O que são rollups nativos?

De repente, parece que todo mundo no ecossistema Ethereum está falando sobre rollups nativos, com o pesquisador da Ethereum Foundation, Justin Drake, dizendo que todos com quem falou sobre a proposta imediatamente a apoiaram.

Otimismo, Base e meia dúzia de outros L2s expressaram o desejo de incorporar a tecnologia em suas plataformas — e alguns também querem se tornar "rollups baseados" para garantir. 

Mas com a postagem de janeiro de Drake no EthResearch voltada para um público técnico e a maioria dos outros explicadores usando a terminologia obscura dos desenvolvedores de blockchain, muitos apoiadores comuns do Ethereum podem ficar com pouca ideia do que são rollups nativos ou como eles funcionam.

Então, convocamos especialistas do 2077 Collective e da Ethereum Foundation para ajudar a explicar isso.

O que é um rollup nativo?

O TLDR é que os rollups nativos tornam as L2s tão seguras e confiáveis ​​quanto o próprio Ethereum, fazendo com que a camada base cuide de todas as coisas que atualmente exigem um sistema à prova de conhecimento zero (ZK) complicado e difícil, ou seja, à prova de fraudes, em cada L2.

Da perspectiva do usuário, você pode se sentir tão seguro mantendo suas economias de US$ 10 milhões em um rollup nativo quanto se estivesse armazenando-as no próprio Ethereum.

“Rollups nativos parecem ser uma escolha óbvia para rollups. Eles são muito mais simples e muito mais seguros”, explica o pesquisador da Ethereum Foundation, Ladislaus.

“Eles podem herdar a segurança L1 com apenas algumas linhas de código chamando a pré-compilação no futuro.”

“Pré-compilação” refere-se a um tipo especial de contrato codificado no protocolo Ethereum que estende as capacidades da Máquina Virtual Ethereum (EVM). A proposta de Drake é para “uma pré-compilação de execução elegante e poderosa” que transforma os rollups nativos em “shards de execução programáveis”. 

Então você pode pensar nisso como uma espécie de reinicialização do antigo plano de fragmentação do Eth 2.0.

Como funcionam os rollups nativos?

Basicamente, eles são uma revisão da maneira como as provas funcionam em L2s. Esses são pequenos instantâneos criptográficos que registram o estado de quem possui o quê nos rollups que são periodicamente gravados no Ethereum. Ao registrar o estado dos L2s no blockchain Ethereum, os rollups se beneficiam da enorme rede descentralizada do Ethereum, e os usuários podem retirar seus fundos dos rollups sem permissão, se necessário, e forçar transações censuradas pelo sequenciador.

Atualmente, os rollups otimistas compatíveis com a Máquina Virtual Ethereum basicamente assumem que tudo o que aconteceu estava correto (daí o nome) e escrevem isso para o Ethereum. Então há um período de sete dias durante o qual alguns atores selecionados podem desafiar qualquer coisa suspeita com uma "prova de fraude" antes que os ativos possam ser sacados para o Ethereum.

No entanto, ZK-rollups compatíveis com EVM, como o Linea, usam provas criptográficas que mostram, sem sombra de dúvida, que o cálculo relevante foi realizado no rollup, o que permite retiradas muito mais rápidas para o L1.

A proposta de rollup nativo significaria que os L2s não precisariam estabelecer os mesmos tipos de sistemas de prova elaborados e conselhos de segurança como eles fazem agora. Em vez disso, eles fornecem à camada base do Ethereum uma lista de transações chamada de “trace”.

A pré-compilação de execução usa então o mecanismo de execução do Ethereum para reexecutar o cálculo e verificar as transições de estado, o que é apenas uma maneira sofisticada de dizer que ele garante que tudo o que aconteceu no rollup estava correto.

Versões posteriores terão provas ZK incorporadas, que é quando os rollups nativos brilharão.

Quais são os benefícios dos rollups nativos?

Os principais benefícios são que os rollups não precisarão criar sistemas de provas difíceis e complexos ou depender de conselhos de segurança ou multisigs, permitindo que um pequeno grupo confiável intervenha quando as coisas derem errado ou se as provas apresentarem bugs.

“Os rollups nativos não correm o risco de serem drenados devido a um problema com o sistema de prova e podem se livrar com segurança dos conselhos de segurança, melhorando sua descentralização”, diz Alex Hook, pesquisador da 2077 e CEO da Untronfi.

E para os usuários, Hook diz, “Seus fundos em um rollup nativo são tão seguros quanto Ethereum, sem suposições de confiança adicionadas.”

Os problemas com rollups nativos

Para o L1, diz Hook, os rollups nativos trazem “escalonamento totalmente seguro e descentralizado ao custo de uma complexidade de protocolo significativamente maior”.

Outro problema é que usar nós Ethereum para reexecutar as transações para verificar se todas estão corretas seria muito lento e parece contradizer todo o objetivo dos rollups, que é mover a execução para fora da camada base do Ethereum, que é extremamente lenta.

Embora a pré-compilação execute seja projetada para ser um pouco mais eficiente do que a reexecução completa, Drake diz que a primeira versão deve ser vista apenas como um "trampolim" ao longo do caminho.  

Ladislaus observa que ele pode acabar sendo bem adequado para rollups otimistas.

“Isso ocorre porque os rollups otimistas só precisam chamar a pré-compilação para resolver um desafio à prova de fraude. Então, a verificação desse desafio seria, na verdade, a única (pequena) sobrecarga para os validadores L1 cuidarem”, ele diz.

