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Lagrange Labs：模塊化區(qū)塊鏈的互操作性

2023-06-28 15:26:20 | 來源： | 作者：佚名

這篇文章主要介紹了Lagrange Labs：模塊化區(qū)塊鏈的互操作性的相關資料,需要的朋友可以參考下本文詳細內(nèi)容介紹

自從像Celestia和EigenLayer這樣的協(xié)議引發(fā)了關于區(qū)塊鏈執(zhí)行、結算、排序和數(shù)據(jù)可用性層解耦的爭論以來，“模塊化區(qū)塊鏈”已經(jīng)成為每個加密愛好者最喜歡的話題。雖然模塊化理論的支持者支持未來會有許多(專業(yè))區(qū)塊鏈共存，但一個價值數(shù)十億美元的問題是：“我們究竟計劃如何連接這些鏈？”

這不是一個小問題，特別是因為區(qū)塊鏈之間的互操作性提供了許多好處?，F(xiàn)有的互操作性解決方案，例如消息傳遞協(xié)議和橋接，但是它們當前的實現(xiàn)存在缺陷，限制了它們連接越來越分散的專門執(zhí)行和結算層組的能力。

Lagrange協(xié)議是一種新的互操作性解決方案，它可以幫助協(xié)議繞過許多這些限制，并為去中心化應用程序釋放跨鏈交互的全部好處。在本文中，我們將探討ZK MapReduce(我們之前介紹過)如何為Lagrange模塊化區(qū)塊鏈的去信任、安全、可擴展和高效互操作性愿景做出貢獻，并為開發(fā)人員和用戶解鎖新穎、令人興奮的用例。

模塊化區(qū)塊鏈：簡短入門

模塊化區(qū)塊鏈將執(zhí)行、共識、結算和數(shù)據(jù)可用性的功能分開。單塊區(qū)塊鏈在同一層上協(xié)調(diào)這些活動，模塊化區(qū)塊鏈處理其中的一些任務，并將其余部分外包給其他區(qū)塊鏈。這種架構受到模塊化設計思想的啟發(fā)，使模塊化區(qū)塊鏈比單片區(qū)塊鏈更靈活、更可擴展。

模塊化區(qū)塊鏈也更容易部署/引導，因此對希望擴展應用程序吞吐量(每秒交易量)但缺乏資源從頭開始構建特定于應用程序的區(qū)塊鏈的開發(fā)人員具有吸引力。有了模塊化的區(qū)塊鏈平臺，開發(fā)人員可以專注于為dApp構建高度可擴展的執(zhí)行層，同時依靠更安全的區(qū)塊鏈來保證安全性（這種方法越來越多地被描述為“rollup -as-a-service”）。

模塊化區(qū)塊鏈通過創(chuàng)建專用的區(qū)塊空間來幫助橫向擴展TPS，并支持高頻交易、游戲和社交等需要高通量、低成本計算的應用程序(單塊區(qū)塊鏈很少提供)。但是，向模塊化區(qū)塊鏈架構的轉變也會產(chǎn)生新的問題，如果處理不當，這些問題可能會完全消弱“構建模塊化”的好處。

了解模塊化區(qū)塊鏈的缺點

自LazyLedger白皮書首次概述模塊化論文以來，許多團隊一直在構建核心基礎設施，以簡化模塊化區(qū)塊鏈的創(chuàng)建。著名的例子包括rollup-a-service平臺(Sovereign Labs、Caldera、Eclipse、Rollkit、dimension)和數(shù)據(jù)可用性層(EigenLayer、Celestia、Avail)。因此，部署新的特定于應用程序的區(qū)塊鏈來擴展web3 dApp的障礙已經(jīng)大大減少。

