Auteur original : Chercheur chez YBB Capital Ac-Core

TL;DR

• La fonction principale fournie par OP Succinct est d'intégrer le ZKP dans l'architecture modulaire d'OP Stack pour convertir OP Stack Rollup en ZK Rollup entièrement vérifié;
• Si l'avenir d'Éther n'est pas de convertir chaque Rollup en ZK Rollup, l'objectif de OP Succinct est de déployer le Type-1 zkEVM de OP Stack (entièrement équivalent à Ethereum) en combinant Rust et SP 1.
• OP Proposeur Succinct a principalement achevé la génération parallèle de preuves, l'agrégation et la vérification des preuves ;
• Le système existant de la pile OP dépend de la "fenêtre antifraude de 7 jours", qui prolonge la vérification des transactions en cas de litige. OP Succinct utilise des preuves ZK pour réduire le temps nécessaire à l'achèvement des transactions et élimine ainsi la nécessité d'étendre la fenêtre antifraude.
• OP Succinct peut grandement réduire les coûts de transaction.

一、近期回顾：OP Mainnet 近况以及 OP Stack 与 OP Labs

Source de l'image : Blockscout

1.1 OP Mainnet 近期发展要点

Le 30 mars 2024, OP Labs a publié la "preuve de panne" sur le réseau de test OP Sepoila, et a officiellement publié la preuve de panne sur le réseau principal OP le 11 juin 2024, faisant avancer la décentralisation à la première étape. Cela permet aux utilisateurs de retirer de l'ETH et des jetons ERC-20 du réseau principal OP, ce qui leur permet de contester et de supprimer les retraits invalides sans avoir besoin de tiers de confiance (y compris Base, Metal, Mode et Zora).

Pour garantir la sécurité et la confiance des actifs des utilisateurs, Optimism utilise la preuve de défaillance pour améliorer l'exactitude et l'efficacité des transactions off-chain et empêcher les comportements malveillants, dont les principes comprennent :

• Disponibilité des données: La preuve de défaillance garantit d'abord que toutes les données sur Layer-2 sont accessibles et peuvent être vérifiées par Layer-1 ;
• Période de défi : Pendant une période de défi donnée, toute personne peut contester les données sur Layer-2.

Si quelqu'un découvre que les données de la couche 2 ne correspondent pas aux données de la couche 1, ils peuvent soulever un défi. Preuve soumise: en cas de contestation, l'opérateur de la couche 2 doit fournir des preuves pour contester ces contestations et prouver la justesse de ses données; Finalité: en l'absence de contestation valable pendant la période de défi, ou si l'opérateur de la couche 2 réussit à contester avec succès les contestations, la transaction sera finalement confirmée et considérée comme valide.

1.2. La relation et la différence entre Stack OP et OP Labs

OP Labs est l'équipe ou l'organisation qui développe la solution Optimism, et OP Stack est un framework technologique pour la construction et l'extension d'un réseau de couche 2 ETH. La relation entre OP Labs et OP Stack peut être comprise comme celle entre un développeur et ses outils de développement.

• OP Labs:

OP Labs is a core contributor to the Optimism project, responsible for developing and maintaining the Optimism Layer 2 solution. It is a team or organization focused on building and improving technical tools related to ETH blockchain expansion, such as Optimistic Rollups. The main goal of OP Labs is to alleviate the load on the ETH Mainnet and improve transaction speed through Layer 2 scaling solutions. OP Labs also collaborates with other projects, such as Succinct Labs, to further advance ETH blockchain expansion technologies, such as OP Succinct, focusing on optimizing zk-SNARKs.

OP Labs est l'équipe ou l'organisation principale qui développe et entretient le réseau Optimism. Leur objectif est de construire une solution efficace pour étendre Ethereum, en se concentrant sur la réduction du blanchiment de capitaux et l'augmentation de la vitesse des transactions. Ils sont responsables du développement des rollups optimistes et promeuvent activement de nouvelles technologies liées aux preuves de connaissance nulle, telles que la collaboration avec Succinct Labs pour le OP Succinc.

• OP Stack:

OP Stack est une architecture modulaire ou une pile technologique utilisée pour construire et étendre le réseau de couche 2 d'Ethereum. Il est composé de plusieurs composants personnalisables qui permettent aux développeurs de construire leur propre chaîne de couche 2 en fonction de leurs besoins spécifiques. Il offre un moyen standardisé pour que les développeurs puissent rapidement mettre en place un réseau d'extension de couche 2 conforme à des conditions spécifiques.

OP Stack est un framework modulaire développé par OP Labs. Ce framework fournit l'infrastructure de base pour construire un réseau de couche 2, les développeurs peuvent utiliser OP Stack pour construire rapidement différents réseaux d'extension. Grâce à la conception modulaire d'OP Stack, il permet aux utilisateurs de choisir facilement différents mécanismes de validation (tels que les rollups optimistes ou ZK Rollups) pour répondre aux besoins de différents projets.

