Autor: investigador de YBB Capital Ac-Core; compilador: 0xjs@金财经;
TLDR:
Debido a la falta de estándares unificados y las diferentes arquitecturas y mecanismos de consenso de las diferentes cadenas de bloques, el proceso de transferencia de activos entre cadenas es complejo y costoso. Los puentes de terceros existentes enfrentan desafíos de confianza y seguridad, y los puentes centralizados necesitan mantener la liquidez y transferir los costos a los usuarios. La emisión de cadenas con un solo clic es similar a resolver el trilema y es una solución de compromiso para el puente de activos.
La madurez del mercado está liderada por OP Stack y Superchain, y Base es un ejemplo exitoso. AggLayer es compatible de forma nativa con Ethereum y se acepta más fácilmente, pero debe garantizar la seguridad y confiabilidad del proceso de agregación. El éxito de Elastic Chain depende del desarrollo de ZKSync. Somos optimistas sobre OP a corto plazo y ZK a largo plazo.
En el contexto de una innovación industrial insuficiente, DeFi sigue siendo el principal escenario de aplicación de Rollups. En la actualidad, es menos probable que los proyectos DePIN, RWA y GameFi a gran escala aparezcan en Rollups, mientras que los mercados SocialFi y NFT pueden aparecer, pero la popularidad del mercado es incierta. La cadena de bloques en su conjunto muestra el efecto Matthew. La tendencia de emisión ilimitada de Rollups merece atención a largo plazo para los niveles superiores y atención a corto plazo para los niveles medio e inferior.
1. Conectando cadenas de islas: el problema de los puentes
Al transferir activos entre cadenas, cada cadena de bloques tiene una arquitectura, un mecanismo de consenso, una prueba de estado y una transición de estado únicos. La falta de estándares unificados e interoperabilidad da como resultado una comunicación y un intercambio de datos complejos entre cadenas. Estos procesos de verificación suelen ser demasiado costosos para realizarlos en cadena. Esta limitación ha provocado la proliferación de comités de firmas multipartidistas para verificar el estado de otras cadenas. Por lo tanto, no existe un estándar o protocolo universal descentralizado que pueda lograr la interoperabilidad entre todas las cadenas de bloques, limitando el libre flujo de activos entre diferentes cadenas de bloques.
Para lograr la transferencia de activos entre cadenas, han surgido muchos puentes de terceros, pero estos puentes enfrentan importantes desafíos de seguridad de la red relacionados con problemas de confianza. Incluso si los puentes centralizados pudieran garantizar una seguridad total, aún necesitarían mantener suficiente liquidez en cada cadena integrada para trasladar estos costos operativos a los usuarios. Actualmente, no se puede resolver la dificultad de confiar en los puentes de activos descentralizados nativos y en los puentes de terceros, lo que ha llevado a ZKsync, Polygon y Optimism a lanzar más soluciones nativas, como Elastic Chain, AggLayer y Superchain Explicador, para lograr una extensión localizada de múltiples cadenas. .
2、ZKsync3.0: Cadena elástica
Fuente de la imagen: zksync.mirror
En 2023, Matter Labs, la principal empresa de desarrollo detrás de ZKsync, lanzó ZK Stack, un conjunto de herramientas que permite a los desarrolladores construir sus propias cadenas de bloques basadas en la tecnología ZKsync. Esencialmente, estas cadenas personalizadas se interconectarán a través de Elastic Chain, transformando ZKsync 3.0 de un único Ethereum L2 a Elastic Chain.
La actualización central del protocolo ZKsync 3.0, lanzada el 7 de junio de 2024, es la actualización más compleja de ZKsync hasta la fecha. Reconfigura el puente ZKsync L1 en un contrato de enrutador compartido para admitir una red en expansión de cadenas ZK interoperables. El marco ZK Stack permite la interoperabilidad nativa, sin confianza y de bajo costo entre cadenas.
Matter Labs dijo: “Elastic Chain es una red infinitamente escalable compuesta por ZK Chain (acumulaciones, validiums y voliciones), que garantiza su seguridad a través de métodos de verificación matemática y logra una interoperabilidad perfecta bajo una experiencia de usuario unificada e intuitiva. Está diseñada para lograr la interoperabilidad. dentro del ecosistema ZKsync más fluido y eficiente".
2.1 Arquitectura de cadena elástica
Elastic Chain no depende completamente de la tecnología ZK, ni puede simplemente agregar "parches" a prueba de ZK a otros sistemas de cadenas múltiples que no sean ZK. En general, su red se implementa a través de tres componentes: ZK Router, ZK Gateway y ZK Chains.
1. Enrutador ZK:
Mecanismo de enrutamiento central: ZK Router es el principal componente de enrutamiento de la arquitectura ZKSync 3.0, responsable de gestionar y coordinar la comunicación y la transmisión de datos entre diferentes cadenas y nodos de la red.
