OP Succinct是針對OP Stack的輕量級升級,旨在將其轉換為完全驗證的ZK Rollup。該框架實現了與Rust和SP1的整合,使得交易確認時間大幅縮短,並降低了成本。 OP Succinct的結構包括多個關鍵組件,如範圍程序和聚合程序,支撐低成本的交易驗證。 OP Labs和Succinct Labs的合作旨在推動以太坊的擴展,提升交易速度和安全性。隨著OP Succinct的推廣,可能會對傳統zkEVM Rollup造成衝擊,但也需關注可能的系統性風險。
作者:YBB Capital 研究員Ac-Core
總結
OP Succinct 提供了ZKP 巴基斯坦OP Stack 的主要架構中的主要功能,以完成將OP Stack Rollup 轉換為完全驗證的ZK Rollup;
如果以太坊未來擴展部署的終局足以每個Rollup都轉換為ZK Rollup,OP Succinct的目的是結合Rust和SP1實現OP Stack的Type-1 zkEVM(完全以太坊相當於)的;
OP Succinct Proposer主要完成了家俱生成證明和證明聚合與驗證;
OP Stack現有系統依賴“7天防詐欺窗口”,如產生爭議會延期一周的交易驗證,OP Succinct利用ZK證明來完成全部交易所需的時間,消除了對擴展防欺詐窗口的需求;
OP簡潔可大幅降低交易成本。
一、近期回顧:OP主網近況以及OP Stack與OP Labs
圖片來源:Blockscout
1.1 OP主網近期發展要點
根據2024年3月30日消息,OP Labs在OP Sepoila測試網發布了“故障證明”,並於2024年6月11日正式在OP主網發布故障證明,以此將去中心化推進至第一階段,其允許從OP主網提取ETH 與ERC-20 代幣,在可信的第三方情況下使用戶能夠質疑與刪除無效提款(包括Base、Metal、Mode 和Zora)。
為確保用戶資產的安全和信任,樂觀地採用故障證明來提高鏈上交易的準確性和有效性並防止作惡,其原理包括:
資料可用性:故障證明首先保證所有Layer-2上的資料都是可存取的,並且可以被Layer-1驗證;
挑戰期:在一定的挑戰擴展中,任何人都可以對Layer-2 上的數據提出異議。
如果發現第2 層的數據與第1 層的數據不一致,他們可能會提出挑戰。證明提交:如果存在最終異議,第2 層運營商需要提交來反駁這些異議,證明其數據的正確性;有人確定性:在挑戰中沒有有效的異議,或者如果第2 層運營商成功反對異議,交易可能會被最終確定並被認為是有效的。
1.2.OP Stack與OP Labs的聯繫和區別
OP Labs 是開發樂觀解決方案的團隊或組織,而OP Stack 是用於建構和擴展以太坊二層網路的技術框架。可以將OP Labs 和OP Stack 之間的關係理解為開發者和開發工具的關係。
OP實驗室:
OP Labs 是Optimism專案的核心貢獻者,負責開發和維護Optimism 二層解決方案。它是一個團隊或組織,專注於建立和改進與以太坊擴展相關的技術工具,例如Optimistic Rollups。 OP Labs 的主要目標是透過二層擴展解決方案降低以太坊主網的負載,降低交易成本並提高交易速度。 OP Labs也與其他專案(如Succinct Labs)合作,進一步推進以太坊擴展技術,如OP Succinct關注,於零知識證明的優化。
OP Labs 是開發和維護Optimism 網路的主要高效團隊或組織。他們的目標是建立一個擴展以太坊的解決方案,以降低交易費用並提高交易速度。他們不僅負責Optimistic Rollups 的開發,還積極推動與零知識論點相關的新技術,例如與Succinct Labs 合作的OP Succinc。
OP堆疊:
OP Stack是一個進階的架構或技術堆疊,用於建構和擴展以太坊二層網路。它由多個可自訂的組件組成,這些組件允許開發者根據需求構建自己的二層鏈(Layer 2)它提供了一種標準化的方式,使開發者可以快速構建符合特定條件的二層擴展網絡。