OP Labs peut être compris comme les développeurs d'OP Stack, qui est un ensemble d'outils technologiques fournis par OP Labs pour aider les développeurs à construire et étendre un réseau de couche 2 pour Ethereum.

Avant de comprendre OP Succinct, il est nécessaire de comprendre les quatre composants principaux de chaque pile OP : 1. op-geth : obtenir des transactions des utilisateurs et générer des Blocs à partir de ces transactions, et exécuter les Blocs ; 2. op-batcher : regrouper les transactions des utilisateurs et les soumettre à L1 ; 3. op-node : lire les données groupées à partir de L1 et piloter op-geth pour la transition d'état en mode non-trieur ; 4. op-proposer : publier régulièrement des racines de sortie à L1 pour capturer l'état L2, facilitant ainsi le traitement des retraits.

Deuxièmement, Succinct Labs et OP Labs s'associent pour injecter des éléments ZK dans OP Stack

Source de l'image : blog Succinct

2.1 Composition de l'architecture OP Succinct

En combinant le contenu de la section 1.2 ci-dessus "Les quatre principaux composants de la pile OP" , OP Succinct est une mise à niveau légère de la pile OP qui permet à la chaîne d'utiliser uniquement des Blocs vérifiés par ZK, tout en maintenant les trois autres composants inchangés (op-geth, op-batcher et op-node). OP Succinct est principalement composé des quatre éléments suivants :

• Programme de portée (Range Program) : il s'agit d'un programme écrit en Rust qui exécute des lots de Bloc, conçu pour être exécuté dans zkVM ;
• Programme d'agrégation. : Une preuve de programme de portée d'agrégation, avec un coût de vérification off-chain Goutte, ce programme est également écrit en Rust et conçu pour être exécuté dans zkVM ;
• OP Succinct L2 Output Oracle.：Un contrat intelligent Solidity qui contient un tableau de sorties L2, chaque sortie étant une soumission de l'état de la chaîne L2. Ce contrat existe déjà dans le système d'origine d'Optimism, mais a été modifié pour utiliser la validation de preuve comme mécanisme d'identification;
• OP Proposeur Succinct: observe les lots de transactions publiés sur L1 et contrôle la preuve du programme de portée et du programme d'agrégation.

2.2 OP Succinct raconte une histoire de mise à l'échelle d'Éther.

La construction de zkEVM Rollup est extrêmement difficile en raison de connaissances spécialisées en cryptographie. L'équipe d'OP Labs a pris en compte la prise en charge de divers mécanismes de validité lors de la construction de la pile modulaire OP Stack, et a développé en Open Source Kona (voir lien d'extension 1) pour implémenter en Rust la fonction de transition d'état STF (logique de transition d'état des transactions) sous OP Stack Rollup, et finalement générer une Preuve de Zéro Connaissance (ZKP) pour OP Stack à l'aide de Kona et du programme SP 1, ce qui permet théoriquement de mettre à niveau toutes les chaînes de OP Stack et d'utiliser ZKP.

L'objectif de SP 1 (Succinct Processor 1) est de permettre à n'importe quel développeur d'intégrer sans problème le rollup Type-1 zkEVM à l'aide du code Rust standard et de mettre à niveau n'importe quelle chaîne OP Stack existante en rollup Type-1 zkEVM en seulement 1 heure avec OP Succinct, tout en offrant les performances élevées nécessaires aux applications. Cela offre les avantages suivants :

• Confirmation rapide du ZKP : raccourcir la preuve à quelques dizaines de minutes pour « remplacer » la période d’interrogatoire de 7 jours à l’épreuve de la fraude ;
• Réduire les coûts et améliorer l'efficacité : le coût moyen de chaque transaction peut être aussi bas que quelques centimes ;
• Passer de la pile OP à ZK : il suffit de déployer un smart contract et de démarrer un service de proposition OP Succinct léger (voir ci-dessous) pour générer des preuves via des appels API (y compris le processeur/batcher, le nœud OP, l'indexeur, etc.).
• Type-1 zkEVM: Tous les outils compatibles avec OP Stack Rollup et les Smart Contracts sont également compatibles avec OP Succinct Rollup;
• Amélioration de la scalabilité : adoption d'OP Succinct rollup personnalisable, possibilité d'ajouter de nouveaux précompilations et de modifier la logique Rollup.

Selon le GitHub officiel, le processus ne nécessite que l'installation de Rust, Foundry et Docker pour mettre à niveau tout OP Stack rollup existant vers le rollup zkEVM de type 1, et le processus est simplifié en deux étapes : 1. Déployer le contrat ZK L2 OutputOracle.sol ; 2. Démarrer le service de proposition OP Concis (voir le lien GitHub étendu 2 pour le processus).