Comunicación entre cadenas: utilizando protocolos eficientes de comunicación entre cadenas, ZK Router garantiza una transmisión de datos rápida y segura entre diferentes cadenas, mejorando la interoperabilidad y el rendimiento de la red en general.
2. Puerta de enlace ZK:
Nodos de entrada y salida: ZK Gateway sirve como nodo de entrada y salida de la red ZKSync 3.0, manejando la interacción entre cadenas de bloques externas (como la red principal de Ethereum) y la red ZKSync.
Puente de activos: Responsable del puente y transferencia de activos entre blockchains externas y la red ZKSync, garantizando el flujo seguro y eficiente de activos entre diferentes cadenas.
Agregación de transacciones: agregue las transacciones de los usuarios en lotes, luego genere pruebas de conocimiento cero y envíelas a cadenas de bloques externas para su verificación, lo que reduce la carga de datos en cadena y las tarifas de transacción.
Middleware: puede entenderse como el middleware implementado entre Ethereum y ZK Chains para lograr una interoperabilidad integral entre ZK Chains.
3. Cadenas ZK: garantice la validez y seguridad de las transacciones generando y verificando pruebas de conocimiento cero y enviando los resultados a ZK Router para su acumulación y coordinación. Están interconectados con contratos inteligentes L1 a través de ZK Gateway, son totalmente independientes, personalizables y se construyen utilizando ZK Stack.
Según ZKsync, Gateway es un componente clave de Elastic Chain, que permite una liquidación perfecta de ZK Chains a Ethereum. Al enviar pruebas y datos a Ethereum a través de Gateway, puede lograr las siguientes ventajas:
Síntesis de prueba entre lotes y entre cadenas: reducción de los costos de verificación L1.
Compresión delta con estado: comprime pequeños lotes de datos enviados a la puerta de enlace y los reenvía de manera eficiente en lotes grandes a L1.
Finalidad más rápida: valida las pruebas de la cadena y previene conflictos con puentes entre cadenas de baja latencia, mejorados mediante la participación de una gran cantidad de validadores. La cadena Z K no necesita confiar en otras cadenas.
Actividad: La actividad de cada cadena ZK es administrada de forma independiente por sus validadores; la puerta de enlace no afectará su actividad. La cadena es libre de abandonar la puerta de entrada.
Resistencia a la censura: las transacciones forzadas entre cadenas serán más baratas que las transacciones regulares resistentes a la censura L1, lo que facilitará su uso para todos los usuarios.
Las ZK Chains no necesitan utilizar ZK Gateway y pueden liquidarse directamente en Ethereum, eligiendo libremente abandonar la red ZK Gateway sin afectar la seguridad de su cadena. Pueden alternar entre usar ZK Gateway y establecerse directamente en Ethereum. ZK Gateway será operado por un grupo de validadores descentralizados y sin confianza para garantizar la resiliencia y confiabilidad de la red. Se requieren tokens ERC20 para participar en este proceso de verificación descentralizado. La gobernanza de la red ZKSync designará un token para este propósito (probablemente ZK Token).
A los validadores se les cobrará una tarifa puente y una tarifa por byte de datos delta estatales publicados en ZK Gateway. Esto incentiva a los validadores a unirse a ZK Gateway, ya que sus ingresos pueden aumentar exponencialmente a medida que aumenta el valor de las transacciones en cadena. Además, debido al servicio de recompresión proporcionado por los validadores, la liquidación de datos a través de ZK Gateway será más barata que la liquidación directamente en la red Ethereum, lo que probablemente sea la razón por la que la mayoría de las cadenas ZK pueden optar por unirse.
3、Polígono 2.0：Agglayer
Fuente de la imagen: Polygon Agglayer
3.1 El origen del diseño de Agglayer
Al igual que OP Stack y ZK Stack, las cadenas de bloques creadas con Polygon CDK se pueden integrar directamente en Agglayer, aprovechando sus servicios de seguridad y puentes unificados para lograr la interoperabilidad con otras cadenas de bloques. Esto forma la arquitectura central de Polygon 2.0.
La idea central de Agglayer proviene del diseño de secuenciación de validez compartida propuesto por Umbra Research. El diseño tiene como objetivo lograr la interoperabilidad atómica entre cadenas entre múltiples Optimistic Rollups. Al utilizar un secuenciador compartido, el sistema puede manejar de manera uniforme el orden de las transacciones y la publicación de la raíz del estado de múltiples paquetes acumulativos, lo que garantiza la atomicidad y la ejecución condicional.
Para lograrlo se requieren los siguientes tres elementos:
Secuenciador compartido: recibe y procesa solicitudes de transacciones entre cadenas.
Algoritmo de construcción de bloques: el secuenciador compartido es responsable de construir bloques que contienen operaciones entre cadenas y garantizar su atomicidad.
