Выпущен технический документ Opside V2: Представляем многоцепочный механизм ZK-PoW

Что такое обратная сторона

Opside — это децентрализованная платформа ZK-RaaS (ZK-свертывание как услуга) и сеть PoW, которая поддерживает майнинг ZKP (Zero-Knowledge Proof). Opside использует гибридный консенсус PoS и PoW, предоставляя разработчикам Web3 функцию создания цепочки приложений zkEVM одним щелчком мыши. В то же время вычислительные задачи ZKP, связанные с большим количеством ZK-Rollup, также создают огромный спрос на вычислительную мощность, тем самым обеспечивая значимый сценарий майнинга для майнеров по всему миру.

В области расширения емкости концепция L2 не нова. Однако L2 не может хорошо координировать различные типы аппаратных ресурсов, таких как доступность данных, вычислительная мощность ZKP, узлы упаковки и т. д. Кроме того, работа с L2, особенно с ZK-Rollup, требует высоких затрат на обслуживание оборудования и профессиональных технических порогов, поэтому многие разработчики не рекомендуются. В ответ на эти проблемы Opside впервые предложила концепцию ZK-RaaS: разработчики могут запустить собственную цепочку zkEVM в течение одной минуты, не осваивая знания ZK или узлов цепочки. В то же время Opside также предложил концепцию ZK-PoW, введя роль майнеров для участия в обслуживании узлов zkEVM и расчете ZKP.

Цель Opside — сделать ZK-Rollup более удобным и популярным, что позволит реализовать крупномасштабные цепочки приложений на основе zkEVM.

• ZK-Rollup как услуга: для разработчиков можно одним щелчком мыши развернуть собственный ZK-Rollup (zkEVM) в нескольких цепочках.
• Облако Opside ZK-PoW: для майнеров Opside также представляет собой протокол PoW с несколькими цепями, который поддерживает майнинг ZK и генерирует доказательства с нулевым разглашением для ZK-Rollup в нескольких общедоступных цепях.

ЗК-RaaS

ZK-RaaS (ZK-Rollup как услуга) может предоставить любому пользователю услугу создания ZK-Rollup одним щелчком мыши.

Opside предоставляет общую базу запуска ZK-Rollups, с помощью которой разработчики могут легко развертывать различные типы ZK-Rollups в разных базовых цепочках.

• базовая цепочка, включая цепочку Ethereum/Opside/цепочку BNB/Polygon PoS и другие общедоступные цепочки.
• Тип ZK-Rollup, включая zkEVM, такие как zkSync, Polygon zkEVM, Scroll, StarkNet и другие типы ZK-Rollup.

В каждой базовой цепочке Opside развернет системный контракт агрегации (контракты агрегации, RSC) для управления жизненным циклом агрегации в цепочке, включая операции регистрации, приостановки и выхода. Разработчики могут владеть ZK-Rollup, потратив определенное количество IDE (токен Opside) для аренды слота Rollup.

Концепция слота Rollup аналогична слоту Polkadot или цепочке приложений Cosmos, но цепочка приложений Cosmos должна поддерживать набор уровней консенсуса и моста между цепочками, что создает большие риски для безопасности. ZK-Rollup использует технологию ZK, которая строго гарантирует, что Rollup и базовая цепочка используют один и тот же консенсус и уровень доступности данных в математическом смысле, с более высокой безопасностью, большей децентрализацией и меньшими затратами на обслуживание.

После того, как разработчик арендует слот Rollup, у него появляется независимая операционная среда, например, разработчик может самостоятельно владеть цепочкой zkEVM. Разработчики имеют суверенитет над ZK-Rollup и могут настраивать экономическую модель объединения, включая выбор газовых токенов. Разработчики могут свободно регулировать плату за газ, даже 0, чтобы пользователям не нужно было платить никаких комиссий.

Разработчикам не нужно нести никаких затрат на оборудование. Все аппаратные ресурсы, включая доступность данных, секвенсор, вычислительную мощность ZKP и т. д., предоставляются децентрализованно следующим облаком Opside ZK-PoW.

Кроме того, между ZK-Rollups в одной и той же базовой цепочке может быть реализована собственная связь между агрегациями. Взаимодействие между свертками — это механизм обмена сообщениями. Другими словами, адрес в одном агрегировании может напрямую вызывать контракт в другом агрегировании. Это значительно решает проблему фрагментации пользовательских ресурсов и улучшает компонуемость между приложениями.

