С развитием технологии блокчейн, масштабируемость и программируемость остаются ключевыми вызовами, особенно для блокчейнов, использующих модель UTXO. Kaspa, как слой общественного блокчейна, использующий структуру BlockDAG, достигает высокой пропускной способности, но не имеет нативной функциональности смарт-контрактов, что также является ограничением других систем UTXO (таких как биткойн). Чтобы решить эту проблему, экосистема Kaspa разработала Kasplex L2, решение второго уровня, которое реализует совместимые со смарт-контрактами на основе Ethereum Virtual Machine (EVM) через архитектуру Rollup.
В этой статье мы проведем технический анализ Kasplex L2 с точки зрения безопасности и исследовательских учреждений. Наша цель - оценить его дизайн, техническую реализацию и влияние на блокчейн UTXO. Мы рассмотрим, как работает Kasplex L2, сравним его с Инскрипциями биткойна (такими как BRC-20) и обсудим его преимущества и ограничения. Этот анализ направлен на предоставление более широкого обсуждения решений по масштабируемости для блокчейнов модели UTXO.
Узнайте о Kaspa первом уровне цепи: блокчейн UTXO с высокой пропускной способностью
Kaspa — это первичный блокчейн, использующий структуру BlockDAG, позволяющий параллельное создание нескольких блоков. Этот дизайн основан на протоколе GHOSTDAG, что позволяет Kaspa достигать высокой пропускной способности в 10 BPS. В отличие от блокчейнов, основанных на аккаунтах (например, Ethereum), Kaspa использует модель UTXO, где транзакции проверяются путем расходования невостребованных выходов и создания новых выходов, что обеспечивает эффективный процесс верификации.
Хотя эта архитектура отлично проявляет себя в платежных сценариях, у нее есть проблемы с программируемостью. Модель UTXO по своей природе является безсостояние и не имеет возможности поддерживать устойчивое состояние или выполнять сложные вычисления — именно эти функции необходимы для смарт-контрактов. Таким образом, возможности Kaspa ограничиваются простыми переводами, что также способствовало развитию решений второго уровня для расширения его возможностей.
Kasplex L2: платформа на основе Rollup для выполнения смарт-контрактов
Экосистема Kaspa исследовала три решения второго уровня (L2): Sparkle, Igra L2 и Kasplex L2. Sparkle все еще находится на теоретической стадии, Igra L2 все еще находится на стадии разработки. Наш анализ сосредоточен на Kasplex L2, так как это наиболее близкое к зрелой реализации на сегодняшний день.
Kasplex L2 является решением второго уровня для расширения на основе Rollup, которое зависит от первого уровня цепи для сортировки транзакций и доступности данных, одновременно перемещая вычислительную нагрузку на второй уровень. В этой конструкции первая цепь Kaspa отвечает за определение стандартного порядка транзакций и обеспечение публичной доступности их данных, в то время как Kasplex L2 выполняет байт-код EVM для реализации функций смарт-контрактов.
Технический дизайн и рабочие процессы
Основной механизм Kasplex L2 заключается в встраивании EVM байт-кода в нагрузку транзакций первого уровня Kaspa. Его процесс можно разделить на следующие этапы:
Отправка транзакции: пользователь отправляет транзакцию на уровень 1 Kaspa, в которой полезная нагрузка содержит EVM байт-код. Например, полезная нагрузка может кодировать вызов функции смарт-контракта HelloWorld().
Уровень 1 сортировки цепочки: BlockDAG Kaspa сортирует транзакции внутри своей структуры DAG, обеспечивая детерминированную последовательность транзакций.
Вторичный уровень выполнения: Kasplex L2 работает как индексатор, сканируя транзакции с нагрузкой на первом уровне цепи, извлекая EVM байт-код, выполняя его в указанном порядке и обновляя его состояние. Неверные или конфликтующие транзакции (например, транзакции, пытающиеся провести двойные платежи) будут отклонены.
Механизм подачи заявок на торговлю
Kasplex L2 поддерживает два способа подачи заявок на торговлю, каждый из которых имеет разные последствия:
Каноническая подача (Canonical Submission): сделки отправляются напрямую на L1 через совместимый с Kaspa кошелек, этот способ не требует промежуточных узлов и соответствует принципам децентрализации блокчейн-систем.
