TLDR

La fonction principale de OP Succinct est d'intégrer ZKP dans l'architecture modulaire de OP Stack, convertissant les Rollups de OP Stack en Rollups ZK entièrement vérifiés.

Si la solution d'évolutivité future d'Ethereum consiste à convertir tous les Rollups en ZK Rollups, OP Succinct vise à déployer Type-1 zkEVM (entièrement équivalent à Ethereum) au sein de la pile OP, en utilisant Rust et SP1.

OP Le Proposeur Succinct réalise la génération de preuve en parallèle, ainsi que l'agrégation et la vérification de preuve.

Le système de pile OP existant repose sur une « fenêtre de preuve de fraude de 7 jours », ce qui entraîne des retards de transaction en cas de litige. OP Succinct raccourcit le temps de finalité des transactions en utilisant des preuves ZK, éliminant ainsi le besoin de la fenêtre étendue de preuve de fraude.

OP Succinct peut réduire considérablement les coûts de transaction.

1. Dernière critique : Mises à jour du réseau principal OP et relation entre OP Stack et OP Labs

Source de l'image: Blockscout

1.1 Principaux développements sur le réseau principal OP

Au 30 mars 2024, OP Labs a annoncé la publication de "preuves de défaut" sur le testnet OP Sepolia, qui a été officiellement lancé sur OP Mainnet le 11 juin 2024. Cela marque la première étape vers la décentralisation, permettant aux utilisateurs de retirer de l'ETH et des jetons ERC-20 du OP Mainnet sans avoir besoin d'un tiers de confiance. Ce mécanisme permet aux utilisateurs de contester et de révoquer les retraits invalides (y compris Base, Metal, Mode et Zora).

Pour garantir la sécurité et la confiance des actifs des utilisateurs, Optimism utilise des preuves de faute pour vérifier l'exactitude et la validité des transactions sur chaîne et prévenir les actions malveillantes. Les principes clés incluent :

• Disponibilité des données: Les preuves de défaillance garantissent que toutes les données de la couche 2 sont accessibles et peuvent être vérifiées par la couche 1.
• Période de défi : Pendant une période de défi spécifique, n'importe qui peut contester les données sur la couche 2.

Si une divergence entre les données de la couche 2 et les données de la couche 1 est trouvée, la partie contestant peut lancer un défi. L'opérateur de la couche 2 doit fournir une preuve pour contrer le défi et vérifier la véracité des données. Finalité : Si aucun défi valable ne survient pendant la période de défi ou si l'opérateur de la couche 2 réussit à contrer le défi, la transaction est finalisée et considérée comme valide.

1.2 La relation et les différences entre OP Stack et OP Labs

OP Labs est l'équipe ou l'organisation qui développe la solution Optimism, tandis que OP Stack est un cadre technique utilisé pour construire et mettre à l'échelle des réseaux Ethereum de couche 2. La relation entre OP Labs et OP Stack peut être vue comme la relation entre les développeurs et leurs outils de développement.

• OP Labs : OP Labs est le contributeur principal du projet Optimism, responsable du développement et de la maintenance des solutions de couche 2 Optimism. Il s'agit d'une équipe ou d'une organisation dédiée à la création et à l'amélioration d'outils techniques liés à l'évolutivité d'Ethereum, tels que les rollups optimistes. L'objectif principal d'OP Labs est de réduire la charge sur le réseau principal d'Ethereum, de diminuer les coûts de transaction et d'augmenter la vitesse des transactions. OP Labs collabore également avec d'autres projets, tels que Succinct Labs, pour faire progresser les technologies d'évolutivité d'Ethereum comme OP Succinct, qui se concentre sur l'optimisation des preuves de connaissance nulle.

OP Labs est l'équipe principale ou l'organisation responsable du développement et de la maintenance du réseau Optimism. Leur objectif est de créer une solution d'échelle efficace pour Ethereum, en se concentrant sur la réduction des frais de transaction et l'augmentation de la vitesse des transactions. Ils développent non seulement des Rollups Optimistes, mais poussent également de nouvelles technologies liées aux preuves de connaissances nulles, telles que OP Succinct en partenariat avec Succinct Labs.

• OP Stack : OP Stack est une architecture modulaire ou une pile technique utilisée pour construire et mettre à l'échelle des réseaux Ethereum de couche 2. Il se compose de plusieurs composants personnalisables, permettant aux développeurs de construire leurs propres chaînes de couche 2 en fonction de exigences spécifiques. Il offre une approche standardisée aux développeurs pour mettre rapidement en place des réseaux d'expansion de couche 2 adaptés à des conditions spécifiques.