Prueba de fraude compartida: implemente un mecanismo de prueba de fraude compartido entre paquetes acumulativos relacionados para realizar operaciones entre cadenas.
Dado que los Rollups existentes ya tienen la capacidad de mensajería bidireccional entre la Capa 1 y la Capa 2, Umbra solo agregó un MintBurnSystemContract (Burn y Mint) para complementar estos tres componentes.
Proceso de trabajo:
Operación de grabación en la cadena A: puede ser invocada por cualquier contrato o cuenta externa y se registrará en burnTree después del éxito.
Operación Mint en la cadena B: después de una ejecución exitosa por parte del secuenciador, se registra en mintTree.
Invariantes y consistencia:
Consistencia de Merkle Roots: las Merkle Roots de burnTree en la cadena A y mintTree en la cadena B deben ser exactamente iguales para garantizar la consistencia y atomicidad de las operaciones entre cadenas.
Operación del sistema:
El secuenciador compartido es responsable de publicar los lotes de transacciones y las raíces estatales declaradas de ambos Rollups en Ethereum. Puede ser centralizado o descentralizado (como Metis). El secuenciador recibe transacciones y crea bloques para los Rollups A y B. Si la transacción en A interactúa exitosamente con MintBurnSystemContract, intentará ejecutar la transacción Mint correspondiente en B. Si la transacción Mint tiene éxito, incluye tanto la transacción Burn en A como la transacción Mint en B; si falla, excluye ambas transacciones;
3.2 Componentes principales de Agglayer:
En Agglayer de Polygon 2.0, Unified Bridge y Pessimistic Proofs son sus componentes principales.
1. Puente Unificado
Marco técnico:
Comunicación entre cadenas: el núcleo de Unified Bridge es lograr una comunicación perfecta entre diferentes cadenas y realizar la transferencia de datos y activos entre diferentes soluciones de Capa 2 y la red principal de Ethereum a través de protocolos de comunicación entre cadenas.
Agregación de liquidez: el puente agrega liquidez de diferentes soluciones Layer2, lo que permite a los usuarios transferir activos libremente entre cadenas sin preocuparse por la fragmentación de la liquidez.
Lógica de implementación:
Paso de mensajes: Unified Bridge implementa la comunicación entre cadenas a través de un mecanismo de paso de mensajes. El mensaje contiene información de transacción relevante y se pasa entre cadenas a través del protocolo de puente.
Bloqueo y liberación de activos: cuando un usuario bloquea un activo en una determinada cadena, Unified Bridge liberará activos de igual valor en la cadena de destino. Este proceso utiliza contratos inteligentes para garantizar la seguridad y la transparencia.
Protocolo de interoperabilidad: para garantizar la interoperabilidad entre diferentes cadenas, Unified Bridge utiliza un protocolo de interoperabilidad estandarizado. Estos protocolos definen cómo manejar transacciones entre cadenas, verificar la validez de las transacciones y resolver posibles conflictos.
Fuente: Blockchains agregadas: una nueva tesis
2. Pruebas pesimistas
Marco técnico:
Seguridad: La prueba pesimista es una medida de seguridad diseñada para evitar transacciones fraudulentas. Introduce pasos de verificación adicionales durante la verificación de la transacción para garantizar que todas las transacciones sean válidas.
Verificación retrasada: a diferencia de las pruebas optimistas, las pruebas pesimistas suponen que las transacciones pueden ser maliciosas y se verifican completamente antes de la confirmación.
Lógica de implementación:
Verificación preliminar: una vez enviada la transacción, el sistema realiza inmediatamente una verificación preliminar, incluida la verificación de la información básica de la transacción, la validez de la firma, etc.
Verificación en profundidad: después de pasar la verificación preliminar, la transacción ingresa a la etapa de verificación en profundidad y el sistema llama a una serie de contratos inteligentes para verificar la complejidad y los riesgos potenciales de la transacción.
Resolución de disputas: si se encuentra algún problema durante el proceso de verificación, el sistema activará el mecanismo de resolución de disputas. Esto permite a los usuarios y validadores presentar pruebas adicionales para resolver disputas y garantizar la validez final de las transacciones.
Agglayer proporciona un entorno blockchain altamente seguro, escalable e interoperable mediante la integración de Unified Bridge y Pessimistic Proofs. Estos componentes no solo mejoran la seguridad del sistema, sino que también simplifican las transacciones entre cadenas, lo que facilita a los usuarios la interacción entre cadenas. Para obtener más detalles, consulte el artículo anterior de YBB Capital "De la modularidad a la agregación: exploración del núcleo Agglayer de Polygon 2.0".