Облако ZK-PoW напротив

По сравнению с OP-Rollup, ZK-Rollup имеет много преимуществ, в том числе более безопасный, надежный и быстрый вывод средств. В то же время есть и очень большая разница в технологии, то есть ZK-Rollup дополнительно требует мощной вычислительной мощности ZKP для поддержки генерации доказательств с нулевым разглашением.

Многоцепочный механизм ZK-PoW

Облако Opside ZK-PoW будет развернуто в нескольких цепочках, включая, помимо прочего, Ethereum, цепочку BNB, Polygon PoS и саму цепочку Opside. В дизайне Opside разработчики могут развертывать ZK-Rollups в вышеупомянутых различных базовых цепочках. С постепенным развитием технологии ZK-Rollup в будущем могут родиться сотни ZK-Rollup, что вызовет огромный спрос на вычислительную мощность ZKP. Поэтому нам нужно стимулировать майнеров присоединиться к этой экологии, чтобы внести свой вклад. После перехода с PoW на PoS многие машины для майнинга Ethereum потеряли свои сценарии применения.С точки зрения масштаба капитала стоимость машин для майнинга составляет 12 миллиардов долларов США, и многие из них в настоящее время простаивают. При крупномасштабном внедрении ZK-Rollup для генерации ZKP требуется большое количество процессоров, графических процессоров, FPGA и другого оборудования и машин для майнинга для обеспечения вычислительной мощности.

Opside использует механизм ZK-PoW, чтобы мотивировать майнера предоставить вычислительную мощность ZKP, тем самым предоставляя полные аппаратные средства для ZK-Rollup. Это также одна из основных идей Opside. Все роли, включая пользователей, разработчиков и майнеров, могут извлечь выгоду из этой экономической модели Opside.

Двухэтапный алгоритм отправки ZKP: стандартный децентрализованный механизм проверки

• Чтобы побудить больше майнеров участвовать в вычислительных задачах ZKP одновременно, Opside предложил двухэтапный механизм проверки ZKP. Доля вознаграждения PoW, соответствующая ZKP, будет распределяться между действительными отправителями ZKP, то есть майнерами, в соответствии с определенными правилами.

1. Отправьте подтверждающий хеш: в течение временного окна для определенной последовательности несколько майнеров могут участвовать в вычислении доказательства с нулевым разглашением. После того, как каждый майнер вычислит доказательство, он не отправляет исходное доказательство напрямую, а вычисляет доказательство (доказательство/адрес) и отправляет доказательство в контракт.
2. Отправьте ZKP: по истечении временного окна майнер отправляет исходное доказательство и сверяет его с ранее отправленным подтверждающим хэшем. Майнеры, прошедшие проверку, могут получить вознаграждение PoW, и сумма вознаграждения распределяется в соответствии с долей обещанной суммы майнеров.

Для получения более подробной информации см. Двухэтапный алгоритм отправки ZKP.

Оптимизирован алгоритм генерации ZKP: эффективность майнера увеличена на 80%

Когда смарт-контракт Rollup проверяет ZKP и отправляются исходные подтверждающие данные, это может вызвать атаку на цепочку. Чтобы предотвратить злонамеренные атаки, ZK-Rollup часто требует дополнительной работы, чтобы скрыть исходные данные проверки. Одно из решений состоит в том, что ZKP, отправленный майнером, содержит результат агрегации адреса майнера. Двухэтапный алгоритм отправки ZKP, предложенный Opside, разумно принимает режим первой отправки + последующей проверки, и ему больше не нужно выполнять аналогичные ненужные агрегированные вычисления для подтверждения и адреса.

Кроме того, в некоторых zkEVM с открытым исходным кодом расчет и подача ЗКП носят последовательный характер. Когда ZK-Rollup отправляет большое количество последовательностей, майнеры не могут вычислить несколько ZKP одновременно. В Opside двухэтапный алгоритм отправки ZKP реализует параллельные вычисления и последовательную отправку ZKP, позволяя майнинговым машинам выполнять несколько задач генерации ZKP одновременно, что значительно повышает эффективность генерации ZKP.

