Giải thích kỹ thuật về Chainway: Dự án Bitcoin Lớp 2 diễn ra như thế nào

Tác giả: Shew & Faust, geek web3, cố vấn: Kevin He, người sáng lập cộng đồng BitVM Trung Quốc, cựu Web3 Tech Head@Huobi

Đường đua Bitcoin Lớp 2 hiện tại có thể nói là đang nở rộ, với nhiều giải pháp kỹ thuật khác nhau được tập hợp trong hệ sinh thái BTC. Do sự lặp lại nhanh chóng trong lĩnh vực blockchain, từ vựng hoặc tiêu chuẩn chuyên môn liên tục thay đổi trong quá trình nghiên cứu, đổi mới và triển khai kỹ thuật. Trong bối cảnh đó, nhiều dự án sẽ áp dụng phương pháp “tạo ra khái niệm”/”tạo ra khái niệm” để tạo sự khác biệt và chú ý, vốn đã trở thành quy luật bất thành văn trong ngành.

Ví dụ: nhiều dự án blockchain mô-đun ban đầu hoạt động trong hệ sinh thái Ethereum/Celestia cũng đã tận dụng gió đông để bắt chuyến tàu tốc hành "Bitcoin Lớp 2" và tự gọi mình là "Rollup", nhưng các giải pháp kỹ thuật của nó thường không đáp ứng được tiêu chuẩn của Rollup.

Tuy nhiên, những từ như "Cuộn lên" có mức độ nhận biết cao và sẽ có lợi hơn cho việc quảng bá dưới biểu ngữ "Cuộn lên". Nhiều bên dự án đang cố gắng hết sức (tự xưng là Tổng hợp) hoặc phân nhánh khái niệm Tổng hợp chính thống (thêm một thuộc tính không rõ ràng, chẳng hạn như Tổng hợp có chủ quyền).

Nhưng nếu lật lại vỏ bọc của "XX Rollup", bạn có thể thấy nguyên tắc hoạt động của nhiều dự án vẫn đơn giản là "xác minh khách hàng" hoặc "chuỗi bên", chỉ dựa vào việc quảng bá " XX Rollup" Khẩu hiệu là để thuận tiện cho bạn. Mặc dù phương pháp tuyên truyền này tương đối phổ biến nhưng nó thường gây hiểu lầm và mang lại nhiều tác hại hơn là có lợi cho quần chúng theo đuổi lẽ thật.

(Bản tóm tắt của Bộ trưởng Tuyên truyền Đức Quốc xã Goebbels về “tuyên truyền dối trá”, hành vi này phổ biến ở nhiều bên dự án)

Chúng ta nên xác định điều này như thế nào. Còn hành vi tương tự như “khái niệm cuộn lên”?

Có lẽ, bắt đầu từ những nguyên tắc đầu tiên và xác định các danh mục giải pháp, mức độ bảo mật và mức độ hoàn thiện về chức năng của các dự án Lớp 2 khác nhau dựa trên các tiêu chuẩn được phương Tây và thậm chí cả ngành công nhận rộng rãi, chúng ta có thể bắt đầu thấy những bông hoa nở rộ trong làn khói Cặp đôi "Kính vạn hoa Sharingan" lúc bấy giờ. Nói cách khác, kế hoạch nào được thông qua không phải là điều quan trọng nhất mà cốt lõi nằm ở việc liệu dự án có thể đảm bảo tính bảo mật và độ tin cậy của mạng Lớp 2 về mặt thiết kế cơ chế hay không và liệu nó có thực sự trao quyền cho mạng chính BTC hay không.

Tiếp theo, chúng tôi dự định sử dụng Chainway, một người nước ngoài, để làm điều này Bitcoin Lớp 2 được sử dụng như một trường hợp để phân tích bản chất của việc "xác minh khách hàng" ẩn sau khẩu hiệu "Cuộn lên" của một số dự án. Chúng ta có thể thấy rõ hơn sự khác biệt rõ ràng giữa "Tổng hợp có chủ quyền" và "Xác minh khách hàng" và ZK Rollup hoặc OP Rollup chính thống của ngành và các giải pháp Rollup khác dựa trên việc triển khai hợp đồng thông minh.