4. Optimismo: explicación de la supercadena
En 2023, Optimism tomó la iniciativa de ser pionero en el camino hacia la implementación con un solo clic. Su proyecto inicial fue OP Stack, que estableció estándares para redes unificadas. OP Stack es la plataforma de lanzamiento de Optimism Superchain, la solución de escalamiento de Ethereum y el centro para la interacción y transacciones entre todas las L2 creadas con OP Stack.
Optimism Superchain comparte una pila de desarrollo OP Stack, puentes, capas de comunicación y seguridad comunes, lo que garantiza que las cadenas individuales puedan coordinarse y operar como una unidad. Esta estructura se puede dividir en cinco capas diferentes, cada una con su propósito y funcionalidad específicos:
Capa de disponibilidad de datos: determina la fuente principal de entrada sin procesar a la cadena en función de la pila OP, principalmente a través de Ethereum DA.
Capa de pedido: controla cómo se recopilan y reenvían las transacciones de los usuarios, normalmente gestionadas por un único ordenante.
Capa derivada: procesa los datos originales en la entrada de la capa de ejecución, principalmente utilizando tecnología Rollup.
Capa de ejecución: Define la estructura de estado del sistema y las funciones de conversión, con la Máquina Virtual Ethereum (EVM) como módulo central.
Capa de liquidación: permite que las cadenas de bloques externas vean el estado válido de la cadena OP Stack a través de una verificación de fallas basada en pruebas.
En comparación con Elastic Chain y Agglayer, Optimism Superchain fue el primero en ingresar al mercado y ocupó una participación considerable. Vale la pena señalar que la Base lanzada en base a él representa una gran parte del gasto diario de gas, lo que refleja su alta actividad en la cadena.
Fuente: Dune Optimism - Datos en cadena de Superchain
5. Pensamientos subjetivos sobre la publicación de enlaces con un solo clic
5.1 Análisis de competencia de AggLayer, Superchain y Elastic Chain
(El contenido de esta sección representa únicamente las opiniones personales del autor).
Los tres planes de expansión anteriores continúan con sus respectivas narrativas de expansión Rollup. Desde la perspectiva de la madurez del mercado, OP Stack y Superchain tomaron la delantera en la ocupación del mercado, y Base es el representante más exitoso entre ellos.
AggLayer tiene la ventaja de la compatibilidad nativa y puede ejecutarse directamente en la red Ethereum existente sin modificaciones significativas en el protocolo subyacente. Esto lo hace más accesible para los usuarios y desarrolladores existentes de Ethereum. El desafío es garantizar la seguridad y confiabilidad del proceso de polimerización.
El juicio preliminar de Elastic Chain depende del desarrollo de la ecología de ZKsync y la construcción de la comunidad. Si ZKsync no puede desarrollarse, Elastic Chain puede enfrentar desafíos para atraer desarrolladores y mantener el entusiasmo de la comunidad, tanto desde la perspectiva del mercado como de la tecnología. OP, soy optimista sobre ZK a largo plazo.
Sin embargo, un problema inherente a estas tres soluciones es la naturaleza relativamente centralizada de Rollup. Recientemente, las soluciones de escalamiento basadas en Rollup han surgido como competidores potenciales. Mueve el secuenciador directamente a L1, el propio Ethereum, eliminando la necesidad de secuenciadores adicionales o pasos de verificación complejos para L2. Aunque existen algunos problemas potenciales con MEV, este enfoque de extensión más nativo merece atención para el desarrollo futuro.
Fuente: ZKsync - Introducción a Elastic Chain
5.2 Tendencias futuras e innovaciones de aplicaciones de Rollup
En general, con la promoción de la "publicación en cadena con un solo clic", el número de Rollup como principal solución de expansión para Ethereum seguirá aumentando. Incluso si el ecosistema de Bitcoin prospera en 2023, su expansión no nativa tomará prestados muchos conceptos de expansión de Ethereum. Cuando la innovación del mercado es limitada, la innovación y el impacto de las aplicaciones acumuladas pueden ser limitados.
Para cada cadena de VM, TVL es un indicador clave sin importar cómo cambie el mercado, por lo que las primeras aplicaciones pueden ser varios protocolos DeFi. Además, también pueden surgir el protocolo SocialFi y el mercado comercial NFT.
En otras áreas, DePIN puede tener dificultades para desarrollarse en Rollup y L1, y puede surgir un líder en Solana. Es más probable que el concepto RWA se desarrolle en L1, pero tiene menos confianza en Rollup. GameFi también aumentará, pero los juegos a gran escala solo tendrán una oportunidad en Rollup con GameFi como núcleo. Por lo tanto, la mayoría de las aplicaciones actualmente están relacionadas con DeFi.
Sin embargo, el efecto Matthew en la industria blockchain es obvio. Con el advenimiento de la era de las múltiples cadenas, los recursos se concentrarán en los proyectos principales, los fuertes se mantendrán fuertes y los débiles serán eliminados.
Enlace al texto original del informe de investigación de YBB Capital
