Wie verarbeiten Layer 2 Rollups Smart Contract -Transaktionen?

Verständnis von Layer 2 -Rollups und ihre Rolle in Blockchain

Layer 2 -Rollups sind eine Kategorie von Skalierungslösungen, die den Durchsatz und die Effizienz von Blockchain -Netzwerken, insbesondere Ethereum, verbessern sollen. Diese Rollups arbeiten durch Verarbeitung von Transaktionen aus der Hauptkette (Schicht 1), dann die Abschluss der Endergebnisse an das Mainnet. Dieser Mechanismus reduziert die Stauung des primären Netzwerks erheblich, während die Sicherheitsgarantien der zugrunde liegenden Blockchain beibehalten werden.

Es gibt zwei primäre Arten von Schicht-2-Rollups: optimistische Rollups und ZK-Rollups . Jedes hat unterschiedliche Mechanismen für die Behandlung intelligenter Vertragsausführung , aber beide teilen das Ziel, die Gaskosten zu senken und die Transaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen, ohne die Dezentralisierung oder Sicherheit zu beeinträchtigen.

Smart Contract Execution in optimistischen Rollups

Bei optimistischen Rollups werden intelligente Verträge unter der Annahme ausgeführt, dass alle Transaktionen gültig sind, sofern dies nicht angefochten wird. Das System wird als "optimistisch" bezeichnet, da es von Validatoren ein gutes Verhalten annimmt, es sei denn, während einer Streitperiode wird etwas anderes nachgewiesen.

• Ein Benutzer gibt eine Transaktion ein, um mit einem intelligenten Vertrag zu interagieren.
• Die Transaktion wird von einem Sequenzer außerhalb des Kettens verarbeitet, der mehrere Transaktionen in eine Stapel aggregiert.
• Der Sequenzer berechnet das neue Statuswurzel und legt es zusammen mit den Transaktionsdaten an das Ethereum -Mainnet .
• Während der Herausforderungsphase (in der Regel rund eine Woche) kann jeder Validator einen Betrugsnachweis einreichen, wenn er eine ungültige Transaktion erfasst.
• Wenn ein Betrugsnachweis validiert wird, wird die falsche Charge zurückgerollt und der böswillige Schauspieler bestraft.

Dieser Ansatz ermöglicht es, eine komplexe Smart-Contract-Logik abseits der Kette zu behandeln und die Gasgebühren drastisch zu senken und gleichzeitig die Integrität der Ethereum Virtual Machine (EVM) zu erhalten.

Smart Contract Execution in ZK-Rollups

ZK-Rollups , die für Rollups von Null-Wissens-Rollups kurz sind, verwenden kryptografische Beweise, um Transaktionen zu validieren, bevor sie der Hauptkette übermittelt werden. Im Gegensatz zu optimistischen Rollups verlassen sie sich nicht auf eine Herausforderungsphase. Stattdessen verfügt jede Charge mit einem Gültigkeitsbeweis, der als ZK-Snark (null-kenner-prägnantes nicht-interaktives Wissensargument) oder ZK-Stark bekannt ist.

So werden intelligente Verträge verarbeitet:

• Transaktionen werden von einem Prover-Knoten sammelt und außerhalb des Kettens ausgeführt.
• Der Prover generiert einen Null-Wissen-Beweis , der die Richtigkeit des Zustandsübergangs bestätigt.
• Dieser Beweis wird zusammen mit den komprimierten Transaktionsdaten an das Ethereum Mainnet gesendet.
• Ein intelligenter Vertrag in Layer 1 überprüft den Beweis schnell und wendet den neuen Zustand bei gültig.

Da Gültigkeitsnachweise zum Zeitpunkt der Einreichung die Korrektheit sicherstellen, ist kein langes Herausforderungsfenster erforderlich. Dies macht ZK-Rollups schneller bei der Fertigstellung von Smart Contract-Interaktionen im Vergleich zu ihren optimistischen Gegenstücken.