Tất nhiên, điều này không có nghĩa là Bản tổng hợp có chủ quyền hoặc xác minh phía khách hàng không an toàn và đáng tin cậy như ZK Rollup. Mọi thứ phụ thuộc vào chi tiết triển khai cụ thể của nó. Mặc dù Chainway là Lớp 2 điển hình được khách hàng xác minh, nhưng nó đề xuất sơ đồ giao dịch chống kiểm duyệt "được kích hoạt trong BTC + ngoài chuỗi được xác minh" và áp dụng Bằng chứng ZK đệ quy tương tự như chuỗi công khai MINA, đi trước hầu hết Lớp Bitcoin 2s. .

Chúng tôi tin rằng nghiên cứu kỹ thuật về Chainway khá có giá trị và có ý nghĩa tham khảo quan trọng đối với phần lớn những người quan sát Lớp 2 của Bitcoin.

(Hình ảnh quảng cáo của Chainway tự quảng cáo là ZK Rollup, nhưng giải pháp thực sự của nó là xác minh khách hàng. Hiện tại, nó vẫn chưa đạt được sự đồng thuận giữa các khách hàng ngoài chuỗi hoặc trao đổi tin nhắn đáng tin cậy)

Văn bản:Chainway là dự án Bitcoin Lớp 2 nổi tiếng trong cộng đồng phương Tây. Nhiều KOL trực tiếp gọi nó là "ZK Rollup" khi quảng bá nó và < strong>Trong tài liệu kỹ thuật của nó , Chainway tự định vị mình là một "tổng hợp có chủ quyền". Gần đây Chainway cũng đã công bố dự án mới Citrea, được tuyên bố là ZK Rollup dựa trên BitVM. Vì Citrea chưa giải thích chi tiết cách triển khai giải pháp xác minh ZK dựa trên BitVM nênbài viết này sẽ tập trung vào việc diễn giải kỹ thuật cho giải pháp hiện có của Chainway.

Chúng ta có thể tóm tắtGiải pháp kỹ thuật hiện đã công khai của Chainway trong một câu: xuất bản dữ liệu DA thông qua giao thức Ordinals, sử dụng BTC làm lớp DA,< /strong>Xuất bản chi tiết thay đổi trạng thái Khác biệt trạng thái + Bằng chứng ZK để chứng minh tính chính xác của các thay đổi trạng thái trong Lớp 1. Hiệu quả tương đương với việc xuất bản dữ liệu giao dịch hoàn chỉnh và có thể kiểm chứng.

(Khác biệt trạng thái là thay đổi trạng thái tài khoản)

Tuy nhiên, do Layer1 không trực tiếp xác minh ZK Proof nên công việc xác minh là được thực hiện bởi các khách hàng/nút độc lập ngoài chuỗi vàCơ sở mã hiện tại của Chainway không đạt được sự đồng thuận giữa các khách hàng độc lập ngoài chuỗi và quan chức này chưa tuyên bố sẽ giải quyết vấn đề này trên mạng xã hội. Vì vậy, giải pháp kỹ thuật hiện được Chainway công bố về cơ bản thuộc loại "xác minh phía khách hàng" và thậm chí còn giống giao thức chỉ mục ghi chú hỗ trợ tài sản bắc cầu hơn.

Phần sau đây chủ yếu sẽ giới thiệu cách triển khai kỹ thuật cụ thể của Chainway và phân tích mô hình bảo mật của nó.