Проксированное представление (Proxied Submission): транзакция подается через ретранслятор (Relayer) для совместимости с такими инструментами EVM, как MetaMask. Ретранслятор перенаправляет транзакцию в Kaspa L1, чтобы убедиться, что она записана, прежде чем обработать ее на L2. Этот метод приоритизирует удобство для пользователя, но вводит зависимость от ретрансляторов.
Механизм подачи заявок через агента обеспечивает атомарность, требуя, чтобы все вторичные транзакции были зафиксированы на L1 цепи. Если транзакция возникает на L2, но еще не зарегистрирована на основной цепи, посредник отправляет ее на L1 цепь для подтверждения. Этот дизайн предотвращает «родные» L2 транзакции, обходящие консенсус L1 цепи, избегая потенциальных рисков безопасности. На следующем рисунке показаны два пути подачи:
Вы можете заметить, что сделки на самом деле сначала завершаются на L1, а затем интерпретируются индексатором L2. Именно так работает Kasplex L2: L1 сначала окончательно подтверждает данные, а затем L2 считывает эту сделку и обновляет состояние.
Сравнение с Inscriptions биткойна
Для лучшего понимания Kasplex L2 полезно провести его сравнение с Inscriptions Bitcoin (в частности, BRC-20). Оба предназначены для расширения функциональности модели блокчейна UTXO за счет использования L1 для хранения и сортировки данных, но в способах реализации и целевых задачах существуют различия.
Сходства
Встраивание данных в L1: Kasplex L2 и BRC-20 будут внедрять данные в транзакции L1. BRC-20 использует Tapscript Биткоина (включенный в обновление SegWit) для хранения метаданных токенов, как правило, с помощью трехэтапного процесса «фиксация→раскрытие→ расходование. Kasplex L2 встраивает байт-код EVM в полезную нагрузку транзакций Kaspa L1, обеспечивая аналогичную привязку операций L2.
L1 как надежный источник данных: в двух случаях L1 предоставляет порядок операций. BRC-20 полагается на блокчейн биткойна для упорядочивания переводов токенов, в то время как Kasplex L2 использует BlockDAG Kaspa для упорядочивания выполнения смарт-контрактов.
Зависимость от индексатора: оба зависят от внешнего индексатора для обработки. Индексатор BRC-20 анализирует биткойн-транзакции для отслеживания баланса токенов, тогда как индексатор Kasplex L2 выполняет байт-код EVM для поддержания состояния смарт-контрактов.
различия
Эффективность реализации: трехэтапный процесс BRC-20 является обходным путем к жесткому протоколу Биткойна, в то время как Kasplex L2 получает выгоду от более кооперативного L1 Kaspa, что позволяет встраивать данные в нагрузку одной транзакции, тем самым снижая сложность и системные накладные расходы.
Анализ производительности: пропускная способность биткойна составляет около 7 транзакций в секунду, а среднее время генерации блока составляет 10 минут, что делает процесс Inscriptions как медленным, так и дорогим. Обновление Kaspa на 10 BPS обеспечивает значительные преимущества по производительности, позволяя Kasplex L2 более эффективно обрабатывать более крупные транзакции.
Область и функции: BRC-20 в основном сосредоточен на выпуске и передаче токенов, в то время как Kasplex L2 поддерживает полную совместимость с EVM, что позволяет запускать сложные смарт-контракты, такие как DeFi-протоколы или NFT-рынки.
Гибкость протокола: Дизайн биткойна акцентирует внимание на необратимости, что заставляет решения L2 обходить его ограничения. Несмотря на то, что Kaspa также использует модель UTXO, его дизайн L1 более гибок и позволяет более тесно интегрироваться с решениями L2, такими как Kasplex.
Это сравнение подчеркивает ключевое понимание: хотя обе системы аналогичны в своей концепции использования L1 для хранения и сортировки данных, Kasplex L2 использует архитектурные преимущества Kaspa, чтобы достичь более высокой эффективности и более широких функций, чем Инскрипция.
Оценка Kasplex L2: преимущества и ограничения
С точки зрения технических исследований, Kasplex L2 демонстрирует следующие значительные преимущества и ограничения.
