Vitalikning uzoq maqolasi: EVM Validiumlarning chiqish o‘yini va Plasma qaytishi

Plasma bizga ma'lumotlarning mavjudligi muammosini butunlay chetlab o'tish imkonini berdi va tranzaksiya to'lovlarini sezilarli darajada kamaytirdi.

Muallif: Vitalik Buterin

Tarjima: jk, Odaily

 

Plasma bu blokcheyn kengaytma yechimlari toifasiga kiradi, u barcha ma'lumotlar va hisob-kitoblarni (depozitlar, yechib olishlar va Merkle ildizidan tashqari) off-chain saqlashga imkon beradi. Bu, on-chain ma'lumotlarning mavjudligi cheklovlarisiz ulkan kengayuvchanlikka yo'l ochadi. Plasma birinchi marta 2017-yilda taklif qilingan va 2018-yilda bir necha bor takomillashtirilgan, xususan, Minimal Ishlashi Mumkin Plasma, Plasma Cash, Plasma Cashflow va Plasma Prime. Afsuski, (i) mijozlar uchun katta hajmdagi ma'lumotlarni saqlash xarajatlari va (ii) Plasma'ning asosiy cheklovlari uni to'lovlardan tashqari ilovalarga kengaytirishni qiyinlashtirgani sababli, Plasma asosan rollup'lar bilan almashtirildi.

 

Validlik isboti (shuningdek, ZK-SNARKs deb ham ataladi) paydo bo'lishi bu qarorni qayta ko'rib chiqish uchun sabab bo'ldi. Plasma'ni to'lovlar sohasida ishlatishda eng katta muammo — mijozlar ma'lumotlarini saqlash — validlik isbotlari yordamida samarali hal qilinishi mumkin. Bundan tashqari, validlik isbotlari bizga EVM ishlaydigan Plasma turidagi zanjirlarni yaratish uchun bir qator vositalarni taqdim etadi. Plasma'ning xavfsizlik kafolatlari barcha foydalanuvchilarni qamrab olmaydi, chunki Plasma uslubidagi chiqish o'yinlarini ko'plab murakkab ilovalarga kengaytirishning asosiy sababi hanuz mavjud. Biroq, amalda juda katta miqdordagi aktivlarni xavfsiz saqlash mumkin.

 

Quyida men Plasma buni qanday amalga oshirishi haqida batafsil ma'lumot beraman.

 

Umumiy ko‘rinish: Plasma qanday ishlaydi

Eng oddiy Plasma versiyasini tushunish uchun Plasma Cash'ni ko'rib chiqamiz. Plasma Cash har bir tokenni alohida NFT sifatida ko'rib chiqadi va har bir token uchun alohida tarixni kuzatadi. Plasma zanjirida operator bo'ladi, u bloklarni yaratadi va muntazam ravishda e'lon qiladi. Har bir blokdagi tranzaksiyalar siyrak Merkle daraxti sifatida saqlanadi: agar tranzaksiya token k'ning egaligini o'tkazsa, u daraxtning k pozitsiyasida paydo bo'ladi. Plasma zanjiri operatori yangi blok yaratganda, Merkle daraxtining ildizini zanjirga joylaydi va foydalanuvchilarga o'zlariga tegishli tokenlarga mos keluvchi Merkle tarmoqlarini to'g'ridan-to'g'ri yuboradi.

 

 

Faraz qilaylik, bu Plasma Cash zanjiridagi oxirgi uchta tranzaksiya daraxti. Demak, agar oldingi barcha daraxtlar haqiqiy bo'lsa, hozirda Eve 1-token, David 4-token, George esa 6-token egasi ekanini bilamiz.

 

Har qanday Plasma tizimidagi asosiy xavf operatorning noto'g'ri harakatlaridir. Bu ikki yo'l bilan sodir bo'lishi mumkin:

 

1. Noto'g'ri blokni e'lon qilish (masalan, operator Fred token 1-ni Hermione'ga o'tkazgan tranzaksiyani kiritadi, garchi Fred o'sha paytda bu token egasi bo'lmasa ham);

 

2. Mavjud bo'lmagan blokni e'lon qilish (masalan, operator Bob'ga uning Merkle tarmoqlaridan birini yubormaydi va natijada Bob o'z tokenining haqiqiy va sarflanmaganligini boshqalarga isbotlay olmaydi).