誠然，“一鍵部署rollup”的能力很棒，但是，成百上千個區(qū)塊鏈共存的世界也有一些缺點。其中一個缺點是互操作性(我們將在本節(jié)中詳細描述)。

假設 Bob（一個開發(fā)人員）想要創(chuàng)建一個特定于應用程序的rollup來擴展新 DeFi 應用程序的交易，我們將其稱為 BobDEX。Bob開始使用Celestia進行數(shù)據(jù)可用性/共識，使用以太坊進行規(guī)范橋接(結算)，但轉向“多鏈”策略，并最終在十幾個其他特定應用程序的rollup上啟動了DEX實例。

現(xiàn)在，區(qū)塊鏈在其他地方被描述為“島嶼”，因為它們?nèi)狈蚕韮r值(資產(chǎn))和信息(狀態(tài))的原生基礎設施。采用模塊化的區(qū)塊鏈架構——就像BobDEX一樣——通過在多個執(zhí)行和結算層之間碎片化狀態(tài)和流動性，進一步加劇了互操作性問題。

讓我們簡單地解決這兩個問題：

1. 狀態(tài)碎片化：在模塊化區(qū)塊鏈架構中，應用程序的狀態(tài)存儲在不同的執(zhí)行層，檢索和驗證數(shù)據(jù)更加困難。運行在單塊區(qū)塊鏈上的應用程序沒有這個問題，因為所有的合約狀態(tài)(當前和歷史)都存儲在同一個網(wǎng)絡上。

隨著我們進入跨鏈的未來(單個應用程序可以存在于多個第1層(L1)、第2層(L2)和第3層(L3)區(qū)塊鏈上)，狀態(tài)碎片化可能會產(chǎn)生更廣泛的影響。例如，如果每個合約部署到不同的鏈上，那么基于不同智能合約狀態(tài)之間的復雜關系來構建應用程序就會變得困難。

一個簡單的例子是跨鏈借貸協(xié)議，該協(xié)議允許用戶在源區(qū)塊鏈上鎖定抵押品，并在目標區(qū)塊鏈上借入代幣。在這里，運行在兩個不同鏈上的智能合約必須就某些信息達成共識，例如用戶是否鎖定了代幣。這很難做到，因為正如我們之前解釋的那樣，區(qū)塊鏈是獨立的“孤島”，無法交換數(shù)據(jù)。

2. 流動性碎片化：流動性是指在不顯著影響其價格的情況下，將一種資產(chǎn)轉換為法定資產(chǎn)或另一種資產(chǎn)的便利性和效率。流動性對DeFi應用程序很重要，因為它會影響用戶體驗的滑點程度，尤其是在大額交易中。

部署到單個單鏈的DeFi協(xié)議在流動性方面幾乎沒有問題，因為所有用戶都在同一網(wǎng)絡上進行交易。相比之下，跨越多個鏈的DeFi應用程序在某些鏈上的流動性較低。由于資產(chǎn)不能在區(qū)塊鏈之間流動(根由于互操作性問題)，DeFi用戶僅限于特定鏈上可用的流動性。

除了降低整體用戶體驗外，流動性差也會阻礙DeFi項目的多鏈增長。具體來說，一些用戶可能會避免在低流動性區(qū)塊鏈上使用DeFi應用程序，因為擔心交易出現(xiàn)高滑點或無法退出大量頭寸。舉一個早期的例子：Alice可能更喜歡在以太坊上使用BobDEX(因為它的TVL高)，而不是在NEAR上使用BobDEX(因為它的TVL低)。

解決模塊化區(qū)塊鏈的互操作性問題

“你所在領域最重要的問題是什么？你為什么不去解決它們？”——Richard Hamming

到目前為止，許多人都認為模塊化區(qū)塊鏈的擴散是不可避免的。但是，如果模塊化的未來不能保證web3區(qū)別于web2的品質：去中心化、可組合性和互操作性，那么它就不是理想的。

從前面的示例中，我們看到了應用程序如何通過離開共享狀態(tài)層而失去可組合性和互操作性。我們還看到，擴展到新的結算層(或規(guī)范橋接層)如何破壞應用程序的流動性和網(wǎng)絡效應，從而導致糟糕的用戶體驗。

