En août de l’année dernière, nous avons publiéZeth, le premier zkEVM de type 1 construit en utilisant le RISC Zero zkVM, qui a permis aux développeurs d’inscrire l’exécution de l’EVM en ZK. Puis cette annéeen mai, nous avons mis à niveau Zethpour prendre en charge les rollups optimistes dans le cadre deRFP de la Fondation Optimism, permettant aux développeurs de générer des preuves de validité qui consacrent la dérivation de rollup en zéro connaissance.

Aujourd’hui, nous annonçons Kailua, un ensemble logiciel pour mettre à niveau les rollups optimistes vers les rollups ZK hybrides, avec sa première implémentation soutenue par Optimism’sKonamoteur de transition d’état rollup. Kailua n’exécute pas seulement de manière transparente Kona non modifié dans le zkVM, mais introduit son propre jeu novateur à l’épreuve des défauts qui fait progresser l’état actuel de l’art en matière de résolution des litiges en réduisant les exigences de garantie et les retards de finalité !

Kailua

À ne pas confondre avec la ville du district hawaïen de Kona, Kailua est un ensemble d’outils et de contrats pour migrer les rollups des systèmes de preuve de faute longs et interactifs aux preuves de faute ZK courts et non interactifs générées à l’aide du RISC Zero zkVM. Ses principaux composants sont :

1. Un ensemble de contrats pour les litiges dans ZK, actuellement compatible uniquement avec les rollups de la pile OP.
2. Un outil CLI pour migrer automatiquement les rollups vers des preuves de faute ZK.
3. Un agent de proposition d’état qui fait avancer l’état du rollup selon les règles du jeu ZK.
4. Un agent de validation de rollup qui conteste et prouve toute défaillance de transition d’état dans ZK.

Remarque : La version minimale de la pile OP requise pour utiliser Kailua est V1.4 car elle exploite le contrat DisputeGameFactory au lieu du contrat L2OutputOracle obsolète.

Kailua résout les problèmes de base de Rollup

Le jeu de dispute de Kailua combine la preuve à connaissance nulle avec le paradigme de rollup optimiste dans un système hybride novateur qui améliore la sécurité et les performances tout en réduisant les coûts opérationnels et les retards de finalité! Ceci est résumé dans le tableau ci-dessous:

Cela permet d’économiser sur les frais de preuve

Contrairement aux ZK Rollups, le paradigme hybride de Kailua permet aux rollups non seulement de fonctionner normalement sans se soucier des coûts et des délais de preuve constants, mais aussi de soulager leurs utilisateurs de tout coût supplémentaire de preuve, qui s’accumulent et deviennent non négligeables dans certains cas :

• Les rollups qui subventionnent les frais de transaction pour leurs utilisateurs pourraient ne pas vouloir supporter les coûts supplémentaires.
• Les rollups qui rencontrent fréquemment des blocs vides pourraient trouver la charge de preuve ajoutée insoutenable.
• Les Rollups avec des temps de bloc très faibles exacerbent les deux problèmes ci-dessus.
• Les rollups avec des contrats de précompilation personnalisés nécessitent des efforts d’ingénierie spécialisés supplémentaires pour une preuve accélérée.

Dans la conception novatrice de Kailua, les coûts de résolution d’un litige à l’aide de ZK sont entièrement supportés par les parties malhonnêtes, qu’il s’agisse d’un demandeur ou d’un validateur défectueux!

Il réduit les exigences de participation

Un cumul utilisant Kailua peut maintenir sa sécurité en toute sécurité tout en externalisant toutes les charges de travail de vérification ! En effet, les validateurs de Kailua peuvent toujours émettre les transactions de défi nécessaires pour assurer la sécurité de leurs cumuls avant même d’avoir calculé les preuves pour les justifier. Par conséquent, cela signifie qu’au lieu de se soucier de la mise en place d’une infrastructure de preuve potentiellement complexe et coûteuse, Kailua Hybrid Rollups peut s’appuyer sur une infrastructure de marché de preuve décentralisée commeRISC Zero’s Boundlessen cas de besoin avec des garanties de sécurité et de vivacité pour leurs demandes de preuve!

Cela réduit les coûts de garantie existants du rollup

Les coûts d’exploitation réduits par rapport aux ZK Rollups sont formidables, mais ça devient encore mieux ! Kailua réduit également les coûts de garantie nécessaires pour exécuter un rollup de « linéaire par rapport au nombre de propositions / défis » à un coût constant ! Cela signifie que même pendant de longues périodes de finalité, la garantie minimale requise par les parties honnêtes pour maintenir la sécurité et la vivacité du système peut être réduite de plusieurs ordres de grandeur, de dizaines de milliers à des centaines (en USD) !