OP Stack, développé par OP Labs, offre un cadre modulaire qui fournit l'infrastructure fondamentale pour construire des réseaux de couche 2. Les développeurs peuvent utiliser OP Stack pour créer rapidement différents réseaux d'expansion. La conception modulaire permet aux utilisateurs de choisir de manière flexible différents mécanismes de vérification (par exemple, Optimistic Rollups ou ZK Rollups) pour répondre aux besoins de différents projets.

En essence, OP Labs peut être considéré comme les développeurs d'OP Stack, et OP Stack est l'outil technique fourni par OP Labs pour aider les développeurs à construire et à mettre à l'échelle les réseaux de couche 2 d'Ethereum.

Avant de plonger dans OP Succinct, il est important de présenter les quatre principaux composants de chaque pile OP :

• op-geth: Collecte les transactions des utilisateurs et génère et exécute des blocs basés sur ces transactions.
• op-batcher: Regroupe les transactions des utilisateurs et les soumet à la couche 1.
• op-node: Lit les données en lot de la couche 1 et pilote op-geth pour la transition d'état en mode non-séquenceur.
• op-proposer: Publie périodiquement les racines de sortie vers la couche 1, capture les états de la couche 2 et facilite les retraits.

2. Succinct Labs collabore avec OP Labs pour introduire les éléments ZK dans la pile OP

Source de l'image : Blog Succinct

2.1 Composants d'architecture concis OP

S'appuyant sur les composants de la pile OP décrits dans la section 1.2, OP Succinct est une mise à niveau légère de la pile OP qui permet aux chaînes d'utiliser des blocs vérifiés par ZK tout en conservant les autres composants (op-geth, op-batcher et op-node) inchangés. OP Succinct se compose des quatre principaux composants suivants :

• Programme Range : Un programme qui traite les blocs par lot, écrit en Rust et conçu pour fonctionner dans le zkVM.
• Programme d'agrégation: agrège des preuves du programme Range pour réduire les coûts de vérification on-chain, également écrit en Rust et conçu pour s'exécuter dans le zkVM.
• OP Oracle de sortie succincte L2 : Un contrat intelligent Solidity contenant un tableau de sorties d'état L2, dont chacune s'engage à l'état de la chaîne L2. Ce contrat existe dans le système Optimism d'origine mais a été modifié pour utiliser la vérification de la preuve comme mécanisme d'authentification.
• OP Proposant Succinct : observe les lots de transactions publiés sur L1 et gère la génération de preuves pour les programmes Range et Aggregation.

2.2 Comment OP Succinct s'intègre-t-il dans le récit de mise à l'échelle d'Ethereum?

La construction de zkEVM Rollups a été difficile en raison de l'expertise étendue en cryptographie requise. Lorsque OP Labs a développé le module OP Stack, ils ont prévu de prendre en charge divers mécanismes de preuve. À cette fin, ils ont ouvert le développement de Kona (voir lien d'extension 1) pour mettre en œuvre le STF d'OP Stack Rollups en utilisant Rust, ce qui permet finalement la génération de preuves à connaissance nulle (ZKP) pour OP Stack via Kona et le programme SP1. Cela signifie qu'en théorie, n'importe quelle chaîne OP Stack peut être mise à niveau pour utiliser ZKP.

L'objectif de SP1 (Succinct Processor 1) est de permettre aux développeurs d'intégrer de manière transparente des rollups zkEVM de type 1 en utilisant du code Rust standard. Avec OP Succinct, le processus de mise à niveau de n'importe quelle chaîne de blocs OP existante en un rollup zkEVM de type 1 peut être terminé en une heure, offrant les avantages suivants :

• Confirmation rapide de ZKP : réduit les retards de preuve à quelques minutes seulement, remplaçant la fenêtre de litige de preuve de fraude de 7 jours.
• Efficacité des coûts : les coûts de transaction moyens sont réduits à quelques centimes seulement.
• Passage de la pile OP à ZK : En déployant un contrat intelligent et en lançant un service de proposition OP succinct léger, des preuves peuvent être générées via des appels d'API (y compris le traitement par lots/séquenceur, le nœud OP, l'indexeur, etc.).
• Type-1 zkEVM : Tous les outils et contrats intelligents compatibles avec les Rollups de la pile OP sont compatibles avec les Rollups succincts OP.
• Scalabilité accrue : Le rollup succinct personnalisable OP peut ajouter de nouveaux précompiles et modifier la logique Rollup selon les besoins.

Selon la documentation officielle de GitHub, le processus ne nécessite que l'installation de Rust, Foundry et Docker pour mettre à niveau n'importe quel rollup OP existant vers un rollup zkEVM de type 1. Le processus simplifié implique deux étapes :

• Déployer le contrat ZK L2OutputOracle.sol.
• Lancer le service de proposition succincte OP (voir le lien d'extension GitHub 2 pour les étapes détaillées).