所有這些都是采用模塊化區(qū)塊鏈的絆腳石，并引發(fā)了人們對多鏈未來可行性的擔憂。認識到這個問題，許多項目正在研究解決方案，以提高模塊化區(qū)塊鏈之間的互操作性，并緩解狀態(tài)和流動性碎片化問題。

其中包括：

共享排序網(wǎng)絡

Espresso和Astria正在建立一個去中心化的排序器網(wǎng)絡，可以由多個模塊化rollup共享。有時被描述為“惰性排序器”，一個共享的排序器集合將來自不同rollup的交易排序到單個“mega塊”中，并提交給像Celestia這樣的數(shù)據(jù)可用性層，而不執(zhí)行rollup交易。各個rollup節(jié)點從數(shù)據(jù)可用性層(或排序網(wǎng)絡)檢索塊，并執(zhí)行相關交易來更新rollup的狀態(tài)。

共享排序器使新的執(zhí)行層能夠從一開始就實現(xiàn)去中心化、審查阻力和快速最終確定(無需運行內(nèi)部排序器基礎設施或花費精力引導去中心化的排序器集)。共享的排序器網(wǎng)絡還通過支持跨鏈交易的原子包含來提高rollup之間的可組合性和互操作性。

如前所述，共享排序器生成的塊包含要在不同rollup上執(zhí)行的交易。因此，它可以保證Rollup #1上的交易包含在一個塊中，條件是該塊包含Rollup #2上的另一個交易。這為跨鏈通信解鎖了新的用例，例如跨鏈套利交易和資產(chǎn)橋接。

共享排序器為有條件的跨鏈交易提供了機會(來源)

然而，這是一種過于簡單化的說法。為了深入了解共享排序的機制，我們建議讀者參考Maven11的共享排序的知識系統(tǒng)(SoK)，其中涵蓋了共享排序器的各種好處和屬性，包括互操作性。Succinct Labs還有一個有趣的提議，用于在共享排序器的rollup之間同步執(zhí)行原子交易包。

“共享排序是模塊化堆棧的重要組成部分，減少了啟動rollup的工作量，同時允許它們在默認情況下去中心化。——Josh Bowen ，Astria創(chuàng)始人

消息傳遞協(xié)議

通用消息傳遞協(xié)議支持在不同鏈之間傳輸任意消息。在高層次上，消息傳遞協(xié)議通過在鏈之間驗證和中繼數(shù)據(jù)包來解決狀態(tài)碎片問題。這使得原本孤立的鏈能夠了解彼此的狀態(tài)，從而支持比資產(chǎn)橋接或跨鏈原子交易更豐富的數(shù)據(jù)用例。

跨鏈借貸(我們之前描述過)就是一個例子。為了實現(xiàn)這個用例，開發(fā)人員可以集成像LayerZero、Axelar、Hyperlane或Wormhole這樣的消息傳遞框架，以在源鏈和目標鏈上運行的應用程序實例之間中繼有關鏈上操作（打開或關閉抵押頭寸）的信息。

對于狀態(tài)分布在不同層的模塊化區(qū)塊鏈，消息傳遞協(xié)議提高了連接性和可組合性。例如，Hyperlane已經(jīng)推出了集成，允許用戶從Celestia和FuelVM的主權rollup上發(fā)送消息。

標準化跨鏈消息傳遞的一種流行方法是區(qū)塊鏈間通信協(xié)議(IBC)。雖然IBC因在Cosmos生態(tài)系統(tǒng)中的采用而變得流行，但它的設計也可以擴展到其他鏈。

Polymer Labs正在構建一個“模塊化IBC傳輸中心”，將IBC與零知識加密技術和基于Tendermint的共識引擎相結合，以促進模塊化鏈之間無縫、信任最小化的通信。他們的ZK-IBC設計旨在創(chuàng)建一個模塊化標準，允許不同的區(qū)塊鏈協(xié)議通過共識驗證來支持消息傳遞，而不依賴于受信任的第三方。