 

Agar operatorning harakati foydalanuvchi aktivlariga taalluqli bo'lsa, foydalanuvchi zudlik bilan chiqishi (aniqrog'i, 7 kun ichida) kerak. Foydalanuvchi ("chiqayotgan") chiqishda, u tokenni oldingi egasidan o'ziga o'tkazilgan tranzaksiyani isbotlovchi Merkle tarmog'ini taqdim etadi. Bu 7 kunlik chaqiriq davrini boshlaydi, shu vaqt ichida boshqalar quyidagi uchta Merkle isbotidan birini taqdim etish orqali chiqishni rad etishi mumkin:

 

1. Eng so‘nggi egasi emas: chiqayotgan foydalanuvchi tomonidan imzolangan keyingi tranzaksiya, unda token boshqasiga o'tkazilgan;

 

2. Ikkilamchi to‘lov: token oldingi egasidan boshqa birovga o'tkazilgan tranzaksiya, bu tranzaksiya chiqayotgan foydalanuvchiga o'tkazilishidan oldin kiritilgan;

 

3. Noto‘g‘ri tarix: so‘nggi 7 kun ichida token o'tkazilgan, lekin mos keluvchi sarf yo‘q. Chiqayotgan foydalanuvchi mos keluvchi sarfni taqdim etib javob bera oladi; agar bunday qilmasa, chiqish muvaffaqiyatsiz bo'ladi.

 

 

Ushbu qoidalarga ko'ra, token k egasi bo'lgan har qanday kishi, so'nggi bir hafta ichida barcha tarixiy daraxtlardagi k pozitsiyasidagi barcha Merkle tarmoqlarini ko'rishi kerak, shunda u haqiqatan ham token k egasi va uni chiqarib olishi mumkinligiga ishonch hosil qiladi. Ular aktivlarni o'tkazish bo'yicha barcha tarmoqlarni saqlashi kerak, shunda chaqiriqlarga javob bera oladi va tokenlarini xavfsiz chiqarib oladi.

 

Almashtiriladigan tokenlarga kengaytirish

Yuqoridagi dizayn NFT'lar uchun mos keladi. Biroq, NFT'larga qaraganda ko'proq ishlatiladigan tokenlar almashtiriladigan tokenlar, masalan, ETH va USDC. Plasma Cash'ni almashtiriladigan tokenlarga qo'llashning bir usuli har bir kichik nominal tokenni (masalan, 0.01 ETH) alohida NFT sifatida ko'rib chiqishdir. Afsuski, agar shunday qilsak, chiqish uchun gaz to'lovlari juda yuqori bo'ladi.

 

Bitta yechim — ko'plab qo'shni tokenlarni bir birlik sifatida optimallashtirib, bir martada o'tkazish yoki chiqarib olish. Buni ikki usulda amalga oshirish mumkin:

 

1. Deyarli asl Plasma Cash'dan foydalanish, lekin ko'plab obyektlar uchun Merkle daraxtini tez hisoblash uchun murakkab algoritmlardan foydalanish, agar ko'plab qo'shni obyektlar bir xil bo'lsa. Bu kutilganidek qiyin emas; bu yerda Python implementatsiyasini ko'rishingiz mumkin.

 

2. Plasma Cashflow'dan foydalanish, u ko'plab qo'shni tokenlarni bitta obyekt sifatida ifodalaydi.

 

Biroq, bu ikki usul ham fragmentatsiya muammosiga duch keladi: agar siz yuzlab odamdan har biridan 0.001 ETH qabul qilsangiz, daraxtning ko'plab joylarida 0.001 ETH bo'ladi va bu ETH'ni haqiqiy chiqarib olish uchun ko'plab alohida chiqishlarni yuborish kerak bo'ladi, bu esa gaz to'lovlarini juda yuqori qiladi. Fragmentatsiyani bartaraf etish protokollari ishlab chiqilgan, lekin ularni amalga oshirish ancha murakkab.