Giới thiệu chủ quyền là gì: Lớp DA phát hành dữ liệu + xác minh ngoài chuỗi

Trong tài liệu kỹ thuật của Chainway, khái niệm tổng hợp chủ quyền của Celestia (tổng hợp có chủ quyền) được sử dụng . Và Sovereign Rollup thực sự rất khác với khái niệm Rollup chính thống (Rollup hợp đồng thông minh) trong cộng đồng Ethereum và thậm chí cả ngành. Vậy cấu trúc cụ thể của Rollup có chủ quyền là gì?

Trên thực tế, Tổng hợp có chủ quyền dựa trên Bitcoin có phần giống với - "một nhóm khách hàng/chuỗi bên ngoài chuỗi xuất bản dữ liệu DA trên chuỗi BTC". Tính năng lớn nhất của nó nghĩa là, Không cần hợp đồng thông minh trên Lớp 1 để xác minh hành vi chuyển đổi trạng thái/chuỗi chéo của Lớp 2. Về cơ bản, nó chỉ sử dụng BTC làm lớp DA và mô hình bảo mật rất gần với "xác thực phía khách hàng" ".

Tất nhiên, một số giải pháp tổng hợp có chủ quyền với mức độ bảo mật cao hơn sẽ dựa vào lớp thanh toán của bên thứ ba trong chuỗi BTC (tương tự như chuỗi bên) để hoàn tất xác minh chuyển đổi trạng thái, và Có một lớp đồng thuận hoặc nhắn tin đáng tin cậy giữa các máy khách/nút đầy đủ độc lập khác nhau để đạt được "thỏa thuận" về một số hành vi gây tranh cãi nhất định. Tuy nhiên, một số dự án Rollup có chủ quyền chỉ là "xác minh ứng dụng khách" đơn giản và không có sự truyền tải thông báo đáng tin cậy giữa các ứng dụng khách/nút độc lập.

Để hiểu rõ hơn về "Tổng hợp chủ quyền" Với khái niệm độc đáo này,chúng ta có thể so sánh các bản tổng hợp có chủ quyền với các bản tổng hợp hợp đồng thông minh tương ứng của chúng. Lớp 2 trên Ethereum về cơ bản là một bản tổng hợp hợp đồng thông minh, chẳng hạn như Arbitrum và StarkNet. Cấu trúc của hợp đồng thông minh Rollup có thể tham khảo hình sau:

Trong hình trên hình, chúng ta Bạn có thể thấy một số thuật ngữ trong bản tường thuật blockchain mô-đun, được giải thích như sau:

Lớp thực thi thực thi: Thực thi giao dịch của người dùng, cập nhật trạng thái blockchain, báo cáo cho lớp DA và giải quyết Dữ liệu gửi lớp

Lớp giải quyết dàn xếp: Xác minh các chuyển đổi trạng thái của lớp thực thi, giải quyết các tranh chấp (chẳng hạn như bằng chứng gian lận) và cung cấp các mô-đun cầu nối để xử lý nội dung cầu nối L1-L2< /p >

Lớp DA: Một bảng thông báo lớn nhận dữ liệu chuyển đổi trạng thái do lớp thực thi gửi và cung cấp dữ liệu này cho bất kỳ ai mà không cần tin cậy

Sự đồng thuận Đồng thuận lớp: Đảm bảo tính hữu hạn của việc đặt hàng giao dịch dường như tương đối gần với các chức năng của lớp DA (cách tiếp cận theo lớp của cộng đồng Ethereum đối với các chuỗi khối mô-đun không bao gồm lớp đồng thuận)

Từ Trong Kiến trúc Rollup hợp đồng thông minh, chúng ta thấy rằng ngoài lớp thực thi, các chức năng của ba lớp còn lại đều do Ethereum đảm nhận. Hình dưới đây cho thấy chi tiết hơn vai trò của Ethereum trong việc tổng hợp hợp đồng thông minh.