“ZK-IBC，或IBC傳輸層的電路實現(xiàn)，將使ZK-rollup中的原生IBC以及模塊化生態(tài)系統(tǒng)中區(qū)塊鏈的信任最小化通信成為可能。”——杜波，Polymer聯(lián)合創(chuàng)始人

跨鏈流動性路由器

流動性路由器使用戶能夠在一對區(qū)塊鏈之間轉移資產(chǎn)，例如，用戶可以通過使用流動性橋將資產(chǎn)從Eclipse rollup移動到Caldera rollup上，從而與BobDEX進行交互。流動性路由基礎設施解決了模塊化生態(tài)系統(tǒng)的一個緊迫問題：在嘗試與新鏈上的應用程序交互時，用戶體驗差。

強大的跨鏈流動性層提供了一種從其他生態(tài)系統(tǒng)獲取流動性的簡單方法，從而降低了在新鏈上啟動經(jīng)濟活動的難度(緩解了流動性碎片化的問題)。這就是Catalyst（用于跨鏈資產(chǎn)交換和資產(chǎn)池的自動做市商（AMM））等解決方案的用武之地。

“未來將有數(shù)百萬條鏈，而該領域很少有人積極嘗試以未來所需的規(guī)模進行建設……在未來，流動性將日益分散——這就是為什么我們正在構建 Catalyst 來統(tǒng)一流動性進入共享層。”——Jim Chang, Catalyst聯(lián)合創(chuàng)始人

分析現(xiàn)有的互操作性解決方案

共享排序器、消息傳遞協(xié)議和流動性路由器對于支持模塊化區(qū)塊鏈之間的基本互操作性至關重要，例如資產(chǎn)轉移和簡單消息傳遞。但它們的設計主要是為了實現(xiàn)高性能的一對一互操作性——也就是說，在相同或不同的生態(tài)系統(tǒng)中運行的協(xié)議對之間的跨鏈交互。

這是什么意思呢？在目前的形式中，上述解決方案并未針對支持其業(yè)務邏輯需要訪問跨越日益分散的執(zhí)行層和結算層組的多個并發(fā)合約狀態(tài)的應用程序進行優(yōu)化。我們將這種形式的互操作性描述為n對1互操作性，因為它需要在無限數(shù)量的鏈之間創(chuàng)建關系。

為了說明這個想法，考慮這樣一個情況：Bob想要創(chuàng)建一個“跨鏈DEX”，在部署的每個鏈上強制執(zhí)行資產(chǎn)交換的全球價格。基于 AMM 的 DEX 價格掉期使用所謂的“守恒函數(shù)”，該函數(shù)考慮了交易中涉及的代幣對的流動性。因此，跨鏈DEX需要跟蹤所有部署的流動性狀態(tài)，并使用這些信息來計算代幣互換的價格。

人們可能很自然地希望與消息傳遞協(xié)議集成，以便在每次交換、存款或取款發(fā)生時，將一條鏈上DEX流動性的變化中繼到其他鏈上的DEX。但是這種方法會產(chǎn)生巨大的成本和延遲，并且在生產(chǎn)環(huán)境中很難實現(xiàn)。

例如，如果BobDEX在五條鏈上運行，并且在一條鏈上發(fā)生了交換，那么我們將需要四個單獨的交易來將此事件傳遞給其他部署，然后才能調(diào)整價格。正式地說：隨著應用程序部署在鏈的數(shù)量n的增長，所有實例之間通信的消息傳遞復雜性也隨著n2的增長而增長。

這種機制(使用預言機和消息傳遞協(xié)議)也會受到隱藏故障模式的影響。例如：中繼器/預言機可以檢查跨鏈消息或中繼不正確的數(shù)據(jù)，在這種情況下，剩余的BobDEX應用程序將使用過時/不正確的價格運行。

正如你所看到的，消息傳遞或資產(chǎn)橋接框架是必不可少的，但并不能單獨解決像BobDEX這樣的多鏈應用程序的互操作性。Bob和他的團隊需要的是一個具有以下特性的互操作性解決方案：