 

Boshqa usul — tizimni qayta loyihalash va an'anaviy "sarflanmagan tranzaksiya chiqishi" (UTXO) modelini ko'rib chiqish. Siz tokenni chiqarib olayotganda, so'nggi bir hafta ichidagi token tarixini taqdim etishingiz kerak, har kim ushbu tarixdagi tokenlar allaqachon chiqarib olinganini isbotlab, chiqishingizga qarshi chiqishi mumkin.

 

 

O'ng pastdagi 0.2 ETH UTXO'ni chiqarib olish, uning tarixidagi istalgan UTXO chiqarib olinganini ko'rsatish orqali bekor qilinishi mumkin, bu rasmda yashil rangda ko'rsatilgan. Ayniqsa, o'rta chap va past chapdagi UTXO'lar ajdodlar hisoblanadi, lekin yuqori chapdagi UTXO emas. Bu usul 2013-yillardagi rangli token protokollaridagi ketma-ketlik asosidagi bo'yalgan token g'oyasiga o'xshaydi.

 

Buni amalga oshirish uchun bir nechta texnikalar mavjud. Har doim maqsad — tarixda turli nuqtalarda "bir xil token" tushunchasini kuzatib borish, shunda "bir xil token" ikki marta chiqarib olinmasin.

 

EVM'ga kengaytirishdagi muammolar

Afsuski, buni to‘lovlardan tashqari EVM'ga kengaytirish ancha qiyin. Asosiy muammo shundaki, EVM'dagi ko'plab holat obyektlarining aniq "egasi" yo'q. Plasma xavfsizligi har bir obyektning egasi bo'lishiga tayanadi, bu egasi zanjir ma'lumotlarining mavjudligini kuzatib boradi va muammo yuzaga kelganda obyektni chiqarib oladi. Biroq, ko'plab Ethereum ilovalari bunday ishlamaydi. Masalan, Uniswap likvidlik havzalarining yagona egasi yo'q.

 

Yana bir muammo — EVM bog'liqliklarni cheklashga harakat qilmaydi. N-blokda A hisobidagi ETH N-1 blokdagi istalgan joydan kelgan bo'lishi mumkin. Bir xil holatni chiqarib olish uchun, EVM Plasma zanjiri chiqish o'yiniga ega bo'lishi kerak, va ekstremal holatda, N-blok ma'lumotidan chiqishni xohlagan kishi butun N-blok holatini zanjirga joylash uchun to'lov qilishi kerak bo'ladi: bu narx millionlab dollarga yetishi mumkin. UTXO asosidagi Plasma sxemalarida bu muammo yo'q: har bir foydalanuvchi o'zida ma'lumot bo'lgan eng so'nggi blokdan aktivini chiqarib olishi mumkin.

 

Uchinchi muammo — EVM'dagi cheksiz bog'liqliklar validlikni isbotlash uchun bir xil rag'batlarni yaratishni qiyinlashtiradi. Har qanday holatning haqiqiyligi boshqa hamma narsaga bog'liq, shuning uchun biror narsani isbotlash uchun hammasini isbotlash kerak. Bunday sharoitda, ma'lumotlarning mavjudligi muammosi sababli, muvaffaqiyatsizlikni rag'batlantirishga moslashtirish odatda mumkin emas. Ayniqsa, biz UTXO asosidagi tizimlarda mavjud bo'lgan kafolatni yo'qotamiz: obyekt holati egasi roziligi bo'lmasa o'zgarmaydi. Bu kafolat juda foydali, chunki egasi har doim o'z aktivining eng so'nggi isbotlanadigan holatini biladi va chiqish o'yinini soddalashtiradi. Bu bo'lmasa, chiqish o'yinini yaratish ancha qiyinlashadi.

 

Validlik isbotlari bu muammolarni qanday yumshilatadi

Validlik isbotlarining eng asosiy roli — har bir Plasma blokining haqiqiyligini zanjirda isbotlash. Bu dizayn imkoniyatlarini sezilarli darajada soddalashtiradi: endi biz faqat operatorning mavjud bo'lmagan blok hujumidan xavotirlanamiz, noto'g'ri blokdan emas. Masalan, Plasma Cash'da bu tarixiy chaqiriqlardan xavotirni yo'qotadi. Bu foydalanuvchi yuklab olishi kerak bo'lgan holatni qisqartiradi: har bir blokning bir tarmog'idan har bir aktiv uchun bitta tarmoqqa.

