TLDR

A função principal do OP Succinct é integrar ZKP na arquitetura modular do OP Stack, convertendo os Rollups do OP Stack em ZK Rollups totalmente verificados.

Se a solução de escalabilidade futura do Ethereum for converter todos os Rollups em ZK Rollups, o OP Succinct tem como objetivo implementar Type-1 zkEVM (totalmente equivalente ao Ethereum) dentro da pilha OP, utilizando Rust e SP1.

OP O Propositor Sucinto alcança a geração de provas em paralelo, juntamente com a agregação e verificação de provas.

O sistema existente de pilha OP depende de uma 'janela à prova de fraude de 7 dias', o que causa atrasos nas transações se surgirem disputas. O OP Conciso reduz o tempo de finalização das transações usando provas ZK, eliminando a necessidade da janela estendida à prova de fraude.

OP Succinct pode reduzir significativamente os custos de transação.

1. Revisão recente: Atualizações da OP Mainnet e a relação entre OP Stack e OP Labs

Fonte da imagem: Blockscout

1.1 Principais desenvolvimentos na rede principal da OP

A partir de 30 de março de 2024, a OP Labs anunciou o lançamento de 'provas de falhas' na rede de testes OP Sepolia, que foi oficialmente lançada na rede principal OP em 11 de junho de 2024. Isso marca o primeiro passo em direção à descentralização, permitindo que os usuários retirem ETH e tokens ERC-20 da rede principal OP sem a necessidade de uma terceira parte confiável. Este mecanismo permite que os usuários desafiem e revoguem retiradas inválidas (incluindo Base, Metal, Mode e Zora).

Para garantir a segurança e a confiança dos ativos dos utilizadores, o Optimism utiliza provas de falha para verificar a precisão e validade das transações na cadeia e prevenir ações maliciosas. Os princípios chave incluem:

• Disponibilidade de Dados: As provas de falha garantem que todos os dados na Camada-2 são acessíveis e podem ser verificados pela Camada-1.
• Período do desafio: Durante um período de desafio específico, qualquer pessoa pode contestar dados na camada 2.

Se for encontrada uma discrepância entre os dados da Camada-2 e da Camada-1, a parte em disputa pode emitir um desafio. O operador da Camada-2 deve apresentar prova para contrariar o desafio e verificar a correção dos dados. Finalidade: Se nenhum desafio válido ocorrer dentro do período de desafio ou se o operador da Camada-2 contrariar com sucesso o desafio, a transação é finalizada e considerada válida.

1.2 A Relação e Diferenças Entre OP Stack e OP Labs

OP Labs é a equipe ou organização responsável pelo desenvolvimento da solução Optimism, enquanto OP Stack é um quadro técnico utilizado para construir e dimensionar redes Ethereum de Camada 2. A relação entre OP Labs e OP Stack pode ser vista como a relação entre desenvolvedores e suas ferramentas de desenvolvimento.

• OP Labs: A OP Labs é a principal contribuidora para o projeto Optimism, responsável pelo desenvolvimento e manutenção de soluções Optimism Layer 2. É uma equipe ou organização dedicada à criação e melhoria de ferramentas técnicas relacionadas à escalabilidade do Ethereum, como o Optimistic Rollups. O principal objetivo da OP Labs é reduzir a carga na rede principal do Ethereum, diminuir os custos das transações e aumentar a velocidade das transações. A OP Labs também colabora com outros projetos, como a Succinct Labs, para avançar as tecnologias de escalabilidade do Ethereum, como o OP Succinct, que se concentra na otimização das provas de conhecimento zero.

OP Labs é a equipe principal ou organização responsável pelo desenvolvimento e manutenção da rede Optimism. Seu objetivo é criar uma solução de escalabilidade eficiente para Ethereum, focando na redução das taxas de transação e no aumento da velocidade das transações. Eles não estão apenas desenvolvendo Optimistic Rollups, mas também impulsionando novas tecnologias relacionadas a provas de conhecimento zero, como OP Succinct em parceria com a Succinct Labs.

