Как работает Taiko

Протокол Taiko, показанный в этой статье:https://taiko.mirror.xyz/y_47kIOL5kavvBmG0zVujD2TRztMZt-xgM5d4oqp4_Y

Taiko - это решение ZK-Rollup с нулевым разглашением, которое обрабатывает данные сделок вне цепи, а затем проверяет их с помощью нулевого разглашения на цепи, чтобы уменьшить вычислительную нагрузку на главную сеть Ethereum и обеспечить более быстрые и дешевые сделки.

Данная протокол использует непроприетарную и децентрализованную сеть предложителей и подтверждающих, в которой может участвовать любой человек, чтобы предложить блок или сгенерировать подтверждение.

В двух словах, шаги следующие:

1. Предложение по блокчейну: Инициатор собирает транзакцию, упаковывает ее в блок и отправляет в контракт TaikoL1 на Ethereum. Контракт хранит метаданные блока и ожидает их проверки.
2. Валидация блоков: После того, как блок предложен, проверяющий проверяет его вне блокчейна и генерирует доказательство с нулевым разглашением, чтобы подтвердить, что транзакции в блоке действительны. Затем это доказательство отправляется обратно в основную сеть Ethereum.
3. Подтверждение блокировки: После проверки подтверждения блок считается подтвержденным, и его изменения состояния отражаются в сети Layer 2.
   Эта последовательность шагов гарантирует, что цепочка уровня 2 синхронизирована с Ethereum и что транзакции являются подлинными и действительными.

Инициаторы предлагают сбор транзакций и отправку блоков в контракт TaikoL1 на Ethereum, в то время как проверщики генерируют доказательства с нулевым разглашением для проверки этих блоков. Эта модель открытого участия демократизирует сеть, одновременно повышая ее устойчивость за счет распределения ответственности между широким кругом участников.

Технические характеристики

Эквивалент Ethereum

Taiko полностью совместим с виртуальной машиной Ethereum (EVM), что означает, что разработчики могут развертывать существующие приложения на основе Ethereum в Taiko без сложных проблем. Эта совместимость распространяется на более широкую инфраструктуру Ethereum, включая программное обеспечение узлов и структуры данных. Платформа использует модифицированную версию клиента Ethereum Geth, гарантируя, что используется тот же алгоритм хеширования, схема подписи и структура хранения, что помогает интегрировать и минимизирует необходимость повторного аудита или дополнительных инструментов.

Важность эквивалентности Ethereum заключается в том, что она позволяет Taiko интегрироваться с существующей экосистемой Ethereum, включая ее инфраструктуру и инструменты разработчика, гарантируя, что любые обновления протокола Ethereum могут быть легко приняты и реализованы, сохраняя синхронизацию между двумя сетями и упрощая процесс разработки миграции с Ethereum на Taiko, одновременно способствуя широкому распространению протокола Taiko в сообществе Ethereum.

Без разрешения участвовать

Taiko подчеркивает децентрализацию своей лицензионной архитектурой, в которой предложения и подтверждения блоков открыты для всех участников, что означает, что каждый может стать предлагающим или подтверждающим на сети Taiko.

Децентрализация этих ролей дополнительно поддерживается использованием Taiko валидатора Ethereum для упорядочения транзакций. Этот метод, называемый основанным на сортировке, наследует надежность и надежность Ethereum, гарантируя, что сеть работает прозрачно и беспристрастно.

эффективность затрат

Taiko достигает экономической эффективности, обрабатывая транзакции вне блокчейна в сети уровня 2, тем самым снижая свою зависимость от основной сети Ethereum. Протокол отправляет в Ethereum только необходимые криптографические доказательства, сводя к минимуму объем данных, которые необходимо обрабатывать в блокчейне. Такой подход снижает комиссию за транзакции, что делает Taiko особенно подходящим для высокочастотных транзакций на небольшую сумму.

Снижение затрат является важным фактором, побудившим Taiko, поскольку это решает серьезное вызов, стоящий перед Ethereum - высокие газовые издержки.

Безопасность и децентрализация

Taiko наследует модель безопасности Ethereum, используя свой набор валидаторов для упорядочения транзакций, архитектуру, которая гарантирует, что все данные, необходимые для реконструкции текущего состояния сети, находятся в открытом доступе на Ethereum, поддерживая целостность сети и позволяя любому проверить правильность транзакций.

Технология доказательства нулевого знания (ZK-SNARKs), используемая в Taiko, повышает безопасность сети, гарантируя проверку транзакций без раскрытия какой-либо конфиденциальной информации. Этот метод предотвращает утечку данных, сохраняя при этом децентрализованность сети.