ELI5: Le jeu Kailua Fault Proof

Tout d’abord, récapitulons le mécanisme de base des jeux de litiges actuels sur rollup. Le jeu de bisection de Truebit a introduit la capacité de résoudre les litiges sur le résultat d’un calcul déterministe long à travers des rounds répétés d’interactions de défi-réponse. Ce mécanisme a été la base de la sécurité dans les rollups optimistes, qui offrent une opportunité sensible au temps pour jouer le jeu afin de garantir l’intégrité du registre de deuxième couche. La sensibilité au temps assure la viabilité du rollup, mais comporte un risque pour sa sécurité, car les joueurs honnêtes dans le jeu de bisection peuvent ne pas faire leurs mouvements à temps, ou peuvent ne pas avoir suffisamment de fonds pour jouer autant d’instances du jeu que les joueurs malhonnêtes. Cependant, ses hypothèses cryptographiques sous-jacentes sont minimes, ce qui en a fait un choix très pratique.

Retards de finalité

Les règles des jeux de litige basés sur la dissection impliquent plusieurs types de périodes de « timeout » accordées aux joueurs pour effectuer des mouvements. Les deux plus notables sont :

1. Le délai avant qu’un résultat incontesté soit définitif et ne puisse plus être bissecté.
2. Le délai avant qu’un litige ouvert soit résolu et que les joueurs ne puissent plus participer.

Ces deux délais contribuent à ce qu’on appelle communément la « période de finalité ». Dans les conceptions actuelles, un attaquant pourrait sacrifier sa propre garantie pour déclencher plusieurs fois le délai ultérieur, épuisant potentiellement les ressources des défenseurs. Ce vecteur d’attaque a été central pour la sécurité des rollups, y compris Arbitrum, qui adopte actuellement un nouveau protocole de litige (BoLD) qui vise à établir de manière probante une limite supérieure constante d’environ 6,3 jours pour le délai d’attente des litiges ouverts.

Spoiler : Gate réduit ce délai à aussi peu qu’une heure ! Et élimine le potentiel d’attaques d’épuisement des ressources !

Entrer dans ZK à usage général

Les preuves de connaissance nulle peuvent être utilisées à la place du jeu de la bisection comme mécanisme non interactif pour résoudre tout litige sur l’état du rollup. Cette nature à usage unique signifie que le temps alloué à la résolution des litiges peut être considérablement réduit au temps nécessaire pour prouver un seul bloc!

Hybride est le meilleur des deux mondes

Bien qu’un tel changement de mécanique puisse sembler raisonnable, ce n’est toujours pas une introduction optimale de ZK dans le jeu des différends optimistes ! Au lieu d’exiger des preuves uniquement pour démontrer qu’un état de cumul proposé n’est pas valide, on pourrait également tirer parti des preuves zk pour démontrer la validité, même dans un cadre optimiste ! En gardant à l’esprit la dualité des preuves, Kailua exige seulement des challengers qu’ils signalent leur « intention » de contester une proposition, empêchant la finalisation de cette proposition jusqu’à ce qu’une preuve de défaut ou de validité soit soumise pour réfuter le challenger ou le proposant, et retirer leurs actions respectives du jeu. Par conséquent, cela permet à Kailua de soulager le rollup de s’inquiéter du fait que les temps de preuve ne soient potentiellement pas aussi courts que ce dernier délai d’attente.

Moins (beaucoup moins) d’exigences en matière de garantie

Mais non seulement Kailua élimine les longs délais de finalité dus aux transactions interactives de défi-réponse, mais il supprime également une grande partie de la garantie requise pour maintenir les cumuls ! Les joueurs du jeu de bisection doivent miser des pièces de garantie distinctes dans chaque instance du jeu auquel ils jouent. Cela est principalement dû au fait qu’un joueur peut perdre dans une instance de jeu simplement parce qu’il ne répond pas à temps, ce qui ne dit rien de son honnêteté en général. Remarquablement, Kailua surmonte cette limitation avec les litiges ZK ! Dans Kailua, si un joueur conteste une proposition, et que cette proposition s’avère valide par la suite, alors Kailua disqualifie ce joueur en raison de sa malhonnêteté avérée ! Ce simple changement signifie que les challengers n’ont plus qu’à mettre en place des garanties pour jouer le rôle d’un challenger, puis à lancer autant de défis que nécessaire, plutôt que de mettre en place des garanties distinctes par défi ou partie. Fait remarquable, la même réduction collatérale s’applique également en toute sécurité aux proposants en raison du même raisonnement sans crainte d’attaque par un riche proposant qui peut spammer le système.