 

Bundan tashqari, eng so'nggi holatdan chiqarib olish (operator halol bo'lgan odatiy holatda, barcha chiqarib olishlar eng so'nggi holatdan bo'ladi) eng so'nggi egasi bo'lmagan chaqiriqlarga duch kelmaydi, shuning uchun validlik isbotli Plasma zanjirida bunday chiqarib olishlar umuman chaqiriqqa duch kelmaydi. Bu shuni anglatadiki, odatiy holatda, yechib olish darhol amalga oshirilishi mumkin.

 

EVM'ga kengaytirish: Parallel UTXO grafigi

EVM holatida validlik isbotlari yana bir aqlli narsa qilish imkonini beradi: ular ETH va ERC 20 tokenlar uchun parallel UTXO grafigini amalga oshirish va SNARK yordamida UTXO grafigi bilan EVM holati o'rtasidagi ekvivalentlikni isbotlash uchun ishlatilishi mumkin. Buni qo'lga kiritganingizdan so'ng, siz UTXO grafigida "oddiy" Plasma tizimini amalga oshirishingiz mumkin.

 

 

Bu bizga EVM'dagi ko'plab murakkabliklarni chetlab o'tish imkonini beradi. Masalan, hisobga asoslangan tizimda kimdir sizning roziligingizsiz hisobingizni tahrirlashi mumkin (token yuborib, balansni oshiradi), lekin bu muhim emas, chunki Plasma qurilishi EVM holatining o'zida emas, balki EVM bilan parallel UTXO holatida amalga oshiriladi, siz olgan har bir token mustaqil obyekt bo'ladi.

 

EVM'ga kengaytirish: To‘liq holat chiqishi

"Plasma EVM" yaratish uchun allaqachon oddiyroq sxemalar taklif qilingan, masalan, Plasma Free va undan oldingi 2019-yildagi maqola. Bu sxemalarda har kim L1'da xabar yuborishi mumkin, operatorni tranzaksiyani kiritishga yoki ma'lum holat tarmog'ini mavjud qilishga majbur qiladi. Agar operator buni bajara olmasa, zanjir bloklarni orqaga qaytara boshlaydi. Kimdir butun holatning to'liq nusxasini yoki foydalanuvchilar yo'qolgan deb belgilagan barcha ma'lumotlarni joylashtirgandan so'ng, zanjir orqaga qaytishni to'xtatadi. Yechib olish uchun mukofot e'lon qilinishi mumkin, bu kimdir katta hajmdagi ma'lumotlarni joylashtirish uchun foydalanuvchi ulushining gaz to'lovini to'laydi.

 

Bunday sxemalarning kamchiligi shundaki, ular odatiy holatda darhol yechib olishga imkon bermaydi, chunki har doim eng so'nggi holatni orqaga qaytarish ehtimoli bor.

 

EVM Plasma sxemalarining cheklovlari

Bunday sxemalar kuchli, lekin barcha foydalanuvchilarga to'liq xavfsizlik kafolatini bera olmaydi. Ularning eng aniq muvaffaqiyatsizlik holati — ma'lum holat obyektlarining aniq iqtisodiy "egasi" yo'q bo'lgan holatlar.

 

Keling, CDP (garovga qo'yilgan qarz pozitsiyasi) misolini ko'rib chiqamiz, bu aqlli kontrakt, unda foydalanuvchi tokenlarni bloklaydi va faqat qarzini to'lagandan so'ng chiqarib olishi mumkin. Faraz qilaylik, foydalanuvchi CDP'ga 1 ETH (maqola yozilayotgan paytda taxminan 2000 AQSH dollari) blokladi va 1000 DAI qarzi bor. Endi Plasma zanjiri bloklarni chiqarishni to'xtatadi, foydalanuvchi esa chiqmaydi. Foydalanuvchi shunchaki hech qachon chiqmasligi mumkin. Endi foydalanuvchi bepul opsiyaga ega: agar ETH narxi 1000 dollardan pastga tushsa, ular CDP'dan voz kechadi, agar ETH narxi 1000 dollardan yuqorida qolsa, oxir-oqibat uni talab qiladi. O'rtacha, bunday yovuz foydalanuvchi bundan foyda ko'radi.

