作者:童话证明
近日,知名交易所比特币基地宣布推出自己的二级拓展系统Base[1]。该消息随即引发业内的热议和讨论。
根据比特币基地[1]的官方草案,目前base的在线版本是其测试网络,系统基于optimization[2]的OP Stack[3]技术开发。
然而,目前的热议和讨论主要集中在它的商业布局和生态规划上,对它的技术建筑特色的探讨还不多见,或者只是流于表面。
Fairyproof技术团队试图从Base所基于的技术栈OP Stack来讨论Base系统的特点及其安全要点。
首先,我们来看看OP Stack技术栈的一些基本特性。
OP Stack是乐观团队开发的一种技术栈,用于构建第二层扩展系统。其架构图如下:
官方文件[3]解释了这个技术框架,我们认为比较重要的特性如下:
1. OP Stack的技术迭代及兼容性
根据乐观官方的说法,这个技术栈分两个阶段实现,第一个是现阶段的基岩,第二个是下一阶段的超级链。架构图中用圆圈标注的组件是按照乐观官方的说法提出来开发的,所以现在正在开发的可能性比较大,会在下一个阶段发布,也就是超链阶段。
虽然这一次技术栈的迭代分为两个阶段,但是根据官方文档,这一阶段实现的基岩版本会很好的兼容下一阶段的超链版本。
不过,官方文档中也提到,开发者可以基于基岩修改OP栈代码,开发定制的二层扩展方案,但这种定制的二层扩展方案可能无法兼容未来的Superchain。那么到底OP Stack的哪一部分组件或者架构会被定制和修改,从而造成兼容性问题呢?官方文件中没有详细描述。
2. OP Stack运行机制中的中心化问题
对于区块链系统来说,保持操作和技术架构的分散性对其整体安全性具有重要意义。在比特币白皮书中,中本聪把去中心化放在了极其重要的位置。因为这是保证系统避免单点故障和攻击的重要措施。
根据OP Stack的官方文档,目前的实现方案在两个方面存在集中操作的问题,一是事务排序,二是验证者的选择。
在OP栈架构中,目前集中操作的环节主要在于事务的排序。这项工作由序列发生器完成。
在目前OP Stack的实现中,默认只有一个排序器,对整个优化系统中的事务进行排序。这显然是一种更为集中的运作模式。
此外,官方文件还提到,还有一种方法是从多个排序器中选择一个来执行事务的排序任务。这是未来超链系统旨在实现的解决方案。如果实施该方案,可以进一步消除排序中的集中操作问题。
除了排序,验证者机制也有类似的问题。
OP Stack目前实现了Fraut证明机制。在该机制中,当超过一定阈值的验证者提交的状态证书与系统提交给以太坊的状态不匹配时,可以证明系统提交给以太坊的状态无效。
但在OP Stack的官方文档中,并没有提到这些考官是预选的,还是未经允许任何人都可以参加。
我们估计当前的验证者很有可能是团队预先选定的。如果是这样的话,当前的验证器也存在集中操作的问题。
在这方面,该小组提出,未来的实施方案是“防错最佳解决方案”。官方文件上说这个机制采用了未经许可的认证机制,但是具体如何实现的细节并没有公布。
3. 证明机制的可扩展性
在目前流行的两种Rollup方案中,最优性和ZK都需要向以太坊主网提交证书。前者提交错误证明(错误证明或欺诈证明),后者提交有效性证明。
在OP Stack中,证明的实现确实是由结算层完成的。目前的证明是错误证明,更确切地说是基于态度的错误证明。
但是在最优性团队的规划中,这部分也可以在未来支持有效性证明。至于什么时候会支持有效证明,根据官方文件,需要等到基于零知识证明的ZK方案成熟。
可见OP Stack在这方面留有想象空间,未来的最优性系统(超链)有可能同时支持两种证明方案。
4 第二层系统的安全性及活跃度
OP Stack在其官方文档中提出了衡量二层扩展系统可靠性的两个标准:安全性和活性。
系统的安全性由证明系统来保证,系统的活跃度由二层系统能否正常向主网(以太坊)提交交易来衡量。
在基于OP栈架构的系统中,当定序器无法正常工作时,为了保证二层系统仍能正常向以太坊主网提交事务,系统支持寻找其他能正常工作的定序器提交事务。
在更紧急的情况下,当连接以太坊主网的二层系统桥接功能被冻结(即系统的活跃度无法保证)时,用户在区块链主网的资产将被冻结。这是为了保证即使活动失败,用户(资产)的安全仍能得到保障。
这反映了团队在安全性和活动性之间平衡的结果:安全性高于活动性。
5. 系统的治理
架构图中的一层是治理层。这个治理层是官方规划中的一个去中心化的安全委员会。未来,这个委员会可以更新每个链的出席者,升级合同,并紧急暂停超级链的桥梁。
这个委员会有很强的控制力。
然而,目前的官方文件没有披露更多关于该委员会如何组成和如何工作的细节。
我们认为在本委员会中使用链上多重签名钱包或链下MPC技术来防止权限泄露或入侵可能是项目方将要采用的方式。
以上几点是我们视为OP Stack的技术栈的比较重要的特性和元素。因为基础系统将基于OP栈构建,所以基础系统也将继承上述特征。但除此之外,我们认为在基础系统中还有一些特殊的细节值得讨论。
那么接下来,我们来看看基础系统中的一些特殊细节和可能的实现方案。
根据比特币基地[1]发布的官方文件,我们比较重视以下几点:
一Base系统中费用的支付币种
比特币基地在官方文件中公开表示,系统未来不会发行代币,但系统及其运行在系统中的各种应用在向以太坊主网络提交交易时,会向以太坊支付手续费。所以最直接简单的办法就是向运行在Base上的应用收取ETH来支付以太坊的手续费。所以未来项目在基地上部署应用或者用户在基地上与应用进行交互时,很可能会将所支付的费用直接支付给ETH。