Преимущества
Расширение функций: Kasplex L2 успешно расширил возможности Kaspa, поддерживая совместимые с EVM смарт-контракты, что позволяет ему реализовывать случаи использования, такие как децентрализованные приложения и токенизация, которые не могут быть реализованы на первом уровне.
Эффективное использование L1: Kasplex L2 с помощью BlockDAG Kaspa осуществляет сортировку транзакций и доступность данных, минимизируя вычислительную нагрузку второго уровня и сосредотачиваясь исключительно на уровне исполнения. Эта конструкция прекрасно соответствует высокой пропускной способности архитектуры Kaspa.
Открытая проверяемость: поскольку все транзакции записываются на L1, выполнение смарт-контрактов на Kasplex L2 может быть независимо проверено путем повторного выполнения EVM байт-кода в стандартном порядке, что обеспечивает прозрачность.
Ограничения и риски
Проблема доверия к индексатору: индексаторы L2 играют ключевую роль в выполнении байт-кода и поддержании состояния, но существует риск злонамеренного поведения индексаторов, например, когда они одновременно предоставляют внешние корни Меркла и тайно поддерживают подделанное состояние. Решение этой проблемы требует создания децентрализованной сети индексаторов и внедрения экономических стимулов или механизмов наказания.
Вызовы перестройки: хотя BlockDAG Kaspa эффективен, механизм параллельного создания блоков может привести к перестройке недавних блоков. Это заставит L2 откатить и заново выполнить транзакции, увеличивая сложность системы, а также создавая определенный риск нулевого подтверждения двойного расходования на L2.
Уроки для блокчейна на основе модели UTXO
Kasplex L2 предоставляет исследование случая расширения программируемости для блокчейнов с моделью UTXO, что имеет значение для таких систем, как биткойн. Как Kaspa, так и биткойн ограничены в поддержке смарт-контрактов из-за дизайна UTXO, однако более высокая пропускная способность Kaspa и более гибкая архитектура L1 создают более благоприятную среду для решений L2.
Что касается Биткойна, дизайн Kasplex L2 предлагает следующие направления для исследования:
Интеграция ретранслятора: механизм подачи代理 демонстрирует, как интегрировать инструменты EVM с блокчейном UTXO, эта концепция может быть применена к решениям второго уровня, таким как BitVM для биткойна.
Исполнение на основе индексатора: использование индексатора для выполнения вычислений вне цепи и привязки данных к L1 в сочетании с моделью Inscriptions биткойна может вдохновить новые идеи для расширения программируемости.
С исследовательской точки зрения, Kasplex L2 является ценным экспериментом, который демонстрирует различия UTXO блокчейна в отношении пропускной способности и гибкости протокола, а также то, как это влияет на жизнеспособность решений L2. Полученные результаты могут служить справочным материалом для проектирования в экосистеме блокчейна в целом, особенно для систем, которые отдают предпочтение децентрализации и безопасности, а не нативной программируемости.
Заключение
Kasplex L2 является технически надежной реализацией на основе Rollup, которая поддерживает EVM-совместимые смарт-контракты, используя L1 Kaspa для сортировки транзакций и обеспечения доступности данных. Наш анализ подчеркивает ее эффективность в использовании высокопроизводительного BlockDAG Kaspa, а также способность расширять функции через EVM-соответствие. Мы считаем, что Kasplex L2 вносит практический вклад в исследование L2-решений для блокчейнов с моделью UTXO. Сравнение с инскрипциями биткойна выявляет схожесть двух систем в общих принципах, а также влияние дизайна L1 на жизнеспособность L2. Для исследователей и разработчиков Kasplex L2 предоставляет возможность наблюдать за пересечением масштабируемости, программируемости и децентрализации в блокчейн-системах.
Ссылка
Kasplex Github. [Online]. Доступно:
Kaspa Research, "О дизайне основанных на zk-Rollups в DAG-консенсусе Kaspa на основе UTXO," 2024. [Online]. Доступно:
Особая благодарность нашему исследователю BitsLab @ZorrotChen за вклад в данную статью!
Содержание носит исключительно справочный характер и не является предложением или офертой. Консультации по инвестициям, налогообложению или юридическим вопросам не предоставляются. Более подробную информацию о рисках см. в разделе «Дисклеймер».
