Оптимистичные роллапы и их роль в сети Boba

Optimistic Rollups - это механизм масштабирования, который Boba Network использует для смягчения перегрузки Ethereum и других Layer-1 блокчейнов. В традиционной обработке транзакций на уровне Layer-1 каждая транзакция должна быть обработана по одной, в то время как Optimistic Rollups объединяют несколько транзакций для обработки вне цепи и затем пакетно отправляют результаты на Layer-1 блокчейн. Этот подход значительно снижает нагрузку на основную сеть и повышает эффективность обработки в сети.

Основной принцип оптимистичных роллапов заключается в предположении, что все транзакции являются действительными, если нет доказательств того, что они недействительны. Это отличается от других методов проверки, таких как роллапы с нулевым разглашением или ZK-роллапы, которые заранее проверяют каждую транзакцию. Хотя этот механизм может показаться нелогичным, предполагая, что транзакция действительна, Optimistic Rollups вводит период испытаний, в течение которого участники могут подвергать сомнению любые потенциально мошеннические транзакции с помощью процесса, называемого защитой от мошенничества. Как правило, этот период составляет до семи дней, и он обеспечивает доверие и безопасность системы, одновременно снижая накладные расходы ресурсов, необходимые для непрерывной проверки.

Boba Network использует эту модель для обработки вычислений вне цепи и увеличения пропускной способности транзакций, обеспечивая среду высокой масштабируемости для децентрализованных приложений (dApp). По сравнению с Layer-1, стоимость транзакций в Boba может быть снижена до 100 раз, а скорость обработки транзакций выше.

Optimistic Rollups также совместимы с существующими умными контрактами Ethereum, разработчикам достаточно сделать небольшие изменения, чтобы их приложения могли работать на Layer-2 Boba после переноса с Ethereum.

Аппаратные вычисления и пакетная обработка транзакций в сети Boba

Одной из ключевых характеристик решения Layer-2 (например, сети Boba) является его способность к вычислениям вне цепи (off-chain computation). Перенос части вычислительной работы на выполнение вне цепи позволяет существенно снизить нагрузку на основную сеть Ethereum. Эта особенность является одной из основных причин, по которой сети Boba и другие, использующие эти технологии, способны значительно снизить комиссию за газ и повысить скорость транзакций.

После того, как транзакции обрабатываются пакетно вне цепочки, Boba отправляет результаты пакетом на главную сеть Ethereum. Это не только уменьшает потребность в обработке каждой транзакции непосредственно на уровне Layer-1, но и значительно повышает эффективность всей сети. Именно благодаря этим механизмам Boba может предоставлять более эффективные и экономичные решения для децентрализованных приложений (dApp).

Принципы технологии сети Boba

• Оффчейн-обработка: На сети Boba Network большинство транзакций обрабатывается оффчейн. Подпись проверки, обновление переменных состояния и обработка логики транзакции осуществляются не на основной блокчейне, а оффчейн. Эти вычисления суммируются, и только затем окончательные результаты представляются в сети Ethereum, что обеспечивает масштабируемость сети и одновременно сохраняет низкие затраты.
• Механизм пакетной обработки: Boba использует пакетную обработку для увеличения эффективности подачи сделок. В отличие от поштучного подтверждения сделок в Ethereum, Boba агрегирует несколько сделок для обработки вне цепи, затем одновременно подает результаты пакетной обработки в Ethereum. Таким образом уменьшаются расходы на газ и увеличивается количество сделок, которые можно обработать в секунду.
• Генерация и проверка корня состояния: Когда результат пакета отправляется в Ethereum, генерируется корень после состояния, который представляет собой криптографическое хэш-значение, представляющее новое состояние системы после обработки пакета транзакций. Валидаторы на Ethereum могут подтвердить, что все транзакции в пакете были обработаны правильно, проверив этот корень состояния. Если валидатор обнаружит проблему, он может оспорить ее с помощью механизма защиты от мошенничества, чтобы обеспечить точность транзакции и безопасность системы.