Hợp đồng Rollup trên Ethereum sẽ nhận được bằng chứng hợp lệ (bằng chứng hợp lệ) hoặc bằng chứng gian lận (bằng chứng gian lận) để xác minh tính hợp lệ của quá trình chuyển đổi trạng thái Lớp 2. Điều đáng nói là hợp đồng thông minh Rollup ở đây thực sự là thực thể lớp thanh toán trong chuỗi khối mô-đun. Hợp đồng lớp thanh toán thường chứa mô-đun bắc cầu, được sử dụng để xử lý các tài sản được bắc cầu từ Ethereum sang Lớp 2.

Đối với DA, hợp đồng lớp thanh toán có thể buộc trình sắp xếp thứ tự tải chi tiết thay đổi trạng thái/dữ liệu giao dịch mới nhất lên chuỗi. Nếu DA không được tải lên chuỗi, các bản ghi trên Rollup hợp đồng không thể được cập nhật suôn sẻ.Trạng thái L2.

(ZK Rollup hoặc OP Rollup có thể buộc dữ liệu DA được tải lên chuỗi. Nếu không có nó, trạng thái của bản ghi lớp giải quyết không thể được cập nhật)

Chúng tôi có thể thấy rằng việc triển khai hợp đồng thông minh phụ thuộc rất nhiều vào hợp đồng thông minh trên Lớp 1. Đối với Lớp 1 như BTC, vốn khó hỗ trợ logic kinh doanh phức tạp, về cơ bản là không thể xây dựng Lớp 2 được "liên kết" với Ethereum Rollup.

Giải pháp tổng hợp có chủ quyền không yêu cầu hợp đồng trên Lớp 1 phải thực hiện xác minh trạng thái/xử lý bắc cầu. Cấu trúc như bên dưới:

Chúng ta có thể thấy điều đó< mạnh >Trong tổng hợp chủ quyền, nhóm nút bên ngoài lớp DA đóng vai trò là thực thể cho các hoạt động thanh toán và thực hiện giao dịch và có mức độ tự do cao hơn. Quy trình làm việc cụ thể như sau:

Lớp thực thi chủ quyền Nút tổng hợp, gửi chi tiết thay đổi trạng thái/dữ liệu giao dịch đến lớp DA, trong khi lớp thanh toán/khách hàng quản lý để lấy dữ liệu và thực hiện công việc xác minh. Điều đáng lưu ý là Vì mô-đun lớp giải quyết không nằm trên Lớp 1 nên về mặt lý thuyết, việc tổng hợp chủ quyền không thể triển khai một cầu nối có cùng mức bảo mật như Lớp 1. Nó thường dựa vào cầu nối công chứng hoặc cầu nối thứ ba- cầu đảng.kế hoạch.

Hiện tại, có vẻ như việc triển khai giải pháp xác minh khách hàng/tổng ​​hợp có chủ quyền còn tương đối thấp, nó chỉ cần triển khai phát hành dữ liệu trên chuỗi BTC, sử dụng hình thức tương tự như giao thức Ordinals. Đối với xác minh ngoài chuỗi và đồng thuận ngoài chuỗi, có rất nhiều chỗ để chơi miễn phí.Thậm chí nhiều chuỗi bên về cơ bản cũng trở thành "tổng hợp chủ quyền dựa trên BTC" miễn là họ xuất bản dữ liệu DA lên BTC, nhưng chỉ có bảo mật cụ thể Nghi ngờ.

Nhưng vấn đề là Thông lượng dữ liệu của Bitcoin cực kỳ thấp. Mỗi khối có tối đa 4 MB và thời gian tạo khối trung bình là 10 phút. Đây là được chuyển đổi thành thông lượng dữ liệu, chỉ 6KB/s. Giải pháp Lớp 2 hiện tại tự gọi là Tổng hợp có chủ quyền có thể không xuất bản được tất cả dữ liệu DA trên chuỗi BTC và sẽ áp dụng các phương pháp thỏa hiệp khác: chẳng hạn như xuất bản dữ liệu DA ngoài chuỗi và lưu trữ dữ liệu DA datahash trong chuỗi BTC như một "cam kết". Hoặc tìm cách nén dữ liệu DA ở mức độ cao (chẳng hạn như State diff+ZK Proof mà Chainway tuyên bố sẽ sử dụng).