Kasplex L2: легкое решение Rollup на базе Kaspa
Введение
С развитием технологии блокчейн, масштабируемость и программируемость остаются ключевыми вызовами, особенно для блокчейнов, использующих модель UTXO. Kaspa, как слой общественного блокчейна, использующий структуру BlockDAG, достигает высокой пропускной способности, но не имеет нативной функциональности смарт-контрактов, что также является ограничением других систем UTXO (таких как биткойн). Чтобы решить эту проблему, экосистема Kaspa разработала Kasplex L2, решение второго уровня, которое реализует совместимые со смарт-контрактами на основе Ethereum Virtual Machine (EVM) через архитектуру Rollup.
В этой статье мы проведем технический анализ Kasplex L2 с точки зрения безопасности и исследовательских учреждений. Наша цель - оценить его дизайн, техническую реализацию и влияние на блокчейн UTXO. Мы рассмотрим, как работает Kasplex L2, сравним его с Инскрипциями биткойна (такими как BRC-20) и обсудим его преимущества и ограничения. Этот анализ направлен на предоставление более широкого обсуждения решений по масштабируемости для блокчейнов модели UTXO.
Узнайте о Kaspa первом уровне цепи: блокчейн UTXO с высокой пропускной способностью
Kaspa — это первичный блокчейн, использующий структуру BlockDAG, позволяющий параллельное создание нескольких блоков. Этот дизайн основан на протоколе GHOSTDAG, что позволяет Kaspa достигать высокой пропускной способности в 10 BPS. В отличие от блокчейнов, основанных на аккаунтах (например, Ethereum), Kaspa использует модель UTXO, где транзакции проверяются путем расходования невостребованных выходов и создания новых выходов, что обеспечивает эффективный процесс верификации.
Хотя эта архитектура отлично проявляет себя в платежных сценариях, у нее есть проблемы с программируемостью. Модель UTXO по своей природе является безсостояние и не имеет возможности поддерживать устойчивое состояние или выполнять сложные вычисления — именно эти функции необходимы для смарт-контрактов. Таким образом, возможности Kaspa ограничиваются простыми переводами, что также способствовало развитию решений второго уровня для расширения его возможностей.
Kasplex L2: платформа на основе Rollup для выполнения смарт-контрактов
Экосистема Kaspa исследовала три решения второго уровня (L2): Sparkle, Igra L2 и Kasplex L2. Sparkle все еще находится на теоретической стадии, Igra L2 все еще находится на стадии разработки. Наш анализ сосредоточен на Kasplex L2, так как это наиболее близкое к зрелой реализации на сегодняшний день.
Kasplex L2 является решением второго уровня для расширения на основе Rollup, которое зависит от первого уровня цепи для сортировки транзакций и доступности данных, одновременно перемещая вычислительную нагрузку на второй уровень. В этой конструкции первая цепь Kaspa отвечает за определение стандартного порядка транзакций и обеспечение публичной доступности их данных, в то время как Kasplex L2 выполняет байт-код EVM для реализации функций смарт-контрактов.
Технический дизайн и рабочие процессы
Основной механизм Kasplex L2 заключается в встраивании EVM байт-кода в нагрузку транзакций первого уровня Kaspa. Его процесс можно разделить на следующие этапы:
Отправка транзакции: пользователь отправляет транзакцию на уровень 1 Kaspa, в которой полезная нагрузка содержит EVM байт-код. Например, полезная нагрузка может кодировать вызов функции смарт-контракта HelloWorld().
Уровень 1 сортировки цепочки: BlockDAG Kaspa сортирует транзакции внутри своей структуры DAG, обеспечивая детерминированную последовательность транзакций.
Вторичный уровень выполнения: Kasplex L2 работает как индексатор, сканируя транзакции с нагрузкой на первом уровне цепи, извлекая EVM байт-код, выполняя его в указанном порядке и обновляя его состояние. Неверные или конфликтующие транзакции (например, транзакции, пытающиеся провести двойные платежи) будут отклонены.
Механизм подачи заявок на торговлю
Kasplex L2 поддерживает два способа подачи заявок на торговлю, каждый из которых имеет разные последствия:
Каноническая подача (Canonical Submission): сделки отправляются напрямую на L1 через совместимый с Kaspa кошелек, этот способ не требует промежуточных узлов и соответствует принципам децентрализации блокчейн-систем.
