Що таке валідіуми і як вони працюють?
Валідіуми: пояснення
Валідіуми — це рішення масштабування другого рівня, покликане оптимізувати роботу Ethereum за рахунок обробки транзакцій поза основним блокчейном.
Валідіуми в першу чергу відповідають за зниження навантаження на блокчейн Ethereum, обробляючи більшість транзакцій поза мережею та надсилаючи на основну мережу лише стислі докази для верифікації. Такий підхід до обробки транзакцій поза мережею суттєво підвищує пропускну здатність і зменшує перевантаженість основної мережі, забезпечуючи більш ефективну та економічну взаємодію з Ethereum.
Завдяки цьому підходу безпека та цілісність транзакцій забезпечується регулярними доказами валідності, які перевіряються в основному блокчейні, навіть коли більшість даних обробляються поза мережею. Перевірка точності позамережевих обчислень гарантує, що зміни стану відповідають правилам Ethereum.
Валідіуми забезпечують суттєве покращення масштабованості та швидкості обробки транзакцій за рахунок переміщення даних транзакцій з основної мережі. Це особливо корисно для систем з високою пропускною здатністю та децентралізованих додатків (DApps).
Як працюють валідіуми: поетапний процес
Валідіуми групують і обробляють транзакції поза мережею, надсилаючи докази валідності до основної мережі Ethereum для перевірки.
Валідіуми працюють за допомогою низки етапів, розроблених для оптимізації обробки транзакцій та покращення масштабованості. Основні етапи включають:
Етап 1: Відправлення транзакції
Користувачі починають транзакції, надсилаючи їх оператору валідіума, який відповідає за управління процесом обробки поза мережею.
Етап 2: Групування та обробка поза мережею
Оператор збирає кілька транзакцій і організовує їх у групи. Обробка цих груп здійснюється поза мережею. Порівняно з обробкою кожної транзакції окремо в основній мережі, цей позамережевий підхід значно підвищує пропускну здатність транзакцій.
Оператори відіграють важливу роль в управлінні ланцюгами валідіуму. Вони відповідають за збір транзакцій, їх групування та створення доказів з нульовим розголошенням (Zero-Knowledge), які підтверджують ці групові транзакції.
Етап 3: Генерація доказів
Докази з нульовим розголошенням (ZK-докази) є ключовими для роботи валідіумів. Оператор генерує ZK-докази після обробки транзакцій. Ці криптографічні докази демонструють, що зміни стану відповідають правилам мережі Ethereum і що позамережеві обчислення виконувалися правильно. Важливо, що ZK-докази забезпечують це, зберігаючи конфіденційність, тобто не розкриваючи деталей транзакцій.
Етап 4: Верифікація доказів
Згенеровані ZK-докази завантажуються до основної мережі Ethereum разом із станом-комітментом, криптографічним представленням останнього стану позамережевої системи. Смарт-контракт основної мережі перевіряє достовірність доказів. Перевірка забезпечує безпеку та остаточність транзакцій, перевіряючи правильність позамережевих обчислень і відповідність зміненого стану правилам блокчейну.
Як валідіуми використовують основну мережу Ethereum для безпеки
Незважаючи на те, що валідіуми є позамережевими процесорами транзакцій, вони все ще залежать від основної мережі Ethereum для забезпечення безпеки. Комітменти стану та ZK-докази, створені оператором, повертаються до основної мережі Ethereum. Це забезпечує перевірку та безпеку позамережевих операцій.
Валідіуми використовують потужну модель безпеки Ethereum завдяки криптографічним доказам, які зв’язують ці позамережеві операції з основною мережею. Поєднання переваг позамережевої обробки з безпекою основної мережі дозволяє валідюмам досягати високої масштабованості, гарантуючи при цьому захист цілісності транзакцій блокчейн-мережею Ethereum.
Чим відрізняються воліція та валідіуми?
Хоча і валідіум, і воліція є рішеннями масштабування другого рівня (L2) для Ethereum, вони відрізняються підходом до доступності даних.
Воліція пропонує користувачам гнучкість вибору між використанням поза- та ончейну для зберігання даних про транзакції, забезпечуючи підвищений рівень безпеки та гнучкості за трохи вищу вартість. Натомість валідіум зберігає дані виключно поза мережею, пріоритизуючи масштабованість та зменшення витрат, але з деякими компромісами щодо безпеки порівняно з ончейн-рішеннями.
Rollups проти валідіумів
І валідіуми, і Rollups є рішеннями L2 для масштабування Ethereum; однак їхні протоколи безпеки та доступність даних відрізняються.
Rollups забезпечують підвищений рівень безпеки та спрощення верифікації шляхом обробки транзакцій поза мережею із зберіганням даних на блокчейні. Натомість валідіум оптимізує зниження витрат і підвищення масштабованості, підтримуючи трохи нижчий рівень безпеки через зберігання даних поза мережею. Ця різниця впливає на витрати, гнучкість та рівень безпеки обох рішень.
Переваги валідіумів
Валідіуми є привабливим рішенням масштабування другого рівня для мережі Ethereum і пропонують декілька важливих переваг, зокрема швидші транзакції, знижені комісії та потенційне посилення конфіденційності.
Однією з ключових переваг є прискорення обробки транзакцій. Обробляючи транзакції поза основною мережею, валідіуми знижують обчислювальне навантаження на Ethereum, що призводить до швидших транзакцій і покращення ефективності роботи мережі. Ця особливість особливо корисна для DApps і платформ із високою пропускною здатністю.
Крім того, валідіуми значно знижують витрати на газ. Оскільки більшість даних транзакцій та обчислень відбуваються поза мережею, витрати, пов’язані з виконанням транзакцій, суттєво зменшуються. Це робить валідіуми бажаним вибором для користувачів, які часто взаємодіють із Ethereum, але стурбовані високими трансакційними комісіями.
Також валідіуми пропонують потенціал для посилення конфіденційності. Оскільки валідіуми обробляють дані поза мережею, деталі транзакцій не потрібно публічно розкривати в основній мережі Ethereum. Натомість вони перевіряються за допомогою доказів із нульовим розголошенням, що підтверджують транзакції без розкриття конфіденційної інформації. Це важливо для користувачів і компаній, які надають перевагу приватності у своїх взаємодіях із блокчейном.
Виклики для систем валідіумів
Можливими недоліками валідіумів є проблеми з доступністю даних і ризики централізації, пов’язані з роллю оператора.
Однією з основних проблем є доступність даних. Оскільки валідіуми зберігають дані транзакцій поза мережею, існує ризик втрати цих даних або їх недоступності, якщо позамережеве рішення зберігання зазнає збою або буде скомпрометовано. Це може перешкоджати можливості перевіряти транзакції та зберігати цілісність історії блокчейну.
Іще одна потенційна проблема — це ризик централізації, пов’язаний із оператором. У системі валідіумів оператори відіграють важливу роль у збиранні транзакцій, генерації доказів з нульовим розголошенням і поданні комітментів стану до основної мережі Ethereum. Така центральна роль може створити єдину точку відмови, якщо оператори діятимуть недобросовісно або не виконуватимуть своїх обов’язків належним чином. Покладення на обмежену кількість операторів також концентрує владу й довіру в руках кількох осіб, що може підривати децентралізований принцип блокчейн-технологій.
Ці виклики підкреслюють важливість впровадження надійних заходів безпеки та стратегій зниження ризиків для систем валідіумів, щоб забезпечити їх успішний баланс між масштабованістю та безпекою при збереженні децентралізації та довіри.