Nhưng rõ ràng mô hình này không đáp ứng được định nghĩa về "tổng hợp có chủ quyền" hoặc tổng hợp nghiêm trọng. Đây là một biến thể và tính bảo mật của nó vẫn còn là vấn đề cần bàn cãi. Chúng tôi dự đoán rằng trong tương lai, hầu hết các dự án Lớp 2 dưới biểu ngữ “Cuộn lên” sẽ không phát hành dữ liệu DA hoàn chỉnh cho chuỗi BTC.Vì vậy, các kế hoạch thực tế của họ rất có thể sẽ không nhất quán với tờ giấy trắng Các khẩu hiệu "ZK Rollup" và "OP Rollup" trên trang web không nhất quán.

Cuối cùng, chúng ta hãy tóm tắt ngắn gọn về Bản tổng hợp chủ quyền Sự khác biệt so với Hợp đồng thông minh Rollup:

Đầu tiên, khả năng nâng cấp. Việc lặp lại bản cập nhật của hợp đồng thông minh Rollup liên quan đến việc cập nhật các hợp đồng thông minh, yêu cầu nhóm phát triển sử dụng các hợp đồng có thể nâng cấp. Quyền nâng cấp của hợp đồng thông minh này thường được kiểm soát bởi nhóm phát triển Rollup bằng cách sử dụng đa chữ ký. Các quy tắc nâng cấp của tổng hợp có chủ quyền tương tự như các nhánh mềm và cứng của các chuỗi khối thông thường. Các nút có thể tự chọn phiên bản cập nhật và các khách hàng khác nhau có thể chọn có chấp nhận nâng cấp hay không. Từ quan điểm này, việc tổng hợp có chủ quyền vượt trội hơn so với việc tổng hợp hợp đồng thông minh.

Thứ hai, cây cầu. Cầu nối của hợp đồng thông minh Rollup phù hợp với việc giảm thiểu độ tin cậy trong các điều kiện lý tưởng, nhưng khả năng nâng cấp của hợp đồng sẽ ảnh hưởng đến tính bảo mật của hợp đồng. Theo sơ đồ Tổng hợp có chủ quyền, các nhà phát triển cần xây dựng các thành phần cầu nối theo chuỗi Lớp 1. Rất có thể, cây cầu được xây dựng sẽ không được tin cậy như cầu nối hợp đồng thông minh.

Cấu trúc DA BTC

Ở phần trên, chúng tôi đã đề cập rằng, Để triển khai tổng hợp chủ quyền dựa trên BTC, cốt lõi nằm ở việc sử dụng BTC làm lớp DA bằng giao thức Ordinals. Chainway sử dụng giải pháp này.

Chúng ta có thể quan sát quá trình gửi dữ liệu DA từ trình sắp xếp chuỗi Chainway và hàm băm giao dịch của nó là:

24add7cdcbffcda8d43509c8e27c5a72f4d39df1731be84bdba727cd83ae0000, Sơ đồ như sau:

Mã tập lệnh của giao dịch này dựa trên việc sử dụng OP_0 OP_IF trong Thông thường Giao thức triển khai dữ liệu Kế hoạch viết ghi dữ liệu DA của Rollup vào chuỗi BTC (thay đổi trạng thái xuất bản + Bằng chứng ZK tương đương với việc xuất bản dữ liệu giao dịch gốc về mặt bảo mật, nhưng kích thước dữ liệu có thể được nén rất nhiều).

Tất nhiên, ngoài dữ liệu DA, trình sắp xếp chuỗi còn ghi một số dữ liệu xác thực trong giao dịch. Điều quan trọng nhất là trình sắp xếp chuỗi Rollup sử dụng khóa riêng của nó để ký vào dữ liệu DA để đảm bảo rằng DA Việc gửi dữ liệu được gửi bởi người sắp xếp.