Проксированное представление (Proxied Submission): транзакция подается через ретранслятор (Relayer) для совместимости с такими инструментами EVM, как MetaMask. Ретранслятор перенаправляет транзакцию в Kaspa L1, чтобы убедиться, что она записана, прежде чем обработать ее на L2. Этот метод приоритизирует удобство для пользователя, но вводит зависимость от ретрансляторов.
Механизм подачи заявок через агента обеспечивает атомарность, требуя, чтобы все вторичные транзакции были зафиксированы на L1 цепи. Если транзакция возникает на L2, но еще не зарегистрирована на основной цепи, посредник отправляет ее на L1 цепь для подтверждения. Этот дизайн предотвращает «родные» L2 транзакции, обходящие консенсус L1 цепи, избегая потенциальных рисков безопасности. На следующем рисунке показаны два пути подачи:
Нормативный путь: Кошелек → Kaspa L1 → Kasplex L2
Путь агента: MetaMask → ретранслятор → Kaspa L1 → Kasplex L2
Вы можете заметить, что сделки на самом деле сначала завершаются на L1, а затем интерпретируются индексатором L2. Именно так работает Kasplex L2: L1 сначала окончательно подтверждает данные, а затем L2 считывает эту сделку и обновляет состояние.
Сравнение с Inscriptions биткойна
Для лучшего понимания Kasplex L2 полезно провести его сравнение с Inscriptions Bitcoin (в частности, BRC-20). Оба предназначены для расширения функциональности модели блокчейна UTXO за счет использования L1 для хранения и сортировки данных, но в способах реализации и целевых задачах существуют различия.
Сходства
Встраивание данных в L1: Kasplex L2 и BRC-20 будут внедрять данные в транзакции L1. BRC-20 использует Tapscript Биткоина (включенный в обновление SegWit) для хранения метаданных токенов, как правило, с помощью трехэтапного процесса «фиксация→раскрытие→ расходование. Kasplex L2 встраивает байт-код EVM в полезную нагрузку транзакций Kaspa L1, обеспечивая аналогичную привязку операций L2.
L1 как надежный источник данных: в двух случаях L1 предоставляет порядок операций. BRC-20 полагается на блокчейн биткойна для упорядочивания переводов токенов, в то время как Kasplex L2 использует BlockDAG Kaspa для упорядочивания выполнения смарт-контрактов.
Зависимость от индексатора: оба зависят от внешнего индексатора для обработки. Индексатор BRC-20 анализирует биткойн-транзакции для отслеживания баланса токенов, тогда как индексатор Kasplex L2 выполняет байт-код EVM для поддержания состояния смарт-контрактов.
различия
Эффективность реализации: трехэтапный процесс BRC-20 является обходным путем к жесткому протоколу Биткойна, в то время как Kasplex L2 получает выгоду от более кооперативного L1 Kaspa, что позволяет встраивать данные в нагрузку одной транзакции, тем самым снижая сложность и системные накладные расходы.
Анализ производительности: пропускная способность биткойна составляет около 7 транзакций в секунду, а среднее время генерации блока составляет 10 минут, что делает процесс Inscriptions как медленным, так и дорогим. Обновление Kaspa на 10 BPS обеспечивает значительные преимущества по производительности, позволяя Kasplex L2 более эффективно обрабатывать более крупные транзакции.
Область и функции: BRC-20 в основном сосредоточен на выпуске и передаче токенов, в то время как Kasplex L2 поддерживает полную совместимость с EVM, что позволяет запускать сложные смарт-контракты, такие как DeFi-протоколы или NFT-рынки.
Гибкость протокола: Дизайн биткойна акцентирует внимание на необратимости, что заставляет решения L2 обходить его ограничения. Несмотря на то, что Kaspa также использует модель UTXO, его дизайн L1 более гибок и позволяет более тесно интегрироваться с решениями L2, такими как Kasplex.
Это сравнение подчеркивает ключевое понимание: хотя обе системы аналогичны в своей концепции использования L1 для хранения и сортировки данных, Kasplex L2 использует архитектурные преимущества Kaspa, чтобы достичь более высокой эффективности и более широких функций, чем Инскрипция.
