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观点:Optimistic Rollup的两难困境

三句话讲完

我们以为,流动性提供者会更喜欢 ZKR-Uniswap(构建在 ZK-Rollup 上的 Uniswap),而非OR-Uniswap(构建在 Optimistic Rollup 的 Uniswap),由于前者的资源效率更高。

若想提高 OR 的资源效率,需要缩短其挑战期(Dispute Time Delay,DTD),从而降低对 Layer 1 发动 “敲诈 + 审查” 攻击的成本。

从根本上来说,这是 OR 在资源效率和平安性之间的两难逆境:提高资源效率一定会降低平安性。

靠山

近几个月来,以太坊上的 gas 价格上涨引起了人们对可扩展性解决方案,尤其是 Layer 2 可扩展性方案,的兴趣。这类方案大致可分为两类:有用性证实 vs. 敲诈证实。我们之前对照过这两类方案。

有用性证实类方案包罗 ZK-Rollups(提供链上数据可用性)和 Validium(仅保证链下数据可用性)。以太坊主网上已经部署了类似的系统,包罗我们自己的 StarkEx。

敲诈证实类方案包罗 Optimistic Rollups(OR)。其中一些方案即将在公共测试网上线。OR 是最新一代敲诈证实设计,其先辈是闪电网络和 Plasma。对于那些深受以太坊拥堵之苦的去中央化应用开发者来说,OR 是很有吸引力的,由于这类方案能够保持 Solidity 代码稳定,并将去中央化应用迁移至成本较低且具有可扩展性的 OR 上。

OR 背后的基本概念:只将买卖数据发送到主链上。盘算和状态存储不再发生在主链上,而是转移 Rollup 上,由 Rollup 上的区块生产者和验证者来执行盘算事情。该方案假设至少有一位用户会实时【在挑战期(DTD)内】发现敲诈并向主链讲述,从而确保系统的完整性。当一个 OP 区块(译者注:也就是发到以太坊区块链上的一批 OP 买卖数据)的挑战期竣事以后,该块也就被公认具有终局性了。

剖析

接下来,我们将从流动性提供者和用户的角度来剖析 OR。

假设有一个与 Uniswap 一样大的应用可以易如反掌地通过移植现有的 Solidity 代码来无缝迁移到 OR 上。让我们从流动性提供者和用户的角度来剖析 OR。

流动性提供者

如上文所述,OR 会界说一个挑战期,以便发现并讲述敲诈行为。取款的等待时间必须长于 DTD ,否则该系统很容易就会由于失贼而失去偿债能力。

出于平安的思量,延伸 DTD 会对照好,从而提高下述这种攻击的成本:

  1. OR 验证者发现敲诈,并将 fraud_detected 买卖发送至内存池。这时,OR 验证者已经履行了职责:发现并 “讲述” 了敲诈。然则,只有将 fraud_detected 买卖上链,这个起诉才是有用的。

  2. 假设在 DTD 时代,攻击者租用足够多的算力(现在成本约为每小时 30 万美元)来挖矿,将包罗 fraud_detected 买卖的区块替换掉。此举可视为对 fraud_detected 买卖的无声攻击。为什么说它是无声的?由于从无辜旁观者的角度来看,整个网络似乎平安无事。若是没能将包罗敲诈证实的买卖上链,固然不会发生买卖回滚。

为了证实我们的看法:资源效率和平安性之间存在权衡关系,我们接下来会说明其由来和影响。假设 DTD 有一周的时间(有人提议过将 DTD 设为 4.5 小时;一些人以为时间过短带来的风险太高)。凭据我们的剖析,无论 DTD 是 1 天照样两周,都只是平安性和资源效率之间的权衡曲线上两个差别的点而已。凭据 DTD 时长的差别,攻击者需要负担的成本也在 100 至 1000 万美元之间。攻击者负担的成本并不直接取决于其所追求的利益,若是 OR 持有数十亿美元的资产,那么攻击成本高达数百万美元也不能阻止他们。

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由于流动性提供者的行为,机会成本对去中央化应用的影响很大。这段时间来,我们已经看到流动性从 Uniswap 流向 SushiSwap,又回到 Uniswap 上。将 OR-Uniswap(构建在 OR 上的 Uniswap)与 ZKR-Uniswap(构建在 ZK-Rollup 上的 Uniswap 分叉)举行对比。流动性提供者现在可以选择将资金放在 OR-Uniswap 上锁定一周时间,或放在 ZKR-Uniswap 上锁定 30 分钟(证实天生周期)。ZKR-Uniswap 有一个基本优势。从历久来看,代币经济或其它激励机制难以打败这种优势。

经常有人问我们:快速取款(Fast Withdrawal)能解决这一问题吗?能够在 OR 和 ZK-Rollup 之间缔造公正的竞争环境吗?

不能。快速取款只会通过缩短取款时间来改善用户体验,不会提高资源效率:必须在 Layer 1 智能合约中锁定足够多的资金来支持整个 DTD 时代的取款。

另外,快速取款只能用于同质化资产,遇上非同质化资产(NFT)就没有用。纵然对于同质化资产来说,需求量越大,机会成本越高。事实上,当很多人都想买卖求过于供的同质化资产时,机会成本异常高:不妨想象一下,整个 DeFi 领域的用户都想买卖 YFI 时,提前锁定足够支付一周取款额度的 YFI 需要若干成本。在这样收益率暴涨的时刻,若是要你锁定 YFI,你希望获得若干回报?

有些人可能会说,流动性提供者不足为虑,由于整个 DeFi 领域会集中到同一个 OR 上,降低用户的取款频率和买卖成本。

请注意,这一假设的条件是,没有任何去中央化应用运行在 OR 以外的地方,包罗 Layer 1 和 ZK-Rollup 等。

我们以为,纵然在这一场景下,随着 OR 的吞吐量增添,平安性也会下降。为什么?让我们从用户(Alice)的角度来思索。

用户

  • 信托:Alice 可能会信赖 OR,或者更具体来说,至少有一方会验证 OR 的当前状态。这就意味着,从 Alice 的角度来说,OR 在本质上是一个可信系统。可信系统以惊人的规模运作,通常是高价值企业(例如,Coinbase、币安和传统银行)的基础。这些企业在起劲不辜负信托,由于它们的声誉越来越好。

  • 不信托:Alice 可以亲自验证 OR 的状态。遗憾的是,验证 OR 的成本与 OR 的吞吐量成正比:例如,若是 OR 将以太坊的可扩展性提高 20 倍,验证成本也会提高 20 倍。久而久之,只有少数富人才气负担得起高吞吐量 OR 的验证成本。

就今天来看,这种担忧也不是杞人忧天:现在,验证以太坊是一种利他行为。一些人以为,当前以太坊的验证成本之高,已经到了会损害去中央化的境界:受成本的影响,验证以太坊完整性的网络参与者在削减。换言之,去中央化水平降低和平安性降低才是真正的问题。

结论

OR 面临两难逆境:它无法到达 ZK-Rollup 那样的资源效率,由于这会降低其平安性。这是 OR 的固有问题,而非设计细节问题。因此,在选择是运行在 OR 照样 ZK-Rollup 上时,任何应用都市更倾向于后者,由于后者会吸引流动性提供者。

谢谢 Dan Robinson 对本文初稿的建议。

原文链接:https://medium.com/starkware/the-optimistic-rollup-dilemma-c8fc470ca10c

作者: StarkWare

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