De l’essence aux vapeurs

Cependant, rarement autant d’avantages viennent gratuitement! Par rapport aux rollups optimistes, il y a un coût supplémentaire de publication des données dans cette conception hybride qui est nécessaire pour éliminer les interactions requises dans un jeu de dissection. Nous avons conçu Kailua pour rendre ce coût en DA négligeable par rapport aux coûts de preuve complète dans un ZK Rollup, ce qui entraîne un surcoût par transaction dans Kailua inversement lié au TPS!

Dans un rollup de Kailua où un défi/preuve concerne une séquence de blocs de rollup K, le proposeur de Kailua doit publier au plus N/K hachages en tant que “données de point de contrôle” lors de la proposition d’une transition d’état qui fait avancer le rollup de N blocs. K est le nombre de blocs non vides couverts par chaque défi/preuve, et est un paramètre configurable qui détermine les coûts de litige. Nous disons au plus N/K, car le nombre de points de contrôle requis peut être largement réduit s’il y a de nombreux blocs vides dans une proposition.

En cas d’un rollup relativement actif avec très peu de blocs vides, les frais généraux ci-dessus seraient négligeables, car il s’agirait d’un coût supplémentaire de publication de seulement 32/K octets supplémentaires par bloc. Avec K=1, pour le mainnet d’Optimism par exemple, cela équivaut à publier un seul blob toutes les 2 heures et 15 minutes, ce qui est comparable àtaux de proposition existant de la mainnet OP, et bien en dessous deLes coûts de DA pour une telle période. Avec le TPS actuel et un coût de 3 $ par blob, cela représente moins de 0,0001 $ par tx !

Cependant, dans le cas d’un rollup qui connaît une utilisation faible de l’espace de blocs (par exemple, en raison de temps de blocs très bas), la surcharge de publication naïve de N/K hachages peut être impraticable, mais Kailua n’est pas naïf ! Dans ce cas, la condition de création d’un point de contrôle peut utiliser un second paramètre, E, qui indique le nombre maximum de blocs vides que le point de contrôle peut couvrir. Un point de contrôle de 32 octets (hachage de bloc/état) est ensuite nécessaire pour couvrir une séquence de blocs contenant au plus E blocs vides ou K blocs non vides. Heureusement, E peut être un nombre significativement plus grand que K, en fonction du coût pour prouver que les blocs sont vides.

Utiliser Kailua Aujourd’hui

Kailua subit actuellement un développement rapide et ne convient qu’aux environnements de test et non à la production. Nous continuerons à améliorer et à faire évoluer Kailua en ajoutant de nouvelles fonctionnalités, en optimisant les coûts et les performances, et en prenant éventuellement en charge davantage de piles de rollup ! Kailua est un projet entièrement open source publié sous RISC Zero’sGithub.

C’est facile!

Le CLI Kailua vous permet de déployer facilement un OP devnet local et de le mettre à niveau pour utiliser des preuves de faute ZK avec seulement quelques commandes. Ensuite, vous pouvez utiliser le CLI pour lancer le proposant et le validateur, et interagir avec votre devnet local comme vous le feriez normalement. Si vous êtes intéressé par le test du véritable jeu de litige en cas de fautes, vous pouvez utiliser le CLI pour interagir anormalement comme vous ne le feriez pas normalement, et provoquer des propositions défectueuses et observer le défi du validateur et les rejeter en utilisant le RISC Zero zkVM!

C’est pratique

Enfin, ce ne serait pas un article de blog RISC Zero sur une nouvelle version sans quelques comptes de cycles! Le tableau ci-dessous montre quelques benchmarks OP Mainnet, qui sont accompagnés de quelques avertissements.

1. Ces chiffres diffèrent de Zeth car le moteur de dérivation et d’exécution sous-jacent est basé uniquement sur Kona d’Optimism, qui est conçu avec quelques abstractions de haut niveau en tête qui profiteront à nos optimisations prévues pour l’adapter à RISC Zero zkVM.
2. Chaque preuve est destinée à la dérivation et à l’exécution d’un seul bloc L2. La preuve par lots d’une séquence de plusieurs blocs peut être optimisée pour produire un nombre de cycles par bloc considérablement plus petit en partageant les coûts de dérivation des données, qui sont relativement plus importants.
3. Nous avons une gamme d’accélérateurs cryptographiques qui seront bientôt intégrés avec le zkVM, ce qui réduira considérablement les coûts de cycle de Kailua.

Malgré l’augmentation presque quadruplée des cycles par rapport à op-zeth, les coûts de preuve par transaction dans ce tableau sont deux à cinq fois meilleurs grâce aux améliorations apportées au prouveur RISC Zero.

Avertissement：

1. Cet article est reproduit à partir de [risczero], Tous les droits d’auteur appartiennent à l’auteur original [Rami Khalil]. If there are objections to this reprint, please contact the Porte Apprendrel’équipe, et ils s’en occuperont rapidement.
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