Гибридный вычислитель™

HybridCompute - это инновационная технология от сети Boba, которая расширяет понятие внеблочных вычислений (off-chain computation), позволяя смарт-контрактам взаимодействовать с внеблочными данными и API. Эта функция поддерживает более сложные приложения, такие как выполнение алгоритмов машинного обучения вне блока, запускаемое событиями на блоке. Например, DeFi-приложение может получать реальные цены акций или другие финансовые данные через внешние API, выполнять сложные вычисления вне блока и возвращать результаты на блок.

В режиме HybridCompute децентрализованные приложения, развернутые на Boba, могут инициировать запросы, обрабатывать необходимые данные серверами вне сети и возвращать результаты в формате, совместимом с Ethereum. Затем эти результаты передаются обратно в смарт-контракт, что позволяет выполнять расширенные вычисления, избегая при этом нагрузки на блокчейн.

Эта способность является уникальной для сети BOBA и обеспечивает ей гибкость вычислений, которая редко встречается в других решениях Layer-2, что значительно расширяет потенциал разработки децентрализованных приложений.

Роль последователей и механизма доказательства мошенничества в обеспечении безопасности

В сети Boba Network Sequencer отвечает за сортировку транзакций, обеспечивая их правильную обработку в правильном порядке и обеспечивая быстрое подтверждение транзакций. Sequencer по сути работает как централизованное служба, однако он все еще подчиняется правилам и протоколам системы Layer-2. Хотя в настоящее время используется централизованный механизм, это временное явление, поскольку в конструкции системы уже учтен будущий режим управления, и Sequencer в конечном итоге будет управляться децентрализованным механизмом.

Эта архитектура учитывает текущие потребности в производительности и будущие децентрализованные цели. Даже во время существования централизованного Sequencer сеть Boba все равно обеспечивает безопасность транзакций с помощью механизма доказательства мошенничества (fraud proofs). Если обнаружатся незаконные или ошибочные транзакции, проверяющие могут подать доказательство мошенничества, оспаривая результаты обработки Sequencer, тем самым обеспечивая безопасность и доверие системы.

Принцип работы Sequencer:

1. Получение и обработка транзакций:
   Sequencer получает транзакции вне сети от пользователей и группирует эти транзакции в пакеты. Sequencer отвечает за то, чтобы эти транзакции были правильно упорядочены в соответствии со временем их получения.

2. Отправить на Ethereum и обеспечить окончательность:
   После завершения сортировки Sequencer отправляет пакет транзакций на Ethereum Layer-1, чтобы обеспечить окончательную надежность транзакций. Надежность означает, что транзакция считается неизменной, за исключением случаев, когда она может быть отменена через жесткое разделение.

3. Период проверки на мошенничество (Fraud-Proof Period):
   После подачи партии сделок обычно есть семидневный период подтверждения мошенничества, в течение которого любой человек может оспаривать действительность сделки.

4. Если обнаруживается вредоносная или недействительная транзакция, сторона, вызывающая сомнения, может представить доказательство мошенничества (fraud proof).

5. Доказательства мошенничества проверяют, соответствуют ли результаты результатам, представленным Sequencer, путем повторного выполнения спорной транзакции в основной сети Ethereum.
6. Если результат не соответствует, то недействительная транзакция будет отменена, и система вернется в предыдущее действительное состояние.
7. Откат и восстановление состояния:
   Если мошенничество оказывается правдой, система откатывает недействительную транзакцию и возвращается к предыдущему действительному состоянию.

Механизм выхода из сети Boba: стандартный выход и быстрый мост

В рамках решения Layer-2 одной из основных проблем является обеспечение эффективного механизма вывода средств, чтобы пользователи могли вернуть средства с Layer-2 на Layer-1. Boba Network использует два основных метода для обработки этого процесса: стандартный выход и быстрый мост (fast-exit bridge).

Стандартный выход (Standard Exit)

Во время стандартного процесса выхода, когда пользователь хочет вывести активы из Boba обратно в Ethereum, ему необходимо инициировать запрос на вывод средств. Однако из-за семидневного периода защиты от мошенничества пользователи должны ждать весь цикл, прежде чем активы можно будет перевести обратно на уровень 1. Эта задержка обеспечивает достаточное время для обнаружения и устранения любого мошенничества в пакете транзакций.

