEVM bertujuan untuk menggandakan lingkungan Ethereum sebagai rollup, dan memungkinkan pengembang menggunakan alat Ethereum yang sudah dikenal. Namun, pendekatan ini membatasi seluruh potensi bukti kevalidan dan mungkin memerlukan sumber daya yang intensif.
Cairo VM dirancang khusus untuk sistem pembuktian validitas, tidak terikat pada EVM. Ini didukung oleh bahasa pemrograman kelas Rust yang baru, aman, dan ergonomis, yaitu Cairo 1.0, yang membentuk alat yang kuat, bertujuan untuk mencapai efisiensi maksimum dalam skala Ethereum melalui penggunaan pembuktian STARK.
Kemajuan terus menerus dari Cairo, serta pertumbuhan pilihan pengembangan yang beragam seperti Kakarot zkEVM dan Warp, sangat menggembirakan. Dengan aplikasi berbasis Cairo memasuki tahap produksi, menunjukkan kemampuan kuat dari Cairo, kami percaya itu akan digunakan untuk proyek yang lebih ambisius di masa depan.
Berkat berbagai metode perluasan STARK, serta metode lain yang pasti akan muncul dalam beberapa bulan ke depan, pengembang sekarang memiliki kemampuan kontrol yang belum pernah terjadi sebelumnya terhadap perluasan blockchain.
Halaman ini mungkin berisi konten pihak ketiga, yang disediakan untuk tujuan informasi saja (bukan pernyataan/jaminan) dan tidak boleh dianggap sebagai dukungan terhadap pandangannya oleh Gate, atau sebagai nasihat keuangan atau profesional. Lihat Penafian untuk detailnya.
10 Suka
Hadiah
10
7
Posting ulang
Bagikan
Komentar
0/400
RektRecovery
· 08-13 08:25
meh... permukaan serangan lain yang menunggu untuk dieksploitasi sejujurnya
Lihat AsliBalas0
fomo_fighter
· 08-13 03:30
L2 harus bisa berlari secepat ini, sudah To da moon sebelumnya.
Lihat AsliBalas0
just_here_for_vibes
· 08-12 17:26
Apakah level 2 bisa mengalahkan Lao V?
Lihat AsliBalas0
ZkSnarker
· 08-11 05:15
sebenarnya rollups hanyalah mekanisme batching yang canggih jujur saja
Lihat AsliBalas0
GateUser-7b078580
· 08-11 03:05
Melihat tren perubahan gas, merasa harus menunggu beberapa tahun lagi.
Lihat AsliBalas0
Fren_Not_Food
· 08-11 02:45
eth benar-benar menggoreng nasi dingin sampai ke langit, bukan?
Lihat AsliBalas0
WalletManager
· 08-11 02:42
Batch run terlalu lambat, risiko kontrak tidak dapat ditanggung.
Validity Rollups: Persaingan EVM dan Cairo VM Memimpin Arah Baru Skalabilitas Ethereum
Validity Rollups: Solusi terbaik untuk skalabilitas Ethereum?
Validity Rollups (VRs), juga dikenal sebagai zk-rollups, dianggap sebagai solusi paling menjanjikan untuk meningkatkan throughput Ethereum dengan cara yang aman dan terdesentralisasi. Inti dari solusi penskalaan ini adalah penggunaan bukti validitas untuk perhitungan yang dapat diverifikasi. Cara kerjanya adalah sebagai berikut:
Operator akan memindahkan eksekusi transaksi ke lingkungan off-chain ( Layer 2 ) untuk diproses. Setelah memproses sejumlah besar transaksi, operator Layer 2 akan mengembalikan hasil untuk diterapkan pada status Ethereum, sambil menyediakan bukti validitas untuk memverifikasi integritas eksekusi off-chain. Bukti ini memastikan bahwa semua transaksi dalam batch valid dan secara otomatis divalidasi oleh kontrak validator on-chain. Ini memungkinkan Ethereum untuk menerapkan hasil ke statusnya.
Perlu dicatat bahwa Validity Rollups sering kali secara keliru disebut sebagai zero-knowledge rollups, tetapi ini tidak akurat. Sebagian besar Validity Rollup tidak menggunakan ZKP, dan juga tidak digunakan untuk memastikan privasi. Oleh karena itu, istilah "Validity Rollup" lebih tepat.
Mesin Virtual Off-Chain
Mesin virtual (VM) adalah lingkungan yang dapat menjalankan program, mirip dengan menjalankan sistem operasi Windows di Mac. Ia beralih antara status setelah melakukan perhitungan pada beberapa input. Mesin virtual Ethereum (EVM) adalah VM yang menjalankan kontrak pintar Ethereum.