Ở đây, chúng tôi cũng cần lưu ý rằng đối với bất kỳ giao dịch nào liên quan đến việc gửi dữ liệu DA, có 16 số 0 nhị phân ở cuối hàm băm giao dịch (nghĩa là 2 byte liên tiếp đều là 0) . Trong mã, chúng ta có thể thấy hạn chế này:

Trước The Số ngẫu nhiên b715 trong sơ đồ giao dịch ví dụ là điều chỉnh giá trị băm của giao dịch này sao cho phần đuôi của nó mang một số 16 cụ thể. Nguyên tắc tương tự như việc cần thêm một số ngẫu nhiên nonce khi khai thác Bitcoin, sao cho hàm băm đầu tiên N bit đều bằng 0, đáp ứng các hạn chế cụ thể.

Thiết kế này nhằm đơn giản hóa khó khăn trong việc lấy dữ liệu DA. Khi bất kỳ nút nào trong Lớp 2 muốn lấy dữ liệu DA, nó chỉ cần quét khối BTC và tất cả kết thúc được đặt thành 16 0 giao dịchtương đương với các giao dịch được bắt đầu khi trình sắp xếp chuỗi Chainway gửi dữ liệu, phân biệt rõ ràng chúng với các giao dịch khác trên chuỗi Bitcoin. Sau đây, loại giao dịch chứa dữ liệu DA vàthỏa mãn 16 số 0 ở cuối được gọi là "giao dịch tiêu chuẩn Chainway".

Sau đó đến điểm được đề cập trong tiêu đề của bài viết này: Chainway đạt được khả năng chống kiểm duyệt như thế nào? Vì trình sắp xếp thứ tự Lớp 2 có thể cố tình từ chối yêu cầu giao dịch của người dùng nên chúng tôi phải sử dụng giải pháp đặc biệt để cho phép người dùng bắt đầu các giao dịch chống kiểm duyệt.

Đối mặt với vấn đề này, Chainway cho phép người dùng bắt đầu “giao dịch bắt buộc”, Giao dịch bắt buộc. Sau khi người dùng gửi báo cáo giao dịch này trong khối BTC, trình sắp xếp chuỗi Chainway phải xử lý yêu cầu giao dịch này ở Lớp 2, nếu không nó sẽ không thể tạo khối một cách bình thường hoặc khối sẽ không được khách hàng ngoài chuỗi nhận ra.

Cấu trúc tham số của giao dịch bắt buộc như sau:

Giao dịch này sẽ được gửi tới chuỗi Bitcoin dưới dạng "giao dịch đặc tả Chainway", với 16 số 0 ở cuối hàm băm giao dịch. Khi trình sắp xếp chuỗi ChainWay tạo khối L2, nó phải bao gồm "các giao dịch tiêu chuẩn Lớp 2" đã được tiết lộ trên chuỗi BTC nhưng không có trong sổ cái L2, và tóm tắt chúng thành Cây Merkle, với gốc Merkle Viết tiêu đề khối L2 của họ.

Sau khi người dùng bắt đầu giao dịch bắt buộc trực tiếp trên chuỗi BTC, trình sắp xếp thứ tự phải xử lý giao dịch đó, nếu không thì khối hợp lệ tiếp theo sẽ không thể được tạo. Ứng dụng Chainway trong chuỗi BTC trước tiên có thể xác minh chứng chỉ ZK để xác định tính hợp lệ của khối L2 do trình sắp xếp trình tự gửi, xác minh gốc Merkle của tiêu đề khối L2 và xác định xem trình sắp xếp có chứa giao dịch bắt buộc một cách trung thực hay không lời yêu cầu.

Để biết quy trình làm việc của nó, vui lòng tham khảo biểu đồ luồng sau. Lưu ý rằng do giới hạn về không gian, verify_relevant_tx_list trong hình bên dưới thiếu phán quyết có điều kiện: