Giải thích chi tiết về ưu điểm kỹ thuật của Metis và mở ra một chương mới về phân quyền

Bối cảnh

Ngày tháng 4 Vào ngày 10 tháng 10, A16z Crypto đã phát hành Jolt, một giải pháp không cần kiến ​​thức để tăng tốc và đơn giản hóa các hoạt động mở rộng blockchain.

Jolt tích hợp SNARK (Bằng chứng không có kiến ​​thức ngắn gọn không tương tác), cho phép các nhà phát triển nhanh chóng tạo ra các giải pháp L2 dựa trên SNARK. Nhóm cũng cho biết Jolt nhanh hơn gấp 2 lần so với zkVM hiện tại.

Công nghệ ZK là một trong những chủ đề chính xuyên suốt chu kỳ của ngành công nghiệp mã hóa và ZK-Rollup được Vitalik gọi là giải pháp lâu dài để mở rộng Ethereum. Từ khi ra mắt Jolt vào tháng 8 năm ngoái cho đến khi ra mắt chính thức vào năm nay, A16z cho thấyZK-Rollup vẫn là một đường đua có độ dốc dài và tuyết dày.

ZK-Rollup đã thu hút nhiều người chơi và đã hình thành nhiều danh mục kỹ thuật được chia nhỏ hơn để phân biệt sự khác biệt giữa các dự án. Đối với EVM, khả năng tương thích là cao nhất. tiêu chí phân loại đại diện.

Vì lý do lịch sử, EVM có một số lượng lớn các thiết kế không thân thiện với ZK. Tuy nhiên, một số lượng lớn các dự án hiện có đã được xây dựng dựa trên EVM trong những ngày đầu. và ZK-Rollup Nó cũng được coi là một giải pháp mở rộng trong tương lai, vì vậy hầu hết các dự án ZK-Rollup đương nhiên phải đối mặt với sự đánh đổi giữa việc tương thích hơn với EVM hoặc tương thích hơn với ZK.

ZKM do Metis DAO ươm tạo, đề xuất giải pháp zkMIPS phổ quát từ góc độ cấp thấp hơn.

zkMIPS sử dụng tập lệnh MIPS cấp thấp hơn để chuyển đổi quy trình thực thi chương trình sang ZKP. Ngoài việc tương thích với EVM, nó cũng tương thích với các máy ảo khác, chẳng hạn như MoveVM và RustVM, cho phép ZK-Rollup mở ra cánh cửa cho nhiều nhà phát triển đa dạng hơn.

Bài viết này sẽ cung cấp cho người đọc lời giải thích sâu sắc về những nỗ lực và tiến bộ của Metis trong ZK và Sequencer phi tập trung.

ZKM và các bản tổng hợp kết hợp: Sự hài hòa giữa phong cách OP và ZK

Hiệu suất vượt trội của Metis trên thị trường không thể tách rời khỏi cơ chế Hybrid Rollups cải tiến, kết hợp bằng chứng gian lận và bằng chứng hợp lệ, do đó kết hợp các ưu điểm của cả hai.

Công nghệ zkMIPS của ZKM cung cấp khả năng tương thích vững chắc cho Hybrid Rollups của Metis, cho phép Metis hiện thực hóa sự tích hợp hữu cơ giữa ZK và EVM.

2.1 Cơ chế và ưu điểm của Hybrid Rollups

Trong Bản tổng hợp kết hợp, các vai trò chính bao gồm:

• Trình sắp xếp trình tự: Chịu trách nhiệm để nhận và xử lý các giao dịch của người dùng, xác định thứ tự giao dịch tốt nhất cũng như đóng gói và xuất bản chúng lên lớp đồng thuận và sẵn có dữ liệu.

• Người đề xuất: Đánh giá các giao dịch và gốc trạng thái do Người sắp xếp trình tự gửi và ghi lại chúng trong Chuỗi cam kết nhà nước (SCC).

• Người xác minh: Xác minh gốc trạng thái trên chuỗi Rollup để đảm bảo tính chính xác của giao dịch và ngăn chặn gian lận.

Trong giải pháp L2 tiêu chuẩn, Sequencer thu thập và xử lý các giao dịch, sau đó xuất bản dữ liệu giao dịch lên mạng chính Ethereum (L1 ). Quá trình này yêu cầu L1 để xác minh và xác thực dữ liệu cuối cùng để đảm bảo tính bảo mật và nhất quán.

(Nguồn: https://mirror.xyz/msfew.eth/WQJaOcFkpTOZLns8MBQaCS4OepRoaZ7uoctnLAnalVw)

Bản tổng hợp lai trong quá trình xử lý và tối ưu hóa Giao dịch L2 áp dụng phương pháp kết hợp Các bước cụ thể như sau:

1. Bắt đầu và xử lý giao dịch:

2. Gửi và xác minh trạng thái:

• Người đề xuất gửi gốc trạng thái cho SCC sau khi đánh giá giao dịch.

• Người xác minh xem xét gốc trạng thái trong SCC để đảm bảo rằng nó chính xác.

3. Tạo và xác minh bằng chứng không có kiến ​​thức:

• Prover đọc dữ liệu từ L1 và tạo bằng chứng ZK Đây là tính năng chính của Hybrid Rollups, cho phép hệ thống hoạt động mà không cần. rò rỉ các chi tiết cụ thể. Xác minh tính hợp lệ của giao dịch trong bối cảnh nội dung giao dịch.

• Sau khi chứng chỉ ZK được tạo, nếu nó không được gửi đúng hạn, Người xác minh sẽ bắt đầu quy trình chứng nhận gian lận và có thể trừng phạt Trình sắp xếp thứ tự.

4. Xác nhận cuối cùng về dữ liệu và trạng thái:

• Thông qua hợp đồng thông minh, sau khi bằng chứng ZK được xác minh, giao dịch sẽ được hoàn tất.

• L1 và L2 được kết nối thông qua các hợp đồng thông minh để đảm bảo việc chuyển tiền và trạng thái an toàn.

Thiết kế của Hybrid Rollups mang lại một số lợi thế đáng kể:

• Hiệu quả và tiết kiệm chi phí: Đã được chứng minh bằng cách sử dụng ZK, Hybrid Rollups có thể xử lý nhiều hơn trong khi tiêu tốn ít giao dịch gas hơn.

• Bảo mật nâng cao: Kết hợp bằng chứng gian lận truyền thống và bằng chứng ZK, ngay cả khi gặp phải hành vi nguy hiểm tiềm ẩn. Đảm bảo tính bảo mật và chính xác của giao dịch.

• Khả năng mở rộng: Sử dụng bằng chứng đệ quy, Hybrid Rollups có thể xử lý các giao dịch quy mô lớn mà không làm giảm hiệu suất và hỗ trợ nhiều lĩnh vực Blockchain hơn. các ứng dụng.

• Khả năng tương thích và linh hoạt: hỗ trợ nhiều hợp đồng thông minh và ngôn ngữ lập trình, cho phép các nhà phát triển dễ dàng di chuyển các ứng dụng hiện có sang Hybrid Rollups.

2.2 zkMIPS Cách đạt được khả năng tương thích tốt với ZK< /p>

Ý tưởng cốt lõi của ZK là chuyển đổi quá trình thực thi chương trình thành một bằng chứng toán học có thể dễ dàng xác minh, để mọi người có thể dễ dàng xác minh tính đúng đắn của việc thực thi chương trình mà không có Chương trình cần được thực hiện lặp đi lặp lại, và khó khăn nằm ở việc làm thế nào để chuyển đổi logic chương trình tùy ý thành một chứng minh toán học tương đối ổn định.

Các nhà phát triển thường sử dụng các ngôn ngữ cấp cao để phát triển chương trình và các ngôn ngữ cấp cao khác nhau sử dụng logic khác nhau để "nói chuyện" với phần cứng.

Do đó, lộ trình triển khai của các dự án ZK hiện tại thường không tương thích với nhau. Scroll trực tiếp ghi các mạch cho từng opcode của EVM, đạt được mức tương đương với cấp độ opcode, phản ánh chính xác EVM nhưng mang lại hàm lượng kỹ thuật khổng lồ;

Polygon zkEVM tạo một VM tùy chỉnh với hiệu suất được tối ưu hóa, chuyển đổi mã byte EVM trực tiếp thành mã byte của VM và đạt được sự tương đương ở cấp độ mã hoạt động hiệu quả hơn, nhưng một lượng lớn mã tùy chỉnh Có thể gây ra sai lệch dài hạn so với EVM;

zkSync tạo VM (SyncVM) của riêng nó và xác định biểu diễn trung gian đại số (AIR) của riêng nó dựa trên các thanh ghi, sau đó Một trình biên dịch chuyên dụng được xây dựng để biên dịch Yul (một ngôn ngữ trung gian có thể biên dịch thành mã byte cho các phiên bản EVM khác nhau, được coi là Solidity cấp thấp hơn) thành LLVM-IR, sau đó được biên dịch thành hướng dẫn của VM tùy chỉnh, nhờ đó đạt được khả năng tương thích ở cấp độ Solidity, nhưng nó không thể sử dụng trực tiếp các công cụ Ethereum hiện có và chuyển đổi giữa các ngôn ngữ cũng có thể yêu cầu kiểm tra lại chương trình;

StarkNet từ bỏ khả năng tương thích EVM và trực tiếp sử dụng ngôn ngữ cấp thấp của chính mình (Cairo) để chạy VM hợp đồng thông minh tùy chỉnh (Cairo VM) để đạt được hiệu quả ZK cao nhất.

So với giải pháp của các dự án trên, ZKM đã chọn một con đường toàn diện hơn: zkMIPS.

MIPS, viết tắt của "Bộ vi xử lý không có các giai đoạn đường ống liên khóa", là một tập lệnh bộ vi xử lý được thiết kế đơn giản bắt đầu vào năm 1985.

Nguyên tắc cơ bản của MIPS là đơn giản hóa các lệnh của bộ vi xử lý phức tạp về dạng cơ bản nhất. Điều này không chỉ làm tăng tốc độ xử lý mà còn giảm thời gian cần thiết để thực thi. sự phức tạp.

Trong hệ thống zkMIPS, tập lệnh này được sử dụng để thực hiện chuyển đổi chương trình sang bằng chứng ZK.

Quy trình triển khai zkMIPS như sau:

< li>< p style="text-align: left;">Chương trình chuyển đổi sang MIPS: Đầu tiên, các hợp đồng thông minh hoặc chương trình được viết bằng ngôn ngữ lập trình cấp cao (như Solidity hoặc Rust) được biên dịch thành tập lệnh MIPS. Bước này nói về việc chuyển đổi các trừu tượng ở cấp độ cao hơn thành các hoạt động cụ thể có thể được thực hiện ở cấp độ phần cứng.

• Tạo bằng chứng ZK: Các hướng dẫn MIPS này sau đó được sử dụng để tạo bằng chứng không có kiến ​​thức tương ứng. Do tính chất đơn giản của MIPS, bước này hiệu quả hơn về mặt tính toán và có thể đưa ra bằng chứng nhanh hơn mà không ảnh hưởng đến tính bảo mật.

Ưu điểm của zkMIPS

• Khả năng tương thích: zkMIPS không chỉ hỗ trợ Solidity tương thích EVM mà còn hỗ trợ các ngôn ngữ phát triển chính thống khác như Rust và Move. Điều này cho phép zkMIPS phục vụ hệ sinh thái phát triển blockchain rộng hơn, dẫn đến nhiều khả năng ứng dụng hơn.

• Hiệu quả về chi phí: Do hiệu quả của tập lệnh MIPS, zkMIPS có thể giảm đáng kể chi phí tính toán khi tạo ra không có kiến ​​thức bằng chứng, tăng tính bền vững tổng thể của hệ thống.

• Bằng chứng đệ quy: zkMIPS hỗ trợ bằng chứng đệ quy, có thể tổng hợp nhiều bằng chứng thành một đơn vị dễ quản lý hơn, giúp cải thiện độ tin cậy của hệ thống. khía cạnh là rất quan trọng.

Trên thực tế, những ưu điểm của MIPS đã được các dự án như Optimism tích hợp. Cơ chế Cannon của Optimism chuyển đổi các chương trình đã thực thi thành MIPS, giúp việc tìm lỗi và thực thi lại dễ dàng và hiệu quả hơn khi quá trình thực thi gặp khó khăn.

Metis cũng đã đi theo xu hướng này và tích hợp Cannon vào hệ sinh thái của mình, điều này càng khẳng định tính thực tiễn và hiệu quả của công nghệ zkMIPS.

Trình tuần tự phi tập trung: Phân quyền và bền vững

Ngoài việc sử dụng Hybrid Rollups để kết hợp các ưu điểm của OP và ZK, Metis còn tích cực quảng bá việc triển khai Trình sắp xếp thứ tự phi tập trung, làm ví dụ về phân cấp cho Rollup.

Trong mô hình Tổng hợp truyền thống, mặc dù một Trình sắp xếp chuỗi duy nhất có thể xử lý các giao dịch và dữ liệu một cách hiệu quả nhưng nó cũng tập trung rất nhiều quyền lực, điều này có thể dẫn đến nhiều Một loại rủi ro:

• Rủi ro vận hành: Nếu trình sắp xếp chuỗi bị lỗi hoặc bị tấn công, việc xử lý giao dịch trên toàn hệ thống sẽ bị chặn.