Umgang mit komplexen intelligenten Verträgen außerhalb des Kettens

Die Verarbeitung komplexer intelligenter Verträge in Layer 2 erfordert die Übersetzung von EVM-kompatiblen Code in Formate, die mit der Rollup-Umgebung kompatibel sind. In vielen Fällen müssen Entwickler ihre Soliditäts- oder Vyper -Verträge an die Einschränkungen der Rollup -Architektur anpassen.

Beispielsweise halten optimistische Rollups die vollständige EVM -Kompatibilität bei, sodass Entwickler vorhandene intelligente Verträge mit minimalen Änderungen einsetzen können. Sie können jedoch in Bezug auf Durchsatz und Latenzbeschränkungen im Umgang mit Hochfrequenzvertragsanrufen ausgesetzt sein.

Andererseits hatten ZK-Rollups in der Vergangenheit Schwierigkeiten, allgemeine Smart-Verträge zu unterstützen, da keine Wissensbeweise für willkürliche Berechnungen generiert wurden. Jüngste Fortschritte wie ZKEVMS haben dieses Problem weitgehend gelöst, indem Umgebungen erstellt wurden, die die EVM mithilfe von Kryptographie mit Zero-Knowledge nachahmen.

Datenverfügbarkeit und Sicherheitsüberlegungen

Eines der Kernprinzipien von Layer 2-Rollups ist, dass sie alle Transaktionsdaten an das Ethereum Mainnet veröffentlichen, obwohl die Ausführung außerhalb des Kettens stattfindet. Dies gewährleistet die Verfügbarkeit von Daten , dh jeder kann den Staat bei Bedarf rekonstruieren.

• Alle Transaktionsdaten werden in Layer 1 CallData gespeichert, wodurch sie öffentlich zugänglich sind.
• Staatliche Wurzeln werden regelmäßig aktualisiert, um den neuesten Zustand des Rollups widerzuspiegeln.
• Benutzer können das Rollup beenden, indem sie das Eigentum an Fonds direkt am Mainnet nachweisen.

Dieses Design bewahrt die vertrauenslose Natur von Blockchains und sorgt dafür, dass Benutzer auch dann, wenn ein Rollup -Bediener böswillig wird oder offline geht, ihre Vermögenswerte immer noch wiederherstellen können.

Häufig gestellte Fragen

F: Kann ich die gleichen Tools verwenden, um intelligente Verträge für Layer 2 -Rollups wie für Ethereum zu entwickeln? A: Ja, viele Layer -2 -Plattformen unterstützen Standardentwicklungswerkzeuge wie Hardhat, TRUFFL und REMIX , insbesondere diejenigen, die EVM -Kompatibilität wie Optimismus und Arbitrum anbieten. Die Bereitstellung von ZK-Rollups erfordert jedoch möglicherweise zusätzliche Instrumente, die von der ZKEVM-Implementierung unterstützt werden.

F: Wie funktioniert die Gaspreise in Schicht 2 Rollups? A: Die Gaspreise in Schicht 2-Rollups sind in der Regel viel niedriger als bei Schicht 1, da nur ein Bruchteil der Rechenarbeit auf Ketten erfolgt. Die Gebühren werden auf der Grundlage der Kosten für die Veröffentlichung von Daten an Ethereum und die Ressourcen berechnet.

F: Sind Smart Contract -Interaktionen auf Layer 2 -Rollups so sicher wie bei Ethereum? A: Während Layer 2 -Rollups die Sicherheit aus dem Konsens von Ethereum erben, variiert die erforderliche Vertrauensniveau zwischen den Typen. ZK-Rollups bieten mathematisch garantierte Sicherheit durch Gültigkeitsnachweise, während optimistische Rollups von wirtschaftlichen Anreizen und ehrlichen Akteuren abhängen, um die Korrektheit durchzusetzen.

F: Was passiert, wenn ein Sequenzer in einem Rollup nicht mehr funktioniert? A: Die meisten Rollup -Systeme ermöglichen es Benutzern, die Transaktionseinbeziehung über Layer 1 zu erzwingen, wobei der Sequenzer umgeht. Dies gewährleistet den Zensurresistenz und die Kontinuität der Operationen, auch wenn der Sequenzer fehlfrikten oder unehrlich wirkt.