Архитектура Taiko

Архитектура Taiko состоит из нескольких компонентов, которые работают вместе для обеспечения функциональности и безопасности сети:

1. Контракт TaikoL1:Размещен на главной сети Ethereum, этот контракт обрабатывает представление блока, предложенного узлом Taiko, и его проверку. Он хранит предложенные блоки и соответствующие доказательства, чтобы гарантировать, что все данные, необходимые для восстановления состояния, являются общедоступными.
2. Контракт TaikoL2:Размещенный на сети Taiko Layer 2, этот контракт управляет состоянием Layer 2 и обеспечивает синхронизацию с Ethereum путем хранения последнего корневого состояния блока Ethereum.
3. Инициатор:Эти участники собирают транзакции с сети Layer 2 и предлагают добавить блоки в блокчейн. За свои предложения они получают вознаграждение в виде комиссий за транзакции, включенные в предложенные блоки.
4. Сертифицирующий орган: Предложитель генерирует доказательство нулевого знания для предлагаемого блока и отправляет его на проверку в контракт TaikoL1. Первое действительное доказательство блока принимается, и предложитель получает вознаграждение.
5. Узел: Узлы Taiko выполняют транзакции для ончейн-данных, управляют состоянием цепочки Rollup и следят за тем, чтобы сеть оставалась синхронизированной. Эти узлы помогают сторонникам и доказателям выполнять свои роли.
6. Передача сообщений и сигнальные услуги межцепочечнойАрхитектура Taiko поддерживает безопасную межцепочечную передачу сообщений между сетями Layer 2 и Ethereum. Это достигается с помощью доказательства Меркля и синхронизации корневого состояния, что позволяет надежно передавать сообщения и обновления состояния между двумя цепочками.
   Такая конструкция снижает нагрузку на основную сеть Ethereum и увеличивает пропускную способность транзакций без ущерба для безопасности или децентрализации.

ZK-EVM

Архитектура ZK-EVM (виртуальная машина с нулевым знанием) является ключевой для Taiko, поскольку она повторяет функциональность виртуальной машины Ethereum, обеспечивая поддержку всех операционных кодов Ethereum. Она генерирует криптографические доказательства (ZK-SNARKs) для проверки транзакций, не раскрывая детали транзакции, и остается совместимой с Ethereum, обеспечивая высокий уровень безопасности и конфиденциальности.

Узел Taiko L2 Rollup

Узлы Taiko L2 Rollup управляют выполнением транзакций в сети Taiko Layer 2, получая данные о транзакциях из сети Ethereum Layer 1 и обрабатывая эти транзакции на Layer 2. Нода использует разветвленную версию клиента Ethereum Geth, гарантируя, что используется тот же алгоритм хеширования, схема подписи и структура данных, что повышает совместимость и взаимодействие с экосистемой Ethereum. Узлы обрабатывают состояние цепочки объединения, гарантируя, что транзакции выполняются детерминированно и безопасно.

Протокол Taiko

Протокол Taiko управляет работой сети Taiko, определяет правила обработки транзакций и роли участников, поддерживает прозрачность и децентрализацию.

Инициатор, доказатель и оператор узла

Инициатор отвечает за создание блоков Rollup из Layer 2 транзакций и их отправку на главную сеть Ethereum. Валидаторы генерируют доказательства ZK-SNARK, подтверждающие транзакции в этих блоках. Оба этих роли открыты для любых участников, поддерживая децентрализованность и безразрешительность Taiko. Операторы узлов запускают узлы Taiko для синхронизации сети и поддержки согласованности цепочки Rollup. Эти роли критически важны для работы архитектуры Taiko и обеспечения безопасной и эффективной обработки транзакций.

Вызовы и компромиссы

Реализация ZK-EVM в Taiko по-прежнему представляет собой сложную задачу, особенно в отношении эффективности проверки транзакций с использованием ZK-SNARKs.

Виртуальная машина Ethereum изначально не была разработана для нулевой среды доверия, что приводит к некоторым проблемам с эффективностью. Чтобы решить эти проблемы, Taiko внесла определенные изменения в протокол Ethereum, такие как перераспределение стоимости gas и ограничение некоторых функций EVM. Эти изменения необходимы для балансирования совместимости и потребностей в эффективной генерации доказательств.

Доступность данных все еще является компромиссом, связанным с затратами: публикация всех данных о транзакциях на Ethereum для достижения доступности данных стоит дорого, но Taiko смягчает эту ситуацию с помощью технологии сжатия данных.

Taiko планирует улучшить совместимость с существующими смарт-контрактами Ethereum, повысить эффективность ZK-доказательств и исследовать возможности межцепочечной совместимости. Эти улучшения направлены на повышение масштабируемости Taiko, снижение затрат и предоставление новых возможностей для разработчиков и пользователей.