• OP Stack: OP Stack é uma arquitetura modular ou stack técnico usado para construir e escalar redes Ethereum Layer 2. Consiste em vários componentes personalizáveis, permitindo que os desenvolvedores construam suas próprias cadeias Layer 2 de acordo com requisitos específicos. Ele fornece uma abordagem padronizada para os desenvolvedores configurarem rapidamente redes de expansão Layer 2 adaptadas a condições específicas.

OP Stack, desenvolvido pela OP Labs, oferece um framework modular que fornece a infraestrutura fundamental para a construção de redes Layer 2. Os desenvolvedores podem usar o OP Stack para criar rapidamente diferentes redes de expansão. O design modular permite que os usuários escolham de forma flexível diferentes mecanismos de verificação (por exemplo, Optimistic Rollups ou ZK Rollups) para atender às necessidades de vários projetos.

Em essência, OP Labs pode ser vista como os desenvolvedores da OP Stack, e a OP Stack é a ferramenta técnica fornecida pela OP Labs para ajudar os desenvolvedores a construir e escalar as redes Ethereum de Camada 2.

Antes de mergulhar no OP Succinct, é importante apresentar os quatro principais componentes de cada Pilha OP:

• op-geth: Reúne transações de utilizadores e gera e executa blocos com base nessas transações.
• op-batcher: Agrupa transações do utilizador e submete-as à Camada 1.
• op-node: Lê dados em lote da Camada 1 e aciona op-geth para transição de estado em modo não-sequenciador.
• op-proposer: Publica periodicamente as raízes de saída para a Camada 1, capturando os estados da Camada 2 e facilitando as retiradas.

2. A Succinct Labs colabora com a OP Labs para introduzir os Elementos ZK na pilha OP

Fonte da imagem: Blog Succinct

2.1 Componentes de Arquitetura Sucinta OP

Com base nos componentes da pilha OP delineados na seção 1.2, o OP Succinct é uma atualização leve para a pilha OP que permite que as cadeias usem blocos verificados por ZK, mantendo os outros componentes (op-geth, op-batcher e op-node) inalterados. O OP Succinct consiste nos seguintes quatro componentes principais:

• Programa de Intervalo: Um programa que processa blocos em lote, escrito em Rust e projetado para ser executado dentro do zkVM.
• Programa de Agregação: Agrega provas do Programa de Intervalo para reduzir os custos de verificação on-chain, também escrito em Rust e projetado para ser executado no zkVM.
• OP Oráculo de Saída L2 Sucinto: Um contrato inteligente Solidity contendo uma matriz de saídas de estado L2, cada uma das quais se compromete com o estado da cadeia L2. Este contrato existe no sistema original Optimism, mas foi modificado para usar a verificação de prova como mecanismo de autenticação.
• OP Propositor Sucinto: Observa lotes de transações publicados no L1 e gere a geração de prova para os programas de Intervalo e Agregação.

2.2 Como OP Succinct se encaixa na narrativa de escalabilidade do Ethereum?

Construir zkEVM Rollups tem sido desafiador devido à extensa experiência em criptografia necessária. Quando OP Labs desenvolveu o modular OP Stack, eles anteciparam o suporte a vários mecanismos de prova. Para isso, eles tornaram open-source o desenvolvimento do Kona (ver link de extensão 1) para implementar o STF do OP Stack Rollups usando Rust, permitindo, em última análise, a geração de provas de conhecimento zero (ZKP) para OP Stack através do Kona e do programa SP1. Isso significa que, teoricamente, qualquer cadeia OP Stack pode ser atualizada para usar ZKP.