Zero-Knowledge Virtual Machine ( zkVM ) adalah lingkungan eksekusi program yang dapat menghasilkan bukti validitas yang mudah diverifikasi untuk membuktikan bahwa program telah dijalankan dengan benar. "zkEVM" biasanya merujuk pada penggunaan Ethereum Virtual Machine ( EVM ) dan dapat membuktikan ringkasan eksekusi EVM. Istilah ini mungkin menyesatkan karena EVM itu sendiri tidak menghasilkan bukti tersebut; sebaliknya, bukti dihasilkan oleh mekanisme pembuktian terpisah yang menggunakan hasil eksekusi EVM sebagai titik awal. Selain itu, bukti ini berfokus pada validitas, bukan privasi, sehingga mereka bukan bukti nol-pengetahuan yang sepenuhnya.
Meskipun semua Validity Rollups dirancang untuk memanfaatkan bukti validitas untuk memperluas Ethereum, mereka memiliki perbedaan dalam memilih VM untuk mengeksekusi transaksi off-chain. Banyak Validity Rollups memilih untuk menyalin desain EVM ( sehingga disebut sebagai "zkEVM rollups" ), berusaha untuk menggandakan Ethereum di L2 rollup. Sementara itu, skema lain menggunakan VM baru yang dirancang khusus - Cairo VM (CVM), yang bertujuan untuk mengoptimalkan efisiensi bukti validitas.
Kedua metode ini memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing, tetapi zkEVM mengorbankan kinerja untuk kompatibilitas Ethereum, sementara Cairo VM menempatkan kinerja di atas kompatibilitas, dengan mengutamakan kemampuan skalabilitas.
Metode zkEVM
zkEVM bertujuan untuk secara lengkap membawa pengalaman Ethereum ke dalam blockchain Layer-2. Tujuannya adalah untuk menggandakan lingkungan pengembangan Ethereum sebagai agregasi. Dengan bantuan zkEVM, para pengembang dalam menulis kontrak pintar atau memindahkan kontrak pintar ke solusi yang lebih dapat diskalakan, tidak perlu mengubah kode atau menyerahkan alat EVM mereka ( dan kontrak pintar ).
Salah satu kelemahan utama dari metode ini adalah mengurangi potensi skala dari bukti keefektifan. Karena zkEVM berkomitmen untuk kompatibel dengan Ethereum, maka kecepatannya lebih lambat dan penggunaan sumber daya lebih tinggi. Berbeda dengan CVM, EVM tidak mempertimbangkan efisiensi bukti saat merancangnya. Ini membatasi penggunaan optimasi yang dapat meningkatkan efisiensi dan skala, yang pada akhirnya mempengaruhi kinerja keseluruhan sistem.
Tantangan Keterbuktian EVM
Tantangan inti dari metode zkEVM berasal dari desain asli EVM - itu tidak dirancang untuk berjalan dalam lingkungan pembuktian validitas. Oleh karena itu, upaya untuk mencerminkan fungsinya tidak dapat sepenuhnya memanfaatkan potensi pembuktian validitas, yang mengakibatkan efisiensi yang buruk. Ketidak efisienan ini pada akhirnya akan mempengaruhi kinerja keseluruhan sistem. Kompatibilitas EVM dengan pembuktian validitas dibatasi oleh faktor-faktor berikut:
EVM menggunakan model berbasis tumpukan, sementara bukti keefektifan lebih cocok untuk model berbasis register. Karakteristik tumpukan EVM meningkatkan kesulitan dalam membuktikan bahwa eksekusinya benar, dan juga membuat dukungan langsung untuk rantai alat asli menjadi lebih sulit.
Penyimpanan layout Ethereum sangat bergantung pada Keccak dan Pohon Merkle Patricia besar, keduanya tidak mendukung pembuktian efisiensi, dan menambah beban pembuktian yang besar. Misalnya, Keccak berjalan sangat cepat di arsitektur x86, tetapi membutuhkan 90k langkah untuk membuktikan. Sebaliknya, fungsi hash Pedersen yang ramah zk hanya memerlukan 32 langkah. Bahkan dengan menggunakan kompresi rekursif, penggunaan Keccak di zkEVM berarti pengguna harus menanggung biaya sumber daya pembuktian yang besar.
Oleh karena itu, berbagai solusi zkEVM memberikan tingkat dukungan yang berbeda untuk alat Ethereum - semakin tinggi kompatibilitas zkEVM dengan Ethereum, semakin buruk kinerjanya.
Metode Cairo-VM
Berbeda dengan zkEVM yang menghabiskan banyak waktu pengembangan untuk "menyesuaikan EVM dengan Validity Rollups", Cairo-VM mengadopsi desain mesin virtual khusus yang sepenuhnya baru, dan menambahkan dukungan untuk alat Ethereum sebagai lapisan tambahan di atasnya. Ini adalah metode yang digunakan oleh Validity Rollup - Starknet yang diluncurkan pada November 2021 tanpa izin. Starknet adalah Validity Rollup pertama yang menawarkan platform kontrak pintar umum di jaringan yang sepenuhnya dapat dikombinasikan.