 

Yana bir misol — maxfiylik tizimlari, masalan, Tornado Cash yoki Privacy Pools. Keling, besh depozitordan iborat maxfiylik tizimini ko'rib chiqamiz:

 

 

Maxfiylik tizimidagi ZK-SNARKs tizimga kirgan token egasi bilan tizimdan chiqqan token egasi o'rtasidagi bog'liqlikni yashiradi.

 

Faraz qilaylik, faqat to'q sariq rangli foydalanuvchi yechib oldi va shu paytda Plasma zanjiri operatori ma'lumotlarni chiqarishni to'xtatdi. Faraz qilaylik, biz ilg'or birinchi kirgan birinchi chiqadi qoidasi bilan UTXO grafigi usulidan foydalanamiz, shuning uchun har bir token pastidagi token bilan mos keladi. Demak, to'q sariq foydalanuvchi o'zining aralashishdan oldingi va keyingi tokenlarini chiqarib olishi mumkin, tizim buni ikkita mustaqil token sifatida ko'radi. Agar ko'k foydalanuvchi aralashishdan oldingi tokenini chiqarib olishga harakat qilsa, to'q sariq foydalanuvchining yangilangan holati uni almashtiradi; shu bilan birga, ko'k foydalanuvchi aralashishdan keyingi tokenini chiqarib olish uchun ma'lumotga ega bo'lmaydi.

 

Agar siz qolgan to'rt depozitorga maxfiylik kontraktining o'zini chiqarib olishga ruxsat bersangiz (bu depozitlarni almashtiradi), so'ngra L1'da tokenlarni chiqarib olish mumkin, bu muammo hal bo'ladi. Biroq, bunday mexanizmni amalda joriy qilish uchun maxfiylik tizimi ishlab chiquvchilari qo'shimcha harakat qilishi kerak.

 

Maxfiylik muammosini hal qilishning boshqa usullari ham bor, masalan, Intmax usuli, u bir necha baytni rollup uslubida zanjirga joylashtirish va Plasma uslubidagi operator orqali foydalanuvchilar o'rtasida ma'lumot uzatishni o'z ichiga oladi.

 

Uniswap LP pozitsiyalarida ham shunga o'xshash muammo bor: agar siz Uniswap pozitsiyasida USDC bilan ETH sotgan bo'lsangiz, tranzaksiya oldidan USDC va tranzaksiya keyin ETH'ni chiqarib olishga harakat qilishingiz mumkin. Agar siz Plasma zanjiri operatori bilan til biriktirsangiz, likvidlik ta'minlovchilari va boshqa foydalanuvchilar tranzaksiya keyingi holatga kira olmaydi, shuning uchun ular tranzaksiya keyingi USDC'ni chiqarib ololmaydi. Bunday holatlarning oldini olish uchun maxsus mantiq kerak.

 

Xulosa

2023-yilga kelib ham, Plasma hanuz past baholangan dizayn hisoblanadi. Rollup'lar hali ham oltin standart bo'lib, tengsiz xavfsizlik xususiyatlariga ega. Bu, ayniqsa, ishlab chiquvchilar tajribasi nuqtai nazaridan shunday: ilova ishlab chiquvchisi hatto ilovasidagi egalik grafigi va rag'bat oqimlari haqida o'ylashga hojat yo'qligi oddiyligi bilan hech narsa tenglasha olmaydi.

 

Biroq, Plasma bizga ma'lumotlarning mavjudligi muammosini butunlay chetlab o'tish imkonini beradi va tranzaksiya to'lovlarini sezilarli darajada kamaytiradi. Aslida validium bo'lishi mumkin bo'lgan zanjirlar uchun Plasma katta xavfsizlik yangilanishi bo'lishi mumkin. ZK-EVM'lar nihoyat shu yili amalga oshdi, bu esa ushbu dizayn maydonini qayta o'rganish va ishlab chiquvchilar tajribasini soddalashtirish hamda foydalanuvchi mablag'larini himoya qilish uchun samaraliroq qurilishlarni taklif qilish uchun ajoyib imkoniyat yaratdi.

Karl Floersch, Georgios Konstantopoulos va Martin Koppelmann'ga fikr-mulohaza, ko'rib chiqish va muhokamalar uchun alohida minnatdorchilik bildiraman.