Source de l'image: Succinct Blog - Mise à niveau de la pile OP Rollup vers ZK Proofs

2.3 Construction d'un zkEVM de type 1 en utilisant SP1 Reth

Succinct estime que l'avenir des EVM Rollups réside dans le zkEVM écrit en langage Rust, ce qui permet une meilleure maintenabilité. Actuellement, les Rollups OP font face à trois défis majeurs : la fenêtre de preuve de fraude de 7 jours, l'interopérabilité complexe et la dépendance dans certains cas sur les mécanismes de données multi-groupe plutôt que sur les preuves de fraude. Le développement d'un zkEVM est un effort à long terme, c'est pourquoi SP1 a été créé pour relever ces défis.

SP1 est une zkVM haute performance, entièrement personnalisable et 100% open-source. Il peut vérifier l’exécution de programmes arbitraires compilés en Rust (ou en LLVM). Selon les données publiques, la pile succincte OP a fonctionné avec succès sur le réseau principal OP, l’OP Sepolia et la chaîne de base, avec des coûts de transaction allant de 0,01 $ à 0,02 $ (voir le lien d’extension 3). À l’avenir, toute l’infrastructure blockchain, y compris les rollups, les ponts et les coprocesseurs, sera probablement écrite en Rust (ou dans d’autres langages compilés par LLVM) et tirera parti de ZKP.

Basé sur les résumés du blog Succinct et du contenu open-source sur GitHub, les avantages de performance de SP1 par rapport à d'autres zkVMs découlent de plusieurs facteurs clés:

• Architecture centrée sur la précompilation : SP1 prend en charge un système de précompilation flexible, accélérant considérablement les opérations telles que la vérification de signature secp256k1 et ed25519, le hachage sha256 et keccak256, et réduisant les cycles RISC-V de 5 à 10 fois pour de nombreux programmes. Il vise à offrir des performances comparables aux circuits ZK tout en maintenant la flexibilité de zkVM et une excellente expérience de développement.
• Entièrement open-source: SP1 est 100% open-source, permettant à des équipes comme Argument et Scroll de mettre en œuvre des précompilations personnalisées, réduisant les cycles et accélérant les temps de génération de preuve.
• Norme de l'industrie: Depuis son lancement, l'idée de précompilations internes pour les zkVM est devenue une norme de l'industrie, influençant des projets tels que RISC0, Valida, Nexus et Jolt. SP1 est le seul zkVM prêt pour la production, prenant en charge un large éventail d'opérations cryptographiques critiques.
• Lecture/écriture de mémoire efficace: SP1 utilise une méthode innovante de preuve de mémoire qui permet d'obtenir une mémoire cohérente sur plusieurs preuves avec un seul défi, évitant ainsi les frais généraux d'une mémoire Merkleisée.
• Optimisations de base de l'efficacité : utilisation d'un facteur de gonflement inférieur et de paramètres de recherche de nouvelle génération (par exemple, dérivées basées sur les logarithmes comme LogUp), ainsi que la variante FRI dans Plonky3, SP1 améliore l'efficacité de l'utilisation de la région de traçage.

Source de l'image : Blog Succinct - Voir l'explication en annexe dans le lien de l'extension 4

3. OP Succinct peut-il devenir l’atout d’OP Stack contre ZK Stack ?

Crédit image: @jtguibas

Si les solutions de mise à l'échelle d'Ethereum sont considérées comme OP à court terme et ZK à long terme, le succès potentiel de OP Succinct pourrait marquer une étape importante dans le parcours de développement d'Ethereum. OP Succinct offre un chemin évolutif pour que les Rollups ETH passent de la vérification optimiste aux preuves de connaissance nulle (ZKP). Ce changement non seulement réduit les coûts de transaction, mais augmente également la vitesse des transactions tout en préservant les caractéristiques de sécurité et de confidentialité des ZK Rollups, ouvrant de nouvelles possibilités d'expansion de la couche d'application à l'avenir.

Parmi les quatre principales solutions de couche 2 reconnues, OP Stack semble actuellement avoir un léger avantage sur ZK Stack en termes de développement de l'écosystème. L'avenir pourrait voir un effet Matthew encore plus prononcé, où l'inclusion d'OP Succinct pourrait détourner une partie du trafic et du potentiel de ZK Stack. Si OP Succinct s'avère être un succès, cela pourrait même constituer un défi pour les Rollups traditionnels basés sur zkEVM.

Cependant, de la logique opérationnelle présentée jusqu'à présent, un aspect critique émerge : comment les développeurs peuvent-ils s'assurer que les risques à l'échelle du système, causés par des vulnérabilités inconnues lors de la modification de la fonction de transition d'état (STF) ou de l'ajout de nouveaux précompilés, sont détectés en temps opportun ? Il s'agit d'un domaine qui mérite une attention à long terme.

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