Команда Opside также провела ряд оптимизаций алгоритма рекурсивной агрегации ZKP, которые полностью улучшили использование машинных ресурсов в кластере и еще больше повысили скорость вычислений ZKP.

В реальной среде тестирования под давлением у майнера есть кластер машин, состоящий из 20 128 ядер ЦП + 1 ТБ ОЗУ, и тестовая транзакция стабильна на уровне 27,8 транзакций в секунду в течение примерно 40 минут. В тех же условиях Opside сократил среднее время подтверждения транзакций примерно с 5-6 минут до примерно 3 минут, а также повысил эффективность генерации ZKP примерно на 80%. В будущем, с добавлением большего количества ZK-Rollups и майнеров, масштабы спроса и предложения на рынке вычислительной мощности ZK будут еще больше расширены, а повышение эффективности, обеспечиваемое алгоритмом Opside PoW, станет более очевидным.

Противоположная цепь

Будучи одной из базовых цепочек, Opside Chain не только поддерживает облако Opside ZK-PoW, но и еще больше оптимизирует ZK-Rollup. Например, используйте предварительно скомпилированные контракты для ускоренной проверки ZKP, поддерживайте фрагментацию данных и принимайте консенсус PoS на основе ETH 2.0. В будущем будут поддерживаться схемы полного сегментирования, такие как EIP-4844 и DankSharding, а стоимость газа для Rollup будет снижена до минимума, даже до 0.

Ethereum в настоящее время является крупнейшей в мире децентрализованной сетью с более чем 500 000 узлов. Эти узлы не только обеспечивают крупномасштабную децентрализацию, но и в будущем, благодаря технологии сегментирования данных, эти более 500 000 узлов также обеспечат массовую доступность данных.

Opside Chain вдохновлен Ethereum, что является одной из причин, по которой Opside решила улучшить свою работу на основе консенсуса PoS в ETH 2.0. Мы ожидаем, что в Opside Chain будет более 100 000 узлов.

Что касается Rollup, как сделать секвенсор более децентрализованным, вместо одного узла для завершения централизованной упаковки? Хорошей практикой является предоставление лицам, предлагающим блоки Opside Chain, одновременно предлагать блоки Rollup Layer. Для Rollup Layer это фактически завершает разделение создателя и предлагающего: построитель поддерживается сетью P2P без разрешения, а предлагающий следует за блоком, предлагающим блок цепочки Opside, таким образом избегая риска использования, связанного с одним узлом, но также имеет определенную устойчивость к MEV и антицензуре.

Таким образом, Opside Chain предоставляет стандартизированный децентрализованный механизм секвенсора, и разработчики блоков Opside Chain также несут ответственность за предложение блоков Rollup. Opside Chain позволяет ZK-Rollup не только наследовать безопасность предыдущего уровня, но и наследовать степень децентрализации предыдущего уровня.

Ниже приводится гибридный консенсус PoS и PoW Opside Chain:

• Противоположная цепь

• PoS: Opside примет алгоритм PoS Ethereum 2.0 и внесет в него необходимые улучшения. Любой может владеть токенами Opside и стать валидатором. Валидатор может получать вознаграждение за блок и плату за газ в цепочке Opside.

• Свернутый слой

• PoS (Sequencer): валидатор не только предлагает блоки цепочки Opside, но также предлагает блоки слоя Rollup (т. е. пакет данных). Следовательно, валидатор также является секвенсором свертки на уровне свертки. Секвенсор может получать комиссию за газ за счет комиссий за транзакции в транзакциях слоя Rollup.
• PoW (доказательство): любой может стать доверенным лицом свертки на слое свертки, если у него достаточно вычислительной мощности для расчета ZKP. Согласно правилам PoW, доказывающая сторона генерирует доказательства zk на основе блоков слоя Rollup, отправленных секвенсором.

ZK-Rollup похож на компьютер. Компьютер состоит из двух основных компонентов, один из которых — жесткий диск, а другой — центральный процессор. Доступность данных, обеспечиваемая PoS, эквивалентна жесткому диску, а вычислительная мощность, обеспечиваемая PoW, эквивалентна процессору. Что нужно сделать Opside Chain, так это найти баланс между PoS и PoW, чтобы каждая роль могла в полной мере использовать свою ценность и извлекать из нее выгоду, чтобы крупномасштабная сеть ZK-Rollups могла иметь лучшую производительность и опыт.

