本文由Taiko 的共同創辦人兼CEO Daniel Wang 撰寫，探討了基於可競爭Rollup（BCR）的架構。此架構針對以太坊Rollup進行了創新設計，不僅分析了BCR的缺點，也闡述瞭如何成為以太坊Rollup最理想的設計架構。設計包括太鼓的獨特之處、證明的可信度、基於爭議的Rollup、帳戶驗證系統、驗證者的可用性、動態配置調整、成本與安全的權衡、守護驗證者和下一個測試網。此外，Taiko正在進行新設計和Rollup合約程式碼庫，並計劃推出A6測試網，以實現可爭議Rollup與Optimistic Rollup和ZK-Rollup的優勢結合。
譯文作者：王丹尼爾
原文標題：《基於可競爭Rollup（BCR）：一種可配置的、多重證明的Rollup設計》
編譯：BlockBeats
編者註：本文由Taiko 的聯合創始人兼CEO Daniel Wang 撰寫，基於可爭議的Rollup（BCR）的架構進行了深入探討，這是一個針對坊以太坊Rollup 設計的創新方案。文章不僅分析了BCR 的缺點，也闡述瞭如何成為以太坊Rollup 最理想的設計架構。以太坊聯合創辦人Vitalik Buterin 在本月的主題Twitter Space 活動中，也對BCR 相關概念做了深入的討論，進一步驗證了這些理念的時效性和相關性。
目錄：
・太鼓的獨特之處
・證明的可信度
・ 基於爭議的Rollup
・帳戶驗證系統
・驗證者的可用性
・動態配置調整
· 成本與安全的權衡
・守護驗證者
・下一個測試網
太鼓的獨特之處
首先，讓我們來了解一下Taiko 與競爭對手的區別：
・消耗許可與去中心化：Taiko 是一種基礎Rollup（Based Rollup），在競品中尚屬首例。它沒有中心化的排序器，而是依賴以太坊驗證器對交易和區塊進行排序。
・無難度的開發者體驗：Taiko與以太坊相當於的ZK-EVM（類型1 ZK-EVM）來實現與以太坊的使用級相容，從根本上提供「規模化的以太坊」。
・高度可配置和麵向未來相容：作為一個可爭議的Rollup，Taiko 高效允許應用鏈定義自己的證明系統，並隨著技術進步修改採用更新、更有效的證明，從而吸收Taiko 的核心協議。
現在，讓我們討論為什麼採用太鼓機制的爭議是最合理的。
證明的可信度
「34,469 行程式碼不可能永遠沒有錯誤。」—Vitalik Buterin 評ZK-EVM 程式碼
Taiko採用可爭議的Rollup和多證明結構的關鍵考慮是對「零知識證明（ZKP）不會出錯」的危險懷疑。而軟體複雜性通常會增加漏洞的可能性－如OpenSSL的心臟血栓漏洞（ 2014）和Linux核心的重大疏失（2003）所示，這些漏洞長時間持續發現－Taiko採取了嚴格的態度。
作為一項快速發展的技術，ZKP容易出錯。中心化Rollup可以承受一些風險，但Taiko不能。 Taiko去完全致力於中心化和消耗許可，期待在未來對Taiko網絡的控制權。因此，Taiko在設計之初的設想是：在沒有多年實踐論證的情況下，任何論證都可能有安全隱患。這就是為什麼太鼓機制需要爭議的原因。
基礎可爭議匯總（BCR）
基礎可爭議Rollup 是一種具有爭議特性並採用基礎排序的Rollup。為了說明Taiko 框架內爭議是如何運作的，請考慮以下例子：
・愛麗絲提出了一個新的區塊。
・Bob 為狀態轉換H1→H2 提交了證明，其中H1 是父哈希，
H2 是新區塊的哈希。 Bob 放置了10,000 TKO 的有效保證金。他的證明並進入冷卻期。
・Bob 提出了公開狀態轉換和附帶的證明是可見的。
・Cindy 注意到Bob 的轉換有錯誤，應該認為是H1→H3 而不是H1→H2。 Cindy 在冷卻中通過精心佈置她的10,000 TKO 爭議保證金挑戰Bob 的證明，但指出她沒有提供替代證明或明確正確的轉換。
這個有爭議的轉換現在正在等待一個新的、更高級別的證明。鮑伯和其他任何證明者都有機會提供這個證明。