二Base系统中的无需许可涉及到的角色
CoinBase意味着第二层扩展系统Base将不需要用户的权限。
这里,防幻技术团队理解的用户是指在基地上部署项目的项目团队,以及与这些项目进行交互的用户。对于这些用户来说,他们可以在没有许可的情况下进行他们的上述活动。
但是,Base本身是一个二层扩展系统,系统本身也有一些需要参与者的角色。这些参与者主要起到维护系统安全,保证系统正常运行的作用。在以太坊的主网络中,最典型的参与者是验证者,而在第二层扩展中,最典型的参与者是负责事务排序的排序者和负责验证状态的验证者。
未经允许,每个人都可以做分拣员和状态验证员吗?Fairyproof团队认为,这个条件在目前的基础方案中是不具备的。更有可能的是,目前仍将使用经过认证的指定分拣员和状态验证员。
三Base系统对以太坊虚拟机(EVM)以及账户抽象的支持和实现方式
官方文件提到Base完全兼容以太网虚拟机(EVM)。所谓兼容的以太网虚拟机是指所有可以在以太网上运行的程序都可以直接在基础上运行,或者只需稍加修改。这一点继承了最优性或OP Rollup技术派的特点,便于在以太坊运行的各类项目方直接将其项目迁移到基地生态中。
CoinBase团队在这里指出了Base对账户抽象的支持,但没有给出详细的细节。
在这方面,我们的推测如下:
目前,在以太坊(EIP)的标准体系中,实现账户抽象的方案有很多,如EIP-2938[4]和EIP-4337[5]。但是,EIP-2938涉及以太坊共识层的修改,而EIP-4337只需要在智能契约层面实现。显然,在智能合约层面支持账户抽象是最便捷高效的方案。
此外,另一个知名的二层扩展系统zkSync[6]在其当前版本中也支持账户抽象,并在其官方文件[7]中明确指出其实现方案与EIP-4337非常相似。
因此,我们认为通过Base实现帐户抽象是基于EIP-4337。
四Base对跨链的支持
官方文件中提到,Base不仅连接以太坊,还连接其他二层扩展方案,甚至Solana等其他区块链主网(第1层)。
这意味着Base将具有各种跨链功能。这些交叉链接不仅会覆盖目前流行的区块链主链之间的交叉链接,还会覆盖以太坊第二层扩展系统之间的交叉链接,这些扩展系统目前还没有大规模实现和推广。
关于区块链主链之间的交叉链,目前OP Stack公布的官方文件似乎并没有提供太多细节。或许这部分内容目前不方便透露。所以我们认为,base所说的区块链主链交联的功能,要么是基于OP Stack还没有公开的内容,要么是Base自己要开发的功能。
至于二层扩展之间的交联,我们认为可以分为三类:最优卷积系统之间的交联,ZK卷积系统之间的交联,最优卷积和ZK卷积之间的交联。
目前,很少有团队对ZK汇总系统之间以及OP汇总和ZK汇总之间的交叉链提出相应的解决方案。至于OPRollups之间的跨链,OP Stack的公开文档中提到未来有可能在基于Superchain架构的第二层扩展系统之间实现便捷的跨链。
所以我们认为,目前基础系统所说的第二层扩展系统之间的跨链是指基于超链架构的第二层扩展系统之间的跨链。这是最容易也是最快实现的功能。
五Base的去中心化及实现方式
官方文件中提到,Base将会下放,但会分阶段实施。
根据OP Stack的官方文档,在目前实现的二层扩展系统方案中,定序器是以集中的方式指定的。OP Stack也提到了未来定序器指定机制将会去中心化(比如轮询)。
我们认为这也是Base演进的方向,将OP Stack中参与系统维护的集中式参与者(如定序器和证明器)逐渐去中心化。当这些参与者逐渐分散时,意味着一个角色的多个候选人有资格参与。而这些参与者想要参加活动,按照一般POS机制的规则,会需要抵押代币。
在目前的以太坊生态和优选生态中,以太坊主网层面作为抵押品的资产是ETH,优选层面作为抵押品的资产是OP令牌。
基础系统可能抵押的加密资产是什么?
比特币基地表示不会为base发行代币,所以我们从以太坊主网的抵押资产和优化系统判断,未来参与者在Base系统进一步去中心化后需要抵押的加密资产更有可能是ETH或OP代币。
综上所述,我们认为基于OP栈的基础系统具有良好的可扩展性。未来,如果能在交易排序和状态验证中引入进一步的去中心化机制,避免系统单点失效,并使用多重签名钱包或MPC技术管理安委会的权限,保证权限的安全性,这个系统在技术和操作上会更加安全、可靠、可信。
参考资料:
[1]https://www.coinbase.com/blog/introducing-base基地简介
[2]乐观主义,https://www.optimism.io/
[3]欢迎来到OP Stack,https://stack.optimism.io/
[4]https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-2938 EIP 2938号
[5]https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-4337 EIP 4337号
[6] zkSync,https://zksync.io/
[7]帐户抽象支持,
https://era . zksync . io/docs/dev/developer-guides/aa . html #先决条件