OP Stack 是OP Labs 開發的一套標準化框架。這套框架提供了建構二層網路的基礎架構,開發者可以利用OP Stack 快速建構不同的擴充網路。由於OP Stack 的分層設計,它允許使用者靈活選擇不同的驗證機制(如Optimistic Rollups 或ZK Rollups),從而滿足不同項目的需求。
OP Labs 可以理解為OP Stack 的開發者,OP Stack 是OP Labs 提供的技術工具,用於幫助開發者建立和擴展以太坊的二層網路。
在了解OP Succinct前需補充了解每個OP棧的四個主要組件:1. op-geth:從用戶那裡獲取交易,並用這些交易生成區塊並執行區塊;2. op-batcher:將用戶的交易進行批處理,並提交到L1;3. op-node:從L1讀取批次數據,並在非排序器模式下驅動op-geth進行狀態轉換;4. op-proposer:定期向L1發布輸出根,以捕獲L2狀態,從而處理提款。
二、Succinct Labs與OP Labs參與將ZK元素注入OP Stack
圖片來源:Succinct博客
2.1 OP Succinct 架構組成
結合總共1.2個端點內容“OP Stack的四個主要組成部分”,OP Succinct是OP Stack的輕量級升級,鏈只使用經過ZK驗證的區塊,而保持其他三個組件不變(op) – geth、op-batcher和op-node),OP簡潔主要由以下四個組成:
範圍程序(Range Program):這是一個批量執行區塊鏈的程序,該程序由Rust 編寫,設計用於在zkVM 中執行;
聚合程序(Aggregation Program.):聚合範圍程序的證明,以降低鏈上驗證成本,該程式也是用Rust 編寫的,設計用於在zkVM 中執行;
OP Succinct L2 Output Oracle.:包含L2狀態輸出磁碟的Solidity智慧合約,其中每個輸出都是針對L2鏈狀態的工作。合約已於Optimism的原始系統中存在,但經過修改將驗證證明作為身份驗證機制;
OP Succinct Proposer:觀察L1上發布的交易批次,並控制範圍程序和聚合程序的論點。
2.2 OP Succinct講述了一個怎樣的以太坊擴音敘述內容?
zkEVM Rollup 由於後續的密碼學專業知識被阻礙非常難以構建,OP Labs 團隊構建模組化的OP Stack 時已考慮支持各種有效性的機制證明,並開源開發了Kona(見擴展鏈接1)以通過Rust來實現OP Stack Rollup下的狀態轉換函數STF(交易狀態轉換的函數邏輯),並最終借助Kona和SP1程式來產生OP Stack的零知識證明(ZKP),即理論上可將OP Stack的所有鏈升級並可使用ZKP。
SP1(Succinct Processor 1)的目標是使任何開發者能夠無縫地標準使用Rust程式碼整合Type-1 zkEVM rollup,並透過OP Succinct僅在1小時內完成將任何現有的OP Stack鏈升級對於Type- 1 zkEVM rollup,並提供應用所需的高效能。從而獲得以下優勢:
ZKP的快速確認:以論證拖延長達數十分鐘,「替換」長達7天的欺騙論證質疑期;
降本增效:每筆交易平均成本低至幾分錢;
將OP Stack切換至ZK:只需配置一個智慧合約並啟動一個輕量級的OP Succinct提議服務(見下文)即可透過API呼叫產生證明(包括批次處理器/排序器、操作節點、索引器)等內容);
Type-1 zkEVM:所有與OP Stack Rollup 相容的工具和智能合約都適用OP Succinct Rollup;
提升可擴充性:採用可自訂的OP Succinct rollup,可新增新的預編譯並修改Rollup邏輯。
根據官方GitHub 介紹,其流程只需安裝Rust、Foundry 和Docker,即可將現有的任何OP Stack rollup 升級到Type-1 zkEVM rollup,並且流程僅簡化為兩步:1. 配置ZK L2OutputOracle.sol 合約;2. 啟動OP Succinct提議服務(流程見GitHub擴充連結2)。