場景1：
・David 提供了H1→H2 的三級證明，確認了Bob 最初的說法。 David 獲得2,500 TKO 獎勵，成為當前的證明者，並支付20,000 TKO 的相當於保證金。
・辛迪失去了她所有的爭議保證金。
・Bob獲得他的10,000 TKO保證金和2,500 TKO獎勵。
・大衛的證明啟動了一個新的冷卻期。
場景2：
・David 提供了H1→H4 的三級證明，顯示Bob 的轉換是錯誤的。 David 獲得2,500 TKO 獎勵，並以20,000 TKO 的效果保證金確保他的位置。
・Cindy 取回她的10,000 TKO 爭議保證金和額外的2,500 TKO 獎勵。
・鮑伯的保證金沒有收到。
・新的冷卻期開始，用於驗證新的證明。
Taiko中除最高層外的每個證明都需要原證明者以Taiko代幣支付有效保證金。該證明進入一個冷卻窗口，在此期間可以被其他人爭議，他們不需要提供任何憑證/有效證明，但必須以Taiko 代幣支付爭議保證金。如果有爭議，需要更高級別的證明來解決爭議，然後才能驗證該區塊。
・如果爭議者事件：爭議者收回爭議保證金，並獲得原證明者有效保證金的1/4。新的證明者獲得原證明者有效保證金的1/4作為證明費，剩餘的1/2被沒收。
・如果原證明者慘案：原證明者收回保證金，並獲得爭議保證金的1/4作為獎勵。新的證明者（可能是原證明者）獲得爭議保證金的1/4，剩餘的1/2被沒收。
新的證明者也必須根據新級別（tier）的規則支付有效保證金，除非提供的是最高級別的證明（在這種情況下，狀態轉換被視為最終確定，不再允許進一步的質疑） 。
意思是，爭議/證明遊戲假設了正確的父塊加密。如果父區塊加密不正確，破解的轉換將無法用於區塊驗證，證明者將完全失去他們的有效保證金。
反覆的爭論和證明延長了驗證區塊所需的時間。每次新的舉報都會輸入自己的驗證和冷卻視窗。然而，由於爭議涉及經濟利益，而輸家的損失是確定性的，因此不太可能發生間隔爭議。此外，較高等級（tier）證明的有效性和爭議保證金明顯大於較低等級（tier）的證明。隨著遊戲進行幾輪，相關成本就會上升，進一步抑制無謂的爭論。
設計的一個潛在缺陷是，它在經濟上不鼓勵這種提交無效但可驗證的證明，這使得發現漏洞更容易遇到。然而，人們可能會質疑，將整個區塊鏈工具用於發現漏洞的動力是否有勇氣。可以採用其他來鼓勵報告此類漏洞。例如，向那些識別出無效但可驗證證明的人提供財富機制，可能是比危及用戶資產更好的方法。
帳戶驗證系統
按鈕驗證功能是Taiko 的BCR 架構的一個核心特性，允許各級使用自己的證明系統。雖然按可信度對這些系統進行排名似乎很厲害，但理論上可以建立比其他系統更可靠的證明系統。
例如，Taiko 可以創建一個綜合驗證者C，它結合了A 和B 驗證者的證明。只有當A 和B 都證明了一個狀態轉換有效時，C 才認為該轉換狀態得到了證明。雖然這增加了成本，但也增強了安全性。這種方法的一個限制是，C 類型的綜合論證依賴A 和B 的成功生成子論證。如果A 或B 有錯誤，產生可靠的C 類型論證就會出現問題。
在合理的實踐中，鎖定驗證等級通常是非常配置的。例如，可以假設SGX 驗證者比缺乏實際證據的樂觀驗證者更值得信賴。 ZK 驗證者可以說比SGX 驗證者更安全，混合SGX+ZK驗證者的排名甚至更高。
如果ZK 證明系統最終被證明是普遍安全的，則可爭議性Rollup 可以配置為使用這個單一級別，從而有效地過渡到傳統的、不可爭議的ZK-Rollup。
在Taiko的可爭議Rollup設計背景下，按鈕驗證具有雙重功能：縱向上，它支援基於層的架構；水平方向上，它允許將多個子驗證器組合成誤報可能性較低的綜合驗證器。
驗證者可用性
爭議設計的一個潛在漏洞是缺乏活躍的高階驗證者，特別是在爭議很少發生的情況下。為了能夠維護的高級驗證者池，Taiko 引入了一種，為每個新區塊隨機分配最低限度一個區塊被分配到較高級別的可能性與該級別的級別成反比；例如，只有5% 的區塊可能需要SGX+ZKP，而20% 需要ZKP，剩下的大部分只需要SGX。這確保了ZK證明者始終有工作，保持其參與度和盈利性。