• Rủi ro kiểm duyệt: Trình sắp xếp thứ tự có khả năng xử lý có chọn lọc hoặc từ chối các giao dịch, điều này có thể hạn chế quyền truy cập của người dùng vào tài chính phi tập trung cụ thể ( DeFi ) giao thức hoặc dịch vụ.

• Rủi ro thao túng: Trong trình tự giao dịch, trình sắp xếp thứ tự có thể ưu tiên các giao dịch của chính mình và thu được những lợi ích không chính đáng bằng cách tăng phí giao dịch. Đó là mức tối đa. Giá trị có thể trích xuất (MEV).

Để giải quyết các vấn đề trên, Metis đã thiết kế một nhóm Sequencer phi tập trung, bao gồm nhiều Sequencer. bao gồm các nút cùng nhau hoàn thành việc tổng hợp, sắp xếp và thực hiện các giao dịch. Thiết kế này đảm bảo tính công bằng, minh bạch của hệ thống:

• Cơ chế đồng thuận: Hơn hai phần ba các nút Sequencer phải đạt được sự đồng thuận về trạng thái của từng khối mới trước khi lô giao dịch có thể được gửi tới mạng chính Ethereum (L1).

• Chữ ký tính toán nhiều bên (MPC): Trước khi lô giao dịch được gửi tới L1, tính xác thực của lô được xác minh thông qua chữ ký MPC, Đảm bảo dữ liệu chính xác.

Ưu điểm của Trình sắp xếp tuần tự phi tập trung:

• Bảo mật nâng cao: Thông qua việc ra quyết định chung của nhiều nút, nguy cơ xảy ra lỗi một điểm sẽ giảm đi và độ mạnh mẽ cũng như tính bảo mật của mạng được tăng lên. .

• Giảm khả năng xem xét và thao túng: Sự tồn tại của nhiều Trình sắp xếp chuỗi khiến một nút duy nhất khó thao tác hoặc xem xét các giao dịch, bảo vệ người dùng Thương mại tự do.

• Tính ổn định và dự phòng: Hệ thống hỗ trợ xoay vòng các Bộ sắp xếp một cách trơn tru, giảm thiểu tác động của sự cố hoặc gián đoạn và cải thiện độ ổn định chung của mạng.

Trong mô hình Trình tuần tự phi tập trung của Metis, mỗi nút bao gồm một số thành phần chính:< /strong>

• L2 Geth (bao gồm OP-Node): chịu trách nhiệm đặt hàng giao dịch và chặn Assemble.

• Mô-đun bộ chuyển đổi: đóng vai trò trung gian để tương tác với các mô-đun bên ngoài khác (chủ yếu là các nút PoS).

• Người gửi hàng loạt (Người đề xuất): Chịu trách nhiệm xây dựng các lô giao dịch và gửi chúng đến L1 sau khi nhận được sự chấp thuận từ nhiều Người sắp xếp chuỗi.

• Nút PoS: Phối hợp giữa các lớp Ethereum, sự đồng thuận và Metis để đảm bảo khóa tài sản an toàn và trao thưởng cho người xác thực.

• Lớp đồng thuận: Chứa một nhóm các nút Tendermint PoS chạy song song với mạng chính Ethereum để đảm bảo hiệu quả hoạt động mà không cản trở mạng chính mạng.

(Nguồn: https://ethresear.ch/t/pos-sequencer-pool-decentralizing-an-optimistic-rollup/16760)

Thông qua thiết kế này, nhóm Sequencer phi tập trung của Metis không chỉ cải thiện tính công bằng và minh bạch trong quá trình xử lý giao dịch mà còn tăng cường tính bảo mật và ổn định của mạng bằng cách phân cấp quyền lực. các yếu tố chính trong việc xây dựng một hệ sinh thái blockchain đáng tin cậy và bền vững.

Tóm tắt và triển vọng

Lợi thế về mặt công nghệ và ý tưởng của Metis tạo nền tảng vững chắc cho sự phát triển hơn nữa trong tương lai. Các bản tổng hợp kết hợp dựa trên zkMIPS dự kiến ​​sẽ giải quyết vấn đề tương thích cho ZK-Rollup và mang lại một hệ sinh thái nhà phát triển đa dạng hơn;

Để phân cấp. Sự tiến bộ của Sequencer chứng tỏ tầm nhìn của nhóm về việc theo đuổi sự phân cấp. Khi hệ sinh thái Metis tiếp tục phát triển, chúng tôi có lý do để tin rằng Metis sẽ trở thành chú ngựa ô tiếp tục chạy đua trong cuộc cạnh tranh L2 trong tương lai, tạo ra dòng giá trị ổn định cho người dùng và nhà phát triển.