Внимание:Этот способ вывода является типичным для большинства систем Optimistic Rollup. Несмотря на то, что он гарантирует безопасность транзакций, он может быть неудобным для пользователей, которым требуется немедленный доступ к средствам.

Быстрый выходной мост (Fast-Exit Bridge)

Для решения проблемы задержки стандартного выхода Boba представляет быстрый мост выхода (fast-exit bridge), который позволяет пользователям обойти семидневный период ожидания и мгновенно получить средства от поставщика ликвидности.

Принцип работы:

• Поставщики ликвидности предоставляют пользователю предварительное финансирование его активов, позволяя ему мгновенно снять средства с Layer-2.
• В знак благодарности поставщику ликвидности будет взиматься небольшая комиссия, и после завершения периода подтверждения мошенничества и окончательного подтверждения вывода на Layer-1 произойдет возврат средств.
• Во время этого периода поставщики ликвидности несут определенные риски, и если обнаруживается мошенническая сделка, это может привести к проблемам с предварительным финансированием.
  Этот метод значительно улучшает пользовательский опыт, предоставляя пользователям практически мгновенный доступ к средствам, обеспечивая при этом безопасность и эффективность системы.

ZK-Rollups и боковые цепочки (Sidechains)
Хотя Оптимистичные Rollups являются основным технологическим компонентом сети Boba, сравнение с другими решениями Layer-2 (такими как ZK-Rollups и сайдчейны) также очень важно.

ZK-Rollups
ZK-Rollups и Optimistic Rollups имеют фундаментальное различие в способе проверки транзакций. ZK-Rollups не предполагают, что все транзакции действительны, а вместо этого они проверяют действительность каждой транзакции, генерируя нулевые доказательства знаний (zero-knowledge proofs), и завершают эту проверку перед ее представлением на Layer-1. Таким образом, этот метод исключает необходимость в периоде доказательства мошенничества (fraud-proof) и позволяет подтверждать транзакции быстрее. Однако ZK-Rollups требуют более высоких вычислительных затрат, поскольку генерация этих криптографических доказательств требует значительных вычислительных ресурсов.

Несмотря на то, что у ZK-Rollups есть преимущества в области конфиденциальности и скорости подтверждения транзакций, они обычно более сложны и менее гибки, чем Optimistic Rollups, особенно для разработчиков, которые хотят перенести свое приложение Ethereum на Layer-2, что представляет определенные трудности.

боковая цепь
Сайдчейн - это сеть, работающая как отдельная блокчейн, параллельно с сетью уровня 1, такой как Ethereum. В отличие от Rollups, сайдчейны используют собственный механизм согласия и проверяющих, что означает, что они не наследуют безопасности Ethereum. Хотя сайдчейны могут обеспечивать высокую пропускную способность и низкие транзакционные издержки, существуют значительные компромиссы в области безопасности. Если набор проверяющих сайдчейна подвергнется атаке, вся сайдчейн-система будет под угрозой; в то время как Rollups, такие как Boba, зависят от окончательности Ethereum и доказательств обмана для обеспечения безопасности.

Boba Network через оптимистичные скрупулы реализовал тщательно разработанное решение для масштабирования Layer-2. Это позволяет снизить вычислительную нагрузку Ethereum, предполагая, что сделки действительны, сохраняя децентрализацию и безопасность.

Особенности

• Обработка транзакций: Оптимистичные роллапы обрабатывают несколько транзакций вне цепи, а затем упаковывают их и отправляют на уровень 1, тем самым снижая нагрузку на Ethereum.
• Предположение об эффективности: система предполагает, что сделки являются действительными, если не доказано обратное, что отличается от метода ZK-Rollups, который требует предварительной проверки каждой сделки.
• Механизм доказательства мошенничества: семидневный период доказательства мошенничества позволяет участникам оспаривать подозрительные сделки, обеспечивая тем самым безопасность и снижая бремя проверки.
• Особенности HybridCompute: HybridCompute Boba позволяет dApp использовать внеблокчейн данные и API для выполнения сложных вычислений без нагрузки на блокчейн.
• Механизм вывода активов: Boba предоставляет стандартную и быструю опцию вывода, что упрощает пользователям вывод активов с Layer-2 на Layer-1, увеличивает ликвидность и оптимизирует пользовательский опыт.