Спрос и предложение токенов

Токен Opside называется IDE, и IDE будет выдаваться в виде вознаграждений PoS и PoW, соответствующих Валидатору и Майнеру соответственно. На этапе тестовой сети Pre-Alpha соотношение вознаграждения за блок между PoS и PoW временно фиксируется на уровне 1:2. В будущем соотношение этих двух будет динамически регулироваться с учетом спроса и предложения вычислительной мощности ZKP всей сети.

PoS

Как упоминалось выше, Opside Chain использует улучшенный консенсус PoS, основанный на ETH 2.0. Чтобы участвовать в качестве валидатора, пользователи должны внести определенное количество IDE в депозитный контракт и запустить три отдельных части программного обеспечения: клиент исполнения, клиент консенсуса и валидатор. Эти валидаторы отвечают за проверку того, что новые блоки, распространяемые по сети, действительны, а иногда сами создают и распространяют новые блоки. Если валидатор ведет себя нечестно или лениво, поставленная IDE будет уничтожена в качестве залога.

В PoS скорость производства блоков Opside Chain фиксирована, а время делится на слот (12 секунд) и эпоху (32 слота). В каждом слоте случайным образом выбирается валидатор в качестве предлагающего блок. Этот валидатор отвечает за создание новых блоков и их отправку другим узлам в сети. Также в каждом слоте случайным образом выбирается комитет валидаторов, чьи голоса используются для определения действительности предлагаемого блока. Пожалуйста, обратитесь к ETH PoS для конкретного механизма.

Opside Chain рассчитывает поддерживать EIP-4844 в тестовой сети Alpha, а выборка доступности данных (DAS) будет использоваться для обеспечения того, чтобы ZK-Rollup предоставлял данные о транзакциях после выполнения, не оказывая слишком большого давления на какой-либо отдельный узел. Каждый валидатор случайным образом выбирает данные транзакции, представленные в большом двоичном объекте, чтобы убедиться, что все данные присутствуют. Тот же метод можно также использовать для обеспечения того, чтобы производители блоков предоставляли все свои данные для защиты легких клиентов. Аналогичным образом, в соответствии с разделением предлагающих и создателей (PBS) только строители блоков должны обрабатывать целые блоки — другие валидаторы будут использовать выборку доступности данных для проверки.

По некоторым конкретным параметрам Opside будет отличаться, и читатели могут найти самые свежие значения в кодовой базе.

В целом, стейкинг облегчает участие отдельных лиц в защите сети, способствуя децентрализации. Узлы валидатора могут работать на обычных ноутбуках. Некоторые пулы прокси-стейкинга даже позволяют пользователям делать ставки, не имея достаточного количества IDE.

ZK-PoW

Основываясь на базе запуска ZK-Rollup, предоставленной Opside, разработчики могут выбрать эксклюзивный ZK-Rollup в базовой цепочке. Чтобы удовлетворить спрос на огромные аппаратные ресурсы, вызванные большим количеством ZK-накопительных пакетов, Opside предоставляет единый рынок вычислительной мощности ZKP и поощряет майнеров (то есть доказывающих) генерировать ZKP для этих ZK-накопительных пакетов. Это механизм ZK-PoW компании Opside.

• Расчет доли вознаграждения для одной последовательности Rollup

ZK-PoW — это протокол с несколькими цепочками, что означает, что вознаграждения PoW будут выдаваться в различных базовых цепочках, включая Etheruem, Opside Chain, BNB Chain и Polygon PoS. Количество вознаграждений PoW для каждой базовой цепочки зависит от количества соответствующих регистраций слотов Rollup, рабочей нагрузки ZKP и т. д.

Для каждой базовой цепочки внутри блока каждый накопительный пакет может отправлять только одну последовательность (могут быть включены несколько блоков накопительного пакета). Каждая последовательность поровну делит вознаграждение PoW текущего блока. Это означает, что если 4 Rollup отправят последовательности в блоке базовой цепочки, вознаграждение PoW будет разделено на 4 доли, а вознаграждение за каждую последовательность будет составлять 1/4 вознаграждения PoW блока. Конечно, в некоторых блоках может не быть какой-либо последовательности отправки Rollup, поэтому фактическая инфляция PoW может быть ниже, чем ожидалось.