將OP Stack Rollup升級為ZK證明,圖源:Succinct博客
2.3 使用SP1 Reth 建構Type-1 zkEVM
Succinct 認為EVM Rollup未來是用Rust語言來編寫的可維護的zkEVM,目前OP Rollup主要面臨三個問題:過長的7天欺騙論證視窗、複雜的互通性,以及在某些情況下依賴多組數據欺騙證明的機制。此外,創建zkEVM 是一個需要一個週期的過程,因此開發了SP1 來解決這些問題。
SP1是一個高效能100%開源且開源完全客製化的zkVM,可驗證各種Rust(或LVM編譯語言)程式的執行,有據公開數據,OP Succinct Stack已在OP主網、OP Sepolia和Base鏈上成功運行,並在以太坊交易中實現了0.01-0.02 美元的證明成本(請參閱擴展連結3)。並希望在未來將所有區塊鏈基礎設施(包括Rollup、橋接器、協處理器等)都透過Rust(或其他LLVM編譯語言)來編寫並使用ZKP。
根據Succinct部落格和GitHub開源內容總結總結,SP1與其他zkVM之間的效能差異主要由幾個關鍵因素造成:
以預編譯為中心的架構:SP1支援靈活的預編譯系統,能夠顯著加速多種操作(如secp256k1和ed25519簽章驗證、sha256和keccak256雜湊函數),使得許多程式的RISC-V週期數減少5 – 10倍。其設計目標是提供與ZK電路相媲美的性能,同時保持zkVM的靈活和良好的開發者體驗;
開源:SP1 是100% 開源的,允許團隊如Argument 和Scroll 實作自訂預編譯,顯著週期減少計數並加快證明產生時間;
業界標準:自推出以來,zkVM 內部預編譯的概念已成為業界標準,SoC0、Valida、Nexus 和Jolt 等專案中。 SP1 是唯一的生產驗證型zkVM,廣泛支援重要加密貨幣操作的預編譯;
高效內存讀寫:SP1採用創新的內存證明方法,利用單一挑戰實現多個證明的一致內存,避免了梅克爾化內存帶來的開銷;
基本效率最佳化:採用了重要的炸毀因子和新的更新參數(如基於對數導數的LogUp),以及Plonky3中的FRI變體,提高了追蹤區域的利用效率。
圖片來源:Succinct博客,請見擴充連結4附錄說明
三、OP Succinct能否成為OP Stack對抗ZK Stack的殺手鐧?
圖片來源作者:@jtguibas
如果以太坊的擴展方案短期看OP長期看ZK,在我們假設OP Succinct能夠成功的前提下將會被視為以太坊發展路線的一個重要里程碑。 OP Succinct 為ETH Rollups 從樂觀驗證轉換零知識證明提供了可升級路徑,這不僅降低了交易成本,更提高了交易速度,還保留了ZK rollups安全性和匿名性的屬性,為未來應用層的爆發帶來了新的可能性。
在公認的Layer2四大天王中,現階段從專案生態發展看來OP Stack已略警示ZK Stack,未來馬太效應可能會進一步顯現,隨著OP Succinct的加入,可程式模擬器也吸了ZK Stack的流量和潛力,如果OP Succinct未來能夠能夠實現,也可能對傳統的zkEVM的Rollup造成一定的衝擊。
但根據現階段公開尼泊爾的內容,我們從OP簡潔的運行邏輯中不難發現,如何確保開發者在修改STF函數或添加新的預編譯函數時及時發現未知漏洞所引發的系統性風險,這需要我們保持長期關注。
擴充連結:
(1)https://github.com/anton-rs/kona?ref=blog.succinct.xyz
(2)https://github.com/succinctlabs/op-succinct
(3)https://blog.succinct.xyz/sp1-reth/
(4)https://blog.succinct.xyz/introducing-sp1/
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