• 能夠在不引入任何信任假設的情況下，將一條或多條鏈上的智能合約狀態(tài)證明給其他n條鏈上的智能合約

• 能夠大規(guī)模地證明跨鏈合約狀態(tài)，而不會增加延遲或成本或降低整體用戶體驗

• 以最小化信任、安全和高效的方式對跨鏈狀態(tài)數(shù)據(jù)執(zhí)行計算的能力

最后一點(對鏈上數(shù)據(jù)的計算)在構建具有多鏈關系的應用程序的背景下很重要。例如，消息中繼器可以向不同rollup上的特定 BobDEX 證明給定 BobDEX 實例上的流動性數(shù)量，但缺乏獲得除當前狀態(tài)之外的有關鏈的任何屬性的能力。例如，DEX不能使用這些信息來運行復雜的定價算法，例如根據(jù)不同鏈的歷史流動性計算資產(chǎn)的時間加權平均價格(TWAP)。

ZK MapReduce和模塊化區(qū)塊鏈互操作性堆棧

既然我們已經(jīng)煞費苦心地強調(diào)了擴展互操作性基礎設施范圍的機會，那么我們一定有辦法改進它們嗎？是的，我們有！

Lagrange Lab構建了基礎設施，通過提高鏈之間狀態(tài)證明方式的安全性并擴展可在跨鏈狀態(tài)上運行的計算類型來擴展無需信任的互操作性。更具體地說，拉格朗日實驗室的解決方案套件提供了一種方法，可以有效增強現(xiàn)有消息傳遞協(xié)議和橋的安全性，并擴展跨鏈數(shù)據(jù)在應用程序中的使用方式。

更好的是，Lagrange Lab在完成這一切時不會給用戶和開發(fā)人員帶來額外的信任假設負擔。Lagrange Lab跨鏈計算的旗艦產(chǎn)品是ZK Big Data：一種新穎的證明結構，用于生成大型（批量）存儲證明并執(zhí)行由零知識密碼學保護的分布式計算。

ZK MapReduce是Lagrange ZK Big Data堆棧中的第一個產(chǎn)品，是一個分布式計算引擎(基于著名的MapReduce編程模型)，用于證明涉及大量多鏈數(shù)據(jù)集的計算結果。例如，單個ZKMR證明可用于證明在指定時間窗口內(nèi)部署在4-5條鏈上的DEX的流動性變化。

ZK MapReduce 證明旨在使多鏈狀態(tài)數(shù)據(jù)幀組合到單個證明中變得容易。該屬性允許任何人在不與目標鏈以外的任何其他鏈交互的情況下，將n個源鏈上的智能合約狀態(tài)證明給目標鏈(n+1)上的智能合約。通過調(diào)用Lagrange的鏈上公共驗證器合約，合約可以很容易地驗證在跨鏈狀態(tài)上運行的計算。工作流程如下所示：

• 客戶端合約將公開聲明(被證明的數(shù)據(jù))和隨附的有效性證明傳遞給驗證者合約

• 驗證者合約返回true或false值，以確認存儲數(shù)據(jù)和計算相對于證明是否有效（或無效）。

在目前的架構下，Lagrange ZK Big Data堆?？梢灾С稚赏瑫r證明合約存儲和計算的證明：

1. 合約存儲：Lagrange狀態(tài)證明可以引用給定鏈上一個或多個合約的存儲內(nèi)容。這需要將狀態(tài)根(來自塊頭)、存儲槽值和Merkle Patricia Trie (MPT)包含證明傳遞到證明電路中，并生成有效性證明。(需要MPT證明來確認這些值是鏈狀態(tài)樹的一部分)

2. 計算：Lagrange狀態(tài)證明可以參考使用從特定鏈上的合約派生的存儲槽值執(zhí)行的計算結果。這就是ZK MapReduce發(fā)揮作用的地方——在證明某些合約值存在于特定塊頭之后，我們可以對這些值執(zhí)行任意的MapReduce計算。