Starknet menggunakan Cairo-VM (CVM), yang merupakan bahasa tingkat tinggi dengan nama yang sama. Cairo-VM dirancang khusus untuk membuktikan efisiensi dalam menghasilkan eksekusi program.
Menggunakan mesin virtual dan bahasa Cairo(, kami memperoleh:
Mengembangkan bahasa baru dapat disesuaikan berdasarkan kebutuhan spesifik, dan dilengkapi dengan fungsi yang memenuhi kebutuhan yang sebelumnya tidak terpenuhi.
Cairo dan diversifikasi pengkodean
Bahasa Cairo awalnya dirancang untuk menyederhanakan proses pembuatan bukti validitas dan membuat penambahan fungsi dan logika bisnis yang kompleks ke StarkEx menjadi lebih mudah. Program Cairo dikompilasi menjadi kode mesin aljabar - sebuah urutan angka - yang dieksekusi oleh VM tetap. Dengan Cairo, kompleksitas menghasilkan batasan matematis yang menjelaskan perhitungan diabstraksikan, dan dikumpulkan dalam sekumpulan batasan tetap ( yang totalnya kurang dari 50 batasan ). Oleh karena itu, pengembang dapat memanfaatkan bukti validitas untuk memperluas aplikasi mereka, tanpa perlu memahami matematika dan infrastruktur dasar, cukup dengan menggunakan sintaks yang mereka kenal untuk menulis kode.
Starknet menekankan inovasi, yang tercermin dalam metode kode yang beragam. Cairo menggunakan STARKs untuk mendapatkan kemampuan skalabilitas terbaik yang tidak terbatas pada mereka yang langsung menulis kontrak dengan Cairo. Pengembang dapat memilih metode yang paling sesuai untuk mereka:
Menulis kode langsung di Cairo: Dengan peluncuran Cairo 1.0, para pengembang sekarang dapat menggunakan bahasa kelas Rust yang ergonomis dan aman, yang membuat penulisan logika program menjadi lebih mudah dan kurang rentan terhadap kesalahan.
Kompatibilitas Solidity: Pengembang Solidity dapat menulis kode yang dapat digunakan oleh Cairo VM. Pendekatan ini memberikan pengalaman pengembangan yang mirip dengan Ethereum, dan memungkinkan kontrak pintar Solidity untuk dipindahkan ke Starknet. Ada dua cara implementasi:
Terjemahan: Mengonversi kode sumber dari satu bahasa pemrograman ke bahasa lainnya. Sebuah tim menciptakan Warp Translator untuk menerjemahkan kode Solidity ke Kairo. Warp membuat kontrak pintar Solidity portabel ke Starknet, secara efektif menjadikannya zkEVM Tipe 4. Ini telah digunakan untuk menerjemahkan dan menerapkan kontrak DEX dengan perubahan minimal.
zkEVM di Starknet: Cairo VM dapat digunakan untuk membuktikan eksekusi VM lain. Kakarot adalah zkEVM yang ditulis dengan Cairo, dapat digunakan untuk menjalankan kontrak pintar Ethereum di Starknet. Cairo VM dan zkEVM bukanlah solusi yang saling bersaing, kita dapat memiliki Cairo VM dan zkEVM secara bersamaan!
Meskipun keberadaannya sangat singkat, Cairo telah menjadi bahasa kontrak pintar yang paling populer dengan peringkat TVL keempat, dan telah mendapatkan dukungan dana lebih dari 350 juta dolar.
Ringkasan
zkEVM bertujuan untuk menggandakan lingkungan Ethereum sebagai rollup, dan memungkinkan pengembang menggunakan alat Ethereum yang sudah dikenal. Namun, pendekatan ini membatasi seluruh potensi bukti kevalidan dan mungkin memerlukan sumber daya yang intensif.
Cairo VM dirancang khusus untuk sistem pembuktian validitas, tidak terikat pada EVM. Ini didukung oleh bahasa pemrograman kelas Rust yang baru, aman, dan ergonomis, yaitu Cairo 1.0, yang membentuk alat yang kuat, bertujuan untuk mencapai efisiensi maksimum dalam skala Ethereum melalui penggunaan pembuktian STARK.
Kemajuan terus menerus dari Cairo, serta pertumbuhan pilihan pengembangan yang beragam seperti Kakarot zkEVM dan Warp, sangat menggembirakan. Dengan aplikasi berbasis Cairo memasuki tahap produksi, menunjukkan kemampuan kuat dari Cairo, kami percaya itu akan digunakan untuk proyek yang lebih ambisius di masa depan.
Berkat berbagai metode perluasan STARK, serta metode lain yang pasti akan muncul dalam beberapa bulan ke depan, pengembang sekarang memiliki kemampuan kontrol yang belum pernah terjadi sebelumnya terhadap perluasan blockchain.