Оценка Kasplex L2: преимущества и ограничения
С точки зрения технических исследований, Kasplex L2 демонстрирует следующие значительные преимущества и ограничения.
Преимущества
Расширение функций: Kasplex L2 успешно расширил возможности Kaspa, поддерживая совместимые с EVM смарт-контракты, что позволяет ему реализовывать случаи использования, такие как децентрализованные приложения и токенизация, которые не могут быть реализованы на первом уровне.
Эффективное использование L1: Kasplex L2 с помощью BlockDAG Kaspa осуществляет сортировку транзакций и доступность данных, минимизируя вычислительную нагрузку второго уровня и сосредотачиваясь исключительно на уровне исполнения. Эта конструкция прекрасно соответствует высокой пропускной способности архитектуры Kaspa.
Открытая проверяемость: поскольку все транзакции записываются на L1, выполнение смарт-контрактов на Kasplex L2 может быть независимо проверено путем повторного выполнения EVM байт-кода в стандартном порядке, что обеспечивает прозрачность.
Ограничения и риски
Проблема доверия к индексатору: индексаторы L2 играют ключевую роль в выполнении байт-кода и поддержании состояния, но существует риск злонамеренного поведения индексаторов, например, когда они одновременно предоставляют внешние корни Меркла и тайно поддерживают подделанное состояние. Решение этой проблемы требует создания децентрализованной сети индексаторов и внедрения экономических стимулов или механизмов наказания.
Вызовы перестройки: хотя BlockDAG Kaspa эффективен, механизм параллельного создания блоков может привести к перестройке недавних блоков. Это заставит L2 откатить и заново выполнить транзакции, увеличивая сложность системы, а также создавая определенный риск нулевого подтверждения двойного расходования на L2.
Уроки для блокчейна на основе модели UTXO
Kasplex L2 предоставляет исследование случая расширения программируемости для блокчейнов с моделью UTXO, что имеет значение для таких систем, как биткойн. Как Kaspa, так и биткойн ограничены в поддержке смарт-контрактов из-за дизайна UTXO, однако более высокая пропускная способность Kaspa и более гибкая архитектура L1 создают более благоприятную среду для решений L2.
Что касается Биткойна, дизайн Kasplex L2 предлагает следующие направления для исследования:
Интеграция ретранслятора: механизм подачи代理 демонстрирует, как интегрировать инструменты EVM с блокчейном UTXO, эта концепция может быть применена к решениям второго уровня, таким как BitVM для биткойна.
Исполнение на основе индексатора: использование индексатора для выполнения вычислений вне цепи и привязки данных к L1 в сочетании с моделью Inscriptions биткойна может вдохновить новые идеи для расширения программируемости.
С исследовательской точки зрения, Kasplex L2 является ценным экспериментом, который демонстрирует различия UTXO блокчейна в отношении пропускной способности и гибкости протокола, а также то, как это влияет на жизнеспособность решений L2. Полученные результаты могут служить справочным материалом для проектирования в экосистеме блокчейна в целом, особенно для систем, которые отдают предпочтение децентрализации и безопасности, а не нативной программируемости.
Заключение
Kasplex L2 является технически надежной реализацией на основе Rollup, которая поддерживает EVM-совместимые смарт-контракты, используя L1 Kaspa для сортировки транзакций и обеспечения доступности данных. Наш анализ подчеркивает ее эффективность в использовании высокопроизводительного BlockDAG Kaspa, а также способность расширять функции через EVM-соответствие. Мы считаем, что Kasplex L2 вносит практический вклад в исследование L2-решений для блокчейнов с моделью UTXO. Сравнение с инскрипциями биткойна выявляет схожесть двух систем в общих принципах, а также влияние дизайна L1 на жизнеспособность L2. Для исследователей и разработчиков Kasplex L2 предоставляет возможность наблюдать за пересечением масштабируемости, программируемости и децентрализации в блокчейн-системах.
Ссылка
Kasplex Github. [Online]. Доступно:
Kaspa Research, "О дизайне основанных на zk-Rollups в DAG-консенсусе Kaspa на основе UTXO," 2024. [Online]. Доступно:
Особая благодарность нашему исследователю BitsLab @ZorrotChen за вклад в данную статью!