O plano de longo prazo é fazer com que os construtores de blocos do Ethereum gerem provas de ZK e, então, fazer com que os nós as verifiquem, o que elimina a necessidade de reexecutar tudo.

O plano de longo prazo é "idealmente, provar que um bloco ZK-EVM para Ethereum em algum momento pode ser feito em um Macbook Pro", diz Ladislaus.

No momento, as provas ZK não são rápidas o suficiente para serem incorporadas. As provas ZK também são caras, e é por isso que os rollups ZK ainda não decolaram.

Uma solução para tornar o sistema mais eficiente seria usar uma prova recursiva — que é uma prova de um monte de outras provas e é semelhante a agrupar e compactar provas para torná-las mais eficientes.

Problemas de dentição e possíveis soluções

Do jeito que as coisas estão atualmente, cada rollup mexeu com sua versão do EVM, e fazer o mecanismo de execução do Ethereum funcionar com todos esses sistemas modificados seria difícil. Padrões provavelmente precisarão ser estabelecidos antes que os rollups se atualizem para rollups nativos para garantir que suas otimizações direcionadas sejam compatíveis. Ou eles podem simplesmente escolher usar uma cópia exata do EVM.

Este é um recurso e não um bug, no entanto, já que os rollups compatíveis com EVM atualmente precisam continuar se atualizando para acompanhar os hard forks regulares do Ethereum. Este é um risco de segurança e pode introduzir bugs. No entanto, os rollups nativos podem ser atualizados automaticamente com hard forks L1.

Hook diz que isso tornaria a vida dos desenvolvedores mais fácil, pois haveria “menos atrito entre desenvolvedores”.

“Hoje, a maioria dos L2s se separam da especificação L1 de alguma forma, e os desenvolvedores sempre precisam manter essas diferenças em mente”, diz ele.

Possíveis problemas de disponibilidade de dados para rollups nativos

Assim como acontece com tudo no roteiro do Ethereum, a disponibilidade de dados surge como um problema.

Os rollups nativos precisam publicar testemunhas de estado, o que preencherá muitos blobs de dados, e a capacidade já está limitada. Dito isso, os blobs estão dobrando na próxima bifurcação e, em seguida, aumentando de 2x a 4x na bifurcação Fusaka, que está sendo acelerada este ano.

Ladislaus observa que os rollups nativos devem ser rollups (o que significa que eles usam a disponibilidade de dados do Ethereum) ou optimals (rollups otimistas que usam DA alternativos como Celestia ou EigenDA). Ele disse que não é possível ter validiums nativos, que é quando um ZK-rollup usa altDA “o que pode aumentar a demanda por Ethereum DA.”

Qual é o cronograma para implementação dos rollups nativos?

Ainda é cedo para rollups nativos, com a publicação de Drake no EthResearch.ch sendo publicada em janeiro, e duas chamadas comunitárias foram realizadas até agora.

Mas o apoio à ideia está crescendo, e meia dúzia de L2s se manifestaram a favor durante a chamada de sequenciamento de janeiro.

“Otimismo está disposto a dar suporte a sequenciamento baseado e execução nativa. É tempo de guerra”, disse o cofundador Ben Jones.

“Precisamos dimensionar e conectar o ecossistema Ethereum e o sequenciamento baseado e a execução nativa parecem ser as ferramentas para fazer isso”, disse Jesse Pollak da Base.

Ladislaus diz que o grande interesse dos fundadores do rollup na proposta “demonstra uma certa urgência e 'adequação produto-mercado' para tais serviços oferecidos pelo Ethereum”.

Mesmo assim, é improvável que a proposta seja incluída no hard fork do Pectra (agora na rede de testes) ou do Fusaka no final deste ano (que será hiperfocado em escalonamento de blobs).

Isso significa que ele terá que esperar pelo menos até “Glamsterdam” — que é o nome inicial para o fork que vem depois de Fusaka. Drake sugeriu 18 meses para a primeira versão de rollups nativos a serem incluídos em um fork; no entanto, Uma Roy, cofundadora da Succinct, disse no Bankless que acredita que o componente de tecnologia ZK pode muito bem estar pronto até lá também.

Qual é a diferença entre rollups nativos e rollups baseados?

Um conceito relacionado é chamado de “based rollup”, que é onde os L2s usam validadores Ethereum como um sequenciador descentralizado. Isso abre a possibilidade de composibilidade síncrona, que é um termo que significa apenas que tudo funciona junto instantaneamente em todo o ecossistema de based rollups.

Parece provável que muitos rollups eventualmente se tornarão baseados e nativos, o que foi apelidado de "ultrassom" — embora ainda não se saiba quanto tempo isso levará para aparecer no mercado.

“Rollups baseados permitem superpoderes de composibilidade síncrona”, diz Ladislaus. “Eles são um pouco mais difíceis de vender porque as equipes de rollup precisam abrir mão da soberania atual sobre o sequenciamento, mas, no final das contas, há fortes razões para se tornar baseado e nativo para que um rollup possa ser chamado de 'rollup ultrassônico'.”

Nem todo rollup pode se tornar baseado e/ou nativo, especialmente aqueles que usam uma máquina virtual diferente, como Eclipse, que usa SVM; Starknet, que usa Cairo; e Movement, que usa MoveVM.

Rollups como o MegaETH também dificilmente se tornarão ultrassônicos, pois dependem de um único sequenciador centralizado, usam disponibilidade de dados alternativa e não desejam sacrificar a velocidade. 

Fonte: Cointelegraph

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