Что такое технология ZK-Rollup?

Taiko построен на технологии доказательства с нулевым разглашением (ZK-Rollup), которая направлена на масштабирование Ethereum за счет переноса вычислений за пределы блокчейна, сохраняя при этом доступность данных в блокчейне. Этот метод использует криптографические доказательства, в частности, краткие неинтерактивные доказательства знаний с нулевым разглашением (ZK-SNARKs), для проверки правильности транзакций. Это означает, что Taiko нужно предоставить только краткие доказательства, чтобы доказать, что транзакция была выполнена правильно, без необходимости публиковать все данные о транзакциях в Ethereum, что сокращает объем данных, которые необходимо опубликовать в блокчейне.

Основным преимуществом ZK-Rollup является его способность сжимать данные транзакций, что увеличивает пропускную способность Ethereum. Это достигается путем пакетирования нескольких транзакций в одно доказательство, а затем проверки этого доказательства в основной сети Ethereum.

ZK-Rollup отличается от других решений масштабирования (например, Optimistic Rollup) тем, что он не зависит от доказательства обмана и имеет более быструю окончательность из-за моментальной проверки доказательства после его представления. Они также используют рекурсивные доказательства, где одно доказательство может подтверждать действительность другого доказательства. Этот подход позволяет использовать одно доказательство для завершения нескольких блоков, дополнительно повышая масштабируемость сети.

Однако ZK-Rollup также сталкивается с вызовами, особенно в области генерации и проверки подтверждений, требующих больших вычислительных ресурсов. Несмотря на эти вызовы, преимущества ZK-Rollup в масштабируемости и безопасности делают его важной частью архитектуры Taiko.

Понимание эквивалента ZK-EVM Ethereum

Эквивалентный нулевой знании виртуальной машине Taiko (ZK-EVM) Ethereum, разработанный Taiko, предназначен для полной совместимости с существующей инфраструктурой Ethereum. Эта совместимость означает, что любой смарт-контракт, инструмент или приложение, запущенное на Ethereum, может быть развернуто на Taiko без изменений. ZK-EVM в Taiko поддерживает все операции Ethereum, обеспечивая разработчикам возможность миграции на Taiko без необходимости переписывания или повторной проверки своих контрактов.

ZK-EVM работает путем выполнения транзакций вне цепочки, а затем отправки изменения состояния на проверку в Ethereum. Этот процесс позволяет Taiko расширять Ethereum, сохраняя при этом безопасность и децентрализацию основной сети, решая проблему низкой эффективности выполнения Ethereum Virtual Machine (EVM) в ZK-цепях.

EVM изначально не был разработан для нулевых доказательств, поэтому Taiko внесла некоторые оптимизации, чтобы сделать его более совместимым с ZK-SNARKs.

Эти оптимизации включают изменение структуры платы за газ и ограничение или удаление некоторых функций EVM, которые имеют низкую эффективность в среде ZK. Несмотря на эти изменения, Taiko все еще удается сохранять высокий уровень совместимости с Ethereum, что делает его практичным и эффективным решением для разработчиков, стремящихся расширить свое приложение.

Инновации и технические особенности Taiko

Taiko внедрила несколько инноваций в решениях Layer-2, что делает ее уникальной. Одна из них - поддержка эквивалентности с Ethereum при реализации ZK-Rollup. Обещание Taiko обеспечить полную совместимость с EVM позволяет разработчикам без изменений переносить свои dApp на Layer-2, что облегчает их принятие и интеграцию. Другой инновацией является использование рекурсивных доказательств, которые позволяют завершать несколько блоков с помощью одного доказательства, что значительно повышает пропускную способность сети. Этот подход улучшает масштабируемость и снижает стоимость использования сети, что облегчает доступ пользователей.

Основные моменты

• Технология ZK-Rollup: Используйте криптографические доказательства для проверки транзакций вне сети, улучшая масштабируемость и снижая затраты.
• ZK-EVM, эквивалентный Ethereum: полностью совместимый с Ethereum, позволяет разработчикам развертывать dApp без изменения.
• Архитектура Layer-2: включает узлы Rollup, предложения и подтверждающие лица, при этом доступность данных сохраняется на Ethereum для обеспечения прозрачности и безопасности.
• Инновации: включая рекурсивное доказательство для увеличения пропускной способности, полную совместимость с EVM, а также децентрализованную, лицензионную сетевую структуру.
• Технические особенности: Сосредоточьтесь на поддержании эквивалентности с Ethereum при одновременной оптимизации доказательств с нулевым разглашением и децентрализации.