Mettre à niveau OP Stack Rollup en tant que preuve ZK, Source de l'image : Blog Succinct

2.3 Utilisation de SP 1 Reth pour construire Type-1 zkEVM

Succinct estime que l'avenir d'EVM Rollup sera un zkEVM maintenable écrit en Rust. Actuellement, OP Rollup est confronté principalement à trois problèmes : une fenêtre de 7 jours pour la preuve de fraude, une interopérabilité complexe et, dans certains cas, une dépendance à des ensembles de données multiples plutôt qu'à la preuve de fraude. De plus, la création de zkEVM est un processus à long terme, c'est pourquoi SP 1 a été développé pour résoudre ces problèmes.

SP 1 est un zkVM hautement performant, 100% Open Source et entièrement personnalisé, capable de vérifier l'exécution de programmes Rust (ou de langage de compilation LVM) arbitraires. Selon des données publiques, OP Succinct Stack a déjà fonctionné avec succès sur OP Mainnet, OP Sepolia et Base off-chain, et a réalisé un coût de preuve de 0,01 à 0,02 USD dans les transactions ETH (voir le lien étendu 3). Il est également prévu que toutes les infrastructures de blocs (y compris Rollup, les ponts, les coprocesseurs, etc.) soient écrites en Rust (ou dans un autre langage compilé par LLVM) et exploitent la ZKP.

Selon le résumé du blog Succinct et du contenu Open Source sur GitHub, les différences de performance entre SP 1 et les autres zkVM sont principalement causées par plusieurs facteurs clés :

• Une architecture centrée sur la précompilation : SP 1 prend en charge un système de précompilation flexible, capable d'accélérer considérablement diverses opérations (telles que la vérification de signature secp 256 k 1 et ed 25519, les fonctions de hachage sha 256 et keccak 256), ce qui réduit le nombre de cycles RISC-V pour de nombreux programmes de 5 à 10 fois. Son objectif de conception est de fournir des performances comparables aux circuits ZK, tout en préservant la flexibilité et l'expérience de développement de zkVM.
• Entièrement Open Source : SP 1 est à 100% Open Source, permettant aux équipes comme Argument et Scroll de mettre en œuvre des précompilations personnalisées, réduisant considérablement les cycles de compte et accélérant le temps de génération de la preuve ;
• Norme de l'industrie : Depuis son lancement, l'idée de précompilation interne de zkVM est devenue la norme de l'industrie, intégrée à des projets tels que RISC 0, Valida, Nexus et Jolt. SP1 est le seul zkVM prêt pour la production, avec une précompilation qui prend largement en charge les opérations de chiffrement importantes.
• Lecture/écriture mémoire efficace : SP 1 utilise une méthode novatrice de preuve de mémoire, en utilisant un seul défi pour réaliser une mémoire cohérente de plusieurs preuves, évitant ainsi les coûts liés à la mérialisation de la mémoire ;
• Optimisation de base de l'efficacité : en utilisant un facteur de destruction plus faible et de nouveaux paramètres de recherche de nouvelle génération (tels que LogUp basé sur la dérivée logarithmique) ainsi que des variantes FRI dans Plonky 3, l'efficacité d'utilisation de la zone de suivi a été améliorée.

Source de l'image : Succinct Blog, voir l'annexe 4 pour plus d'informations

Troisième, OP Succinct peut-il devenir l'arme secrète d'OP Stack contre ZK Stack ?

Source de l'image : @jtguibas

Si le plan d'expansion d'Éther court terme regarde OP, à long terme, il regarde ZK. En supposant que OP Succinct réussisse, il sera considéré comme un jalon important dans la trajectoire de développement d'Éther. OP Succinct fournit un chemin évolutif pour passer de la vérification optimiste à la preuve de connaissance nulle pour les rollups ETH, ce qui non seulement réduit les coûts de transaction, mais améliore également la vitesse des transactions, tout en préservant la sécurité et l'anonymat des ZK rollups, apportant de nouvelles possibilités pour l'explosion de la couche d'application dans le futur.

Parmi les quatre grands rois reconnus de la couche 2, il semble que, du point de vue du développement de l'écosystème du projet, OP Stack soit légèrement supérieur à ZK Stack à ce stade. À l'avenir, l'effet Matthieu pourrait se manifester davantage. Avec l'ajout de OP Succinct, il a également absorbé une partie du trafic et du potentiel de ZK Stack. Si OP Succinct peut être réalisé à l'avenir, cela pourrait également avoir un certain impact sur le Rollup zkEVM traditionnel.

Cependant, selon le contenu exprimé publiquement à ce stade, il n'est pas difficile de constater dans la logique de fonctionnement de OP Succinct, comment assurer que les développeurs détectent rapidement les risques systémiques causés par les vulnérabilités inconnues lors de la modification des fonctions STF ou de l'ajout de nouvelles fonctions précompilées, cela nécessite que nous suivions à long terme.

Liens d'extension :

（1）

（2）

（3）

（4）