對於可爭議的Rollup 來說，攻擊行為是提交資本密集的證明，目的是高級高級證明資源。儘管這樣的攻擊可能會破壞最終的區塊確定和提議率，但不太可能威脅到鏈的整體安全。這是因為社群節點可以透過集合爭議保證金來質疑無效的證明。重要的是，爭議者不需要自己提供任何證明，而攻擊者必須為每個區塊提供鏈上可驗證的證明。產生錯誤但可驗證的證明可能比產生正確的證明更有效率且有效。
如果突然需要更高層級的證明，經濟誘因會吸引新的驗證者。具體來說，接收1/4的效應和爭議保證金可能比常規證明費用更有利可圖。例如，由此涉及的更大財務風險，跨多個平台工作的ZK 驗證者可能會轉而處理高利潤的區塊。
動態配置調整
Taiko可爭議設計的一個優點是其功耗。隨著高等級證明成本的降低，系統可以動態調整需要ZK證明的區塊比例，而不影響現有區塊或需要協議升級。
例如，一個極端的情況可以從100% 的樂觀論證開始，然後切換或過渡漸進到100% 需要ZK 論證來最小化鏈上最終確定時間。這使得建構在Taiko 協定棧之上的擴展Rollup、L2 或L3 可以從像Optimistic Rollup 這樣的技術發展為ZK-Rollup，在優化安全性和經濟刺激方面提供了巨大的靈活性。
成本與安全的權衡
在Rollup 技術領域，人們對博弈論影響的擔憂是可以理解的。然而，引入爭議層並不一定意味著Rollup 的安全性降低。傳統的使用固定ZK 證明者的Rollup 和使用相同驗證者作為基礎層的可爭議Rollup在安全性上並無差異。
ZK-Rollup 提供了更高的安全性，但從短期來看，對於每天有數百萬用戶的應用程式而言，相關成本可能無法持續。正如Vitalik 所說，“如果用戶之前支付1 美元，那麼對於0.10美元買單會更容易接受。”
在未來的幾年裡，對於高交易量的應用鏈來說，大多數ZK-Rollup 在財務上仍然沒有實際實現。面對這種情況，許多應用鏈可能會優先考慮成本效率而不是增強安全性即使ZK證明成本預計會降低，這也可能吸引應用鏈完全從更經濟但集中化的解決方案轉向ZK-Rollup。
可爭議Rollup提供了一個折衷方案，使應用鏈可以從更經濟的配置開始，同時保持階梯增強安全措施的靈活性，對新增現有設施進行重大更改。
守護驗證者
守護者是抵押簽名者，在啟動後的最初幾年內共同守護論證體系中的高層。這些驗證者的特定目的是：作為早期階段論證系統中解決漏洞的安全網。重要的是，這些守護者驗證者存在於核心協定之外，並且可以從分層證明配置中刪除。他們無法影響交易或區塊的排序。隨著系統成熟和其他驗證者證明其可靠性，這些守護者證明者的角色可以被淘汰。
雖然像DAO 這樣的替代機制可以管理有缺陷的驗證者，但這種方法需要更長的冷卻時間來完成治理過程。對於快速解決關鍵漏洞來說不適合，需要添加或刪除功能，暫停可以承受更長的去中心化治理過程。
在Rollup部署的首要階段，尤其是在追求去中心化的目標時，守護驗證者至關重要。與中心化Rollup不同，其中鏈可以由其管理員暫停或更改，守護驗證者提供了安全保障層，可以在不破壞網路去中心化本質的情況下解決錯誤或漏洞。
下一個測試網
Taiko 目前正在進行新設計和Rollup 合約程式碼庫。完成後，這將作為Taiko 的Alpha-6 測試網部署，具有四層論證系統。下面的百分比表示區塊需要給定層作為其最低論證等級的機率。
在即將推出的A6 測試網中，Taiko 每小時所有架構採用24 的冷卻期。
最後，Taiko 的主要目標是讓可爭議Rollup 結合Optimistic Rollup 和ZK-Rollup 的優勢。如果您對這種創新設計的實際應用感興趣，可以加入Taiko 社群以獲取更多更新資訊。
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