В будущем каждая последовательность будет оценивать рабочую нагрузку на основе соответствующего типа ZK-сводки, количества задействованных транзакций свертывания, объема использования газа и т. д., поэтому разные последовательности будут оцениваться по-разному.

• Залог и наказание доказывающего

Во избежание вредоносного поведения, связанного с прувером, прувер должен быть зарегистрирован в специальном системном контракте и залоге токенов. Доказывающий может свободно участвовать в майнинге PoW одного или нескольких накопительных пакетов. Доказывающий должен внести определенное количество IDE (токен противоположной стороны) для каждого накопительного пакета, чтобы участвовать в системном контракте, прежде чем отправлять ZKP для накопительного пакета. Если текущая сумма залога меньше порогового значения, ZKP не может быть представлен для объединения. Награды, полученные доказывающим за отправку ZKP, также будут распределяться в соответствии с долей заложенной суммы, чтобы избежать злонамеренного поведения доказывающего, отправляющего ZKP несколько раз.

Когда доказывающий демонстрирует следующее поведение, будут наложены разные степени наказания:

• Если прувер отправляет неправильный хэш
• Если ни один ZKP не пройдет проверку, все пруверы, предоставившие хэш, будут наказаны

Конфискованные токены Opside будут сожжены.

Дополнительные сведения и соображения о двухэтапном механизме фиксации ZKP см. в официальной документации. Конкретное количество залогов и штрафов за доказывание может измениться в будущем.

Слот Rollup для аренды разработчиком

В каждой базовой цепочке Opside развернула протокол ZK-PoW. Разработчики могут зарегистрировать слот Rollup через базу запуска ZK-Rollup одним щелчком мыши, тем самым запустив свой собственный ZK-Rollup. Все аппаратные ресурсы ZK-Rollup предоставляются децентрализованной сетью Opside. Разработчикам необходимо платить арендную плату за слот Rollup сети Opside, и эта часть арендной платы будет сжигаться напрямую.

В дополнение к фиксированной сумме арендной платы разработчики также могут предоставлять дополнительные субсидии ZKP для своего собственного ZK-Rollup, чтобы мотивировать майнеров предоставлять вычислительную мощность.

Читатели могут найти конкретные правила и параметры арендной платы и субсидий в официальных документах или библиотеках кодов.

Управление и развитие

Функциональность и производительность сети Opside будут продолжать развиваться с течением времени, вот несколько примеров более высоких приоритетов:

• Динамически настраивайте коэффициент распределения вознаграждения PoS и PoW в соответствии с соотношением спроса и предложения вычислительной мощности ZKP во всей сети.
• Фрагментация данных валидатора и выборка доступности данных обеспечат более избыточное пространство для хранения всего уровня объединения, тем самым обеспечивая большую экологию ZK-свертывания.
• Средство предложения Rollup отделено от построителя, так что слой Rollup использует валидатор цепочки Opside как средство предложения блоков, наследуя децентрализацию предыдущего слоя.
• Оптимизация механизма залога и косой черты майнеров побуждает майнеров обеспечивать непрерывную и стабильную вычислительную мощность ZKP.
• Разработчики приложений субсидируют поколение ZKP своего Rollup, чтобы побудить майнеров предоставлять вычислительную мощность.
• Оцените рабочую нагрузку на основе типа ZK-Rallup, количества транзакций Rollup, использования газа и т. д. и установите персонализированный механизм ценообразования для пакета Rollup.

Эти улучшения значительно повысят полезность сети Opside, тем самым способствуя долгосрочному развитию и процветанию ZK-Rollup как услуги.

После запуска основной сети Opside будет создан Opside DAO, включая разумные процессы и механизмы для совместного определения будущего сети. Обновление всех параметров и механизмов основной сети Opside будет определяться через Opside DAO. Важно подчеркнуть, что Opside — это совместная экономика, которая развивается с течением времени. Будущие улучшения будут представлены в виде предложений DAO, в которых подробно объясняется, как эти решения приносят пользу долгосрочным интересам экономики Opside и каждой категории участников. По мере роста сети крайне важно создать экономику, которая может работать независимо и надежно, без необходимости использования обширных инструментов и субсидий.