在這種情況下，狀態(tài)證明驗證(a)一組歷史區(qū)塊頭與輸入?yún)^(qū)塊頭相比是有效的，并且包含某些合約值，(b)對這些合約值的計算提供了特定的結果。Lagrange的互操作性基礎設施的這一方面有獨特的好處（并且很大程度上被低估的）：能夠證明涉及當前和歷史數(shù)據(jù)的復雜多鏈(n對1鏈)關系。

考慮前面的跨鏈DEX示例，該示例旨在基于來自不同鏈的流動性數(shù)據(jù)對掉期進行定價。我們已經(jīng)討論過，現(xiàn)有的跨鏈通信機制很難在不產(chǎn)生大量開銷和繼承弱安全屬性的情況下實現(xiàn)此用例。

相比之下，Lagrange——通過ZK MapReduce——可以在不影響成本、安全性和效率的情況下支持這個用例。這里有一個假設的兩步工作流程來說明這是如何實現(xiàn)的：

1. 證明生成：通過在ZKMR證明中驗證跨鏈合約狀態(tài)和該狀態(tài)的計算結果來證明每個DEX的流動性數(shù)據(jù)。

2. 證明驗證：在生成證明后，可以將其提交到目標鏈，以顯示產(chǎn)生請求值的計算的正確性(所有部署的DEX流動性總和)。證明的提交可以由任何傳輸層處理，從預言機到消息傳遞協(xié)議再到自動保存器。

在實踐中，可以使用Lagrange SDK 請求Lagrange狀態(tài)證明（包括 ZK MapReduce 計算的證明）。這使得應用程序可以輕松地生成證明并將其集成到任何現(xiàn)有的基礎設施中，而不需要專門的證明系統(tǒng)或硬件。

“隨著區(qū)塊鏈世界變得越來越模塊化，越來越多的區(qū)塊鏈將加入競爭?？珂溁ゲ僮餍允悄K化理論的核心，雖然共享數(shù)據(jù)處理層有助于緩解其中的一些問題，但它并不能完全解決問題。在我看來，用于維護跨鏈連接的跨鏈互操作性協(xié)議應該首先關注安全性。最有可能的前進方向是零知識輕客戶端驗證(或通過委員會進行的跨鏈狀態(tài)/存儲證明)，以及強大的經(jīng)濟安全保證。大量質押抵押品的經(jīng)濟債券可以用來實現(xiàn)對最終性的有力證明。仍有待解決的兩個主要問題是通過ZK MapReduce和遞歸等改進來提高ZK的可擴展性，以及降低社交削減帶來的信任。”- Rain&Coffee, Maven11研究員和投資者

模塊化區(qū)塊鏈互操作性的未來

隨著模塊化區(qū)塊鏈的激增，需要互操作性來確保運行在不同鏈上的應用程序的無縫集成和可組合性。本文探討了模塊化生態(tài)系統(tǒng)中互操作性問題的一些解決方案(共享排序器、消息中繼器、流動性路由器)，并討論了它們各自的優(yōu)缺點。

我們還解釋了Lagrange的ZK MapReduce如何克服現(xiàn)有互操作性協(xié)議的限制，并擴展了應用程序使用跨鏈狀態(tài)數(shù)據(jù)的方式。未來的文章將更詳細地討論這個主題，重點關注ZK MapReduce解鎖的更令人興奮的可能性：跨鏈流動性挖礦、DeFi協(xié)議的多鏈資產(chǎn)定價、跨鏈空投等等。

Lagrange正在積極開發(fā)中，并準備在未來幾個月推出測試網(wǎng)。你是否有興趣構建跨鏈應用程序，可以無需信任地訪問鏈上的歷史數(shù)據(jù)，并在多鏈狀態(tài)上執(zhí)行可驗證的計算。

以上就是Lagrange Labs：模塊化區(qū)塊鏈的互操作性的詳細內(nèi)容，更多關于模塊化區(qū)塊鏈介紹的資料請關注腳本之家其它相關文章！

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Tag：模塊化區(qū)塊鏈

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