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我是一个汽车行业的研究员,之前做过一段时间的投资研究工作,现在转到汽车行业做战略咨询,一直想了解web3的试解
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我希望每天下班后花1-2个小时,完成这次学习,也让自己养成学习知识的习惯,希望能完成
OP是什么 首先OP rullup是一种乐观汇总,是以太坊的 Layer 2 扩展解决方案,旨在提高交易吞吐量并降低费用。其核心思想是将大量交易在链下执行,然后将交易数据打包提交到以太坊主链。 默认情况下,这些交易被视为有效,只有在有人提出质疑时,才会通过欺诈证明机制进行验证,挑战期(通常为 7天),成功的挑战不会回滚 OP 主网本身,只会回滚已发布的关于链状态的承诺。 交易顺序和 OP 主网的状态因防故障质询而保持不变。 (当然还有一种验证方式是Zero-Knowledge Proof,会将多笔交易打包在一起,并发布到 Layer 1 区块链上,同时还会发布一个验证计算有效性的证明) 单轮交互 OP是单轮交互的,发布数据的一方只在遭遇质疑会和挑战者进行一次证明交互,减少了大量交互带来的成本,而Arbitrum是多轮交互的,通过反复交互验证缩小争议范围能够更好地支持复杂的智能合约,并提高系统的安全性
OP网络的核心参与者:
Users(用户): 指普通的用户或应用开发者,他们与 Layer 2 (L2) 网络交互。 用户可以: 提交交易到 Sequencers(排序者)。 通过 Layer 1 (Ethereum L1) 进行存款或取款操作。
Sequencers(排序者): 负责接收用户提交的交易并对交易进行排序。 他们的职责包括: 接收交易并生成 L2 区块。 提交交易批次到 Ethereum L1 以获得最终性。 实时向网络广播交易的更新。
Verifiers(验证者): 主要作用是验证 Sequencers 提交的输出结果。 他们会: 从 Ethereum L1 获取交易批次或存款数据。 验证输出提案是否正确,并在必要时发起挑战
不同Layer2扩容方案运行环境与技术对比:
- Ethereum (Layer 1):作为基准环境,不使用任何扩容技术。
- ZK Rollup:采用零知识证明技术,交易验证快速,但计算成本较高。
- ZK Porter:结合 ZK Rollup 和 Validium 技术,将部分数据存储在链下,提高扩展性。
- Optimism:采用 Optimistic Rollup 技术,假设交易有效,仅在必要时进行欺诈证明。
- Arbitrum:同样基于 Optimistic Rollup,但使用多轮欺诈证明,适合复杂智能合约。
- AnyTrust:基于 Plasma 和 zkport 技术,更适合对数据隐私有更高需求的场景。
OP Stack 是一组标准化的组件和工具,开发者可以用它来搭建自己的区块链或扩容方案 OP Stack 的结构可以分为多个模块,以下是一些核心组件:
Execution Layer(执行层): 负责运行智能合约和处理交易。 类似以太坊的 EVM(以太坊虚拟机),OP Stack 支持与 EVM 完全兼容的操作。
Consensus Layer(共识层): 确定交易的顺序和确认。 在 Optimism 中,Sequencer 是负责排序交易的核心角色。→Sequencer(时间顺序、GAS费用优先、批次优化)定期将已排序和打包的交易批次提交到以太坊(Layer 1),确认交易(提交内容为(1交易批次数据、2状态根))
Settlement Layer(结算层): 管理与 Layer 1 的交互,例如提交批次交易和欺诈证明。 提供了跨 Layer 2 和 Layer 1 的安全保障。
Data Availability Layer(数据可用性层): 记录交易数据并确保所有验证者都能访问。 OP Stack 目前依赖以太坊的 Layer 1 提供数据可用性
L1 Smart Contract
1、L1StandardBridge:
- 提供标准的资产桥接功能(ERC20、ETH 等),负责管理资产的存款和提款。
- 支持发送和接收跨层消息。
2、L1ERC721Bridge:
- 类似于 L1StandardBridge,但专门用于 NFT 的桥接。
- 允许用户将 NFT 存入或提取到 Layer 1 或 Layer 2。
3、L1CrossDomainMessenger:
- 负责 Layer 1 和 Layer 2 之间的消息传递。
- 确保不同层之间的信息是同步的,例如交易完成或存款成功。
4、OptimismPortal:
- 是系统的入口和核心交互点。
- 提供了状态查询、提案验证等功能,同时支持暂停/恢复系统操作。
5、DisputeGameFactory:
- 用于生成和管理争议游戏(Dispute Game)。
- 挑战者可以通过此模块验证 Layer 2 的状态根是否正确。
6、FaultDisputeGame:
- 管理具体的争议实例,用于防止 Layer 2 的欺诈状态被提交。
7、SuperchainConfig 和 SystemConfig:
- 配置整个系统的参数,例如区块时间、Gas 费用等。
8、AnchorStateRegistry:
- 用于存储和更新锚定状态(Anchor States),确保 Layer 1 和 Layer 2 的状态一致。
9、DelayedWETH:
- 管理延迟提款的 WETH,可能是为了增加额外的安全性或优化流程。
10、BatchInbox Address:
- 存储已提交的交易批次,用于 Layer 1 的验证和管理
举例:从用户交互到争议解决的全流程--以ERC20代币为例
Step 1: 用户发起存款
- 用户通过钱包向 Layer 1 的 L1StandardBridge 发起存款请求。
- 资产锁定:ERC20 代币在 L1 被锁定,并通过 L1StandardBridge 通知 Layer 2。
Step 2: L1 向 Layer 2 通知
- L1CrossDomainMessenger 接收存款事件,将消息传递给 Layer 2。
- Layer 2 的 Sequencer(排序器)根据存款事件更新 Layer 2 的状态,为用户创建等量的 Layer 2 代币。
Step 3: 用户在 Layer 2 中发起交易
- 用户使用 Layer 2 的资产进行交易。
- Layer 2 的 Sequencer 收集这些交易,并生成一个批次。
Step 4: Batcher 打包交易
- Batcher 将 Layer 2 的交易批次发送到 Layer 1,通过 Batch Inbox Address 存储。
- 作用:这些批次被作为 Layer 2 状态的证据存储在 Layer 1。
Step 5: 验证或争议
- 如果验证者认为提交的交易批次或状态根有错误,他们可以通过 DisputeGameFactory 发起争议。
争议解决:
- FaultDisputeGame 启动验证流程。
- 如果确认错误,系统将回滚状态并惩罚提交错误状态的角色。
Step 6: 系统安全管理
- 如果出现重大异常,Guardian 可以通过 OptimismPortal 暂停系统操作,防止进一步损害。
资产操作(存款/提现) 通过 L1 Bridge模块完成。
交易批次管理 通过 Batcher 和 Batch Inbox Address实现。
跨层通信 依靠 L1CrossDomainMessenger。
争议解决 由 FaultDisputeGame 保障系统安全性。
系统安全 由 Guardian 提供紧急保护
Stage 0: Minimal Trust Assumptions(最小信任假设)
- Rollup 的安全性主要依赖 Layer 1(例如以太坊)的保障,但仍需要信任某些中心化的角色。
- Sequencer(排序者)是中心化的,通常由单个实体控制。
- 数据可用性完全依赖于 Layer 1。
Stage 1: Permissionless Validators(无许可验证者)
- 任何人都可以成为验证者,验证 Rollup 的交易和状态。
- 通过引入争议解决机制(Fault Proof 或 Validity Proof)来确保数据的正确性。验证者的加入无须许可,任何人都可以运行验证节点
- 数据验证和存储依然依赖 Layer 1。
Stage 2: Full Decentralization(完全去中心化)
- Rollup 实现完全去中心化,Sequencer、验证者、数据存储都无需信任中心化实体。
- Layer 2 生态具备独立性,最大化保障用户和开发者的权益。
- Sequencer 去中心化:允许多个 Sequencer 并行运行,解决单点故障问题。多个 Sequencer 通过共识机制协作排序交易。
Optimism 当前所处阶段:Stage 0,Optimism 正在开发去中心化 Sequencer 和无许可验证机制,目标是逐步向 Stage 1 和 Stage 2 过渡。 zkSync 已逐步接近 Stage 1,其 Validity Proof 系统允许无许可验证 目前没有任何 Rollup 达到 Stage 2
Rollup 如何依赖 Layer 1:
- Rollup 使用 Layer 1 作为最终的裁判。所有状态更新(如余额变化)都必须通过 Layer 1 的验证机制来确认。·
- 如果 Rollup 层有任何问题(如 Sequencer 恶意操作),用户可以通过 Layer 1 上的数据恢复状态·
当前大多数 Rollup(如 Optimism 和 Arbitrum)使用单个中心化的 Sequencer。通常由一个公司或组织运行(例如 Optimism 的 Sequencer 是由 Optimism Foundation 控制的)。
stage 0存在问题
- 验证交易和状态的机制(如Fault Proof)是由中心化团队维护,普通用户无法直接参与验证
- Rollup 的治理(如升级智能合约或修改 Sequencer 配置)可能需要中心化团队进行人工操作,但仍需要信任团队不会滥用权限。
治理理念旨在创建一个由社区、公司和公民共同参与的数字民主治理模式,称为 Optimism Collective,核心理念是Impact = Profit
Optimism 采用双院制治理体系(Token House + Citizens' House)
- Token House:负责提交、讨论和投票各类治理提案。代币持有者可以直接投票,或将投票权委托给他人。
- Citizens' House:基于声誉的“一人一票”治理实验。 负责追溯性公共产品资金(Retroactive Public Goods Funding,简称 Retro Funding)。该机制旨在奖励那些对集体和超级链(Superchain)产生积极影响的贡献者。
根据不同的提案类型确定不同的投票机制和否决机制
笔记内容