O objetivo do SP1 (Succinct Processor 1) é permitir que os desenvolvedores integrem de forma transparente rollups zkEVM tipo 1 usando código Rust padrão. Com o OP Succinct, o processo de atualização de qualquer cadeia OP Stack existente para um rollup zkEVM tipo 1 pode ser concluído em uma hora, oferecendo os seguintes benefícios:

• Confirmação rápida de ZKP: Reduz os atrasos de prova para meros minutos, substituindo a janela de disputa à prova de fraude de 7 dias.
• Eficiência de custos: Os custos médios de transação são reduzidos para apenas alguns cêntimos.
• Alternar pilha OP para ZK: Ao implantar um contrato inteligente e lançar um serviço de proposta OP Sucinto leve, as provas podem ser geradas através de chamadas de API (incluindo processamento em lote/sequenciador, nó OP, indexador, etc.).
• zkEVM do Tipo 1: Todas as ferramentas e contratos inteligentes compatíveis com OP Stack Rollups são compatíveis com OP Succinct Rollups.
• Escalabilidade aumentada: O OP Succinct rollup personalizável pode adicionar novos pré-compiladores e modificar a lógica Rollup conforme necessário.

De acordo com a documentação oficial do GitHub, o processo só requer a instalação do Rust, Foundry e Docker para atualizar qualquer rollup OP Stack existente para um rollup zkEVM Tipo-1. O processo simplificado envolve dois passos:

• Implementar o contrato ZK L2OutputOracle.sol.
• Iniciar o serviço de proposta concisa OP (consulte o link de extensão do GitHub 2 para obter os passos detalhados).

Fonte da imagem: Blog Succinct - Atualizando OP Stack Rollup para Provas ZK

2.3 Construção de um zkEVM de Tipo 1 Usando SP1 Reth

A Succinct acredita que o futuro dos EVM Rollups reside no zkEVM escrito na linguagem Rust, o que permite uma melhor manutenção. Atualmente, os Rollups OP enfrentam três desafios principais: a extensa janela de prova de fraude de 7 dias, a interoperabilidade complexa e a dependência de mecanismos de dados de vários grupos em alguns casos, em vez de provas de fraude. Desenvolver um zkEVM é um esforço de longo prazo, por isso o SP1 foi criado para enfrentar esses desafios.

SP1 é um zkVM de alto desempenho, totalmente personalizável que é 100% open-source. Pode verificar a execução de programas arbitrários Rust (ou compilados em LLVM). Segundo dados públicos, o OP Succinct Stack tem estado em execução com sucesso na OP Mainnet, OP Sepolia e na cadeia Base, com custos de prova de transação variando entre $0.01 e $0.02 (consulte o link de extensão 3). No futuro, toda a infraestrutura de blockchain, incluindo Rollups, pontes e coprocessadores, provavelmente será escrita em Rust (ou outras linguagens compiladas em LLVM) e aproveitará a ZKP.

Com base em resumos do blog Succinct e conteúdo de código aberto do GitHub, as vantagens de desempenho do SP1 sobre outros zkVMs decorrem de vários fatores-chave:

• Arquitetura centrada em pré-compilação: O SP1 suporta um sistema de pré-compilação flexível, acelerando significativamente operações como a verificação de assinaturas secp256k1 e ed25519, o hashing sha256 e keccak256, e reduzindo o número de ciclos RISC-V em 5-10x para muitos programas. O objetivo é fornecer desempenho comparável aos circuitos ZK mantendo a flexibilidade do zkVM e uma excelente experiência para o desenvolvedor.
• Totalmente Open-Source: SP1 é 100% open-source, permitindo que equipes como Argumento e Scroll implementem pré-compilações personalizadas, reduzindo contagens de ciclos e acelerando os tempos de geração de provas.
• Padrão da Indústria: Desde o seu lançamento, a ideia de pré-compilações internas para zkVMs tornou-se um padrão da indústria, influenciando projetos como RISC0, Valida, Nexus e Jolt. O SP1 é o único zkVM pronto para produção, suportando uma ampla gama de operações criptográficas críticas.
• Leitura/escrita de memória eficiente: O SP1 utiliza um método inovador de prova de memória que alcança uma memória consistente em várias provas com um único desafio, evitando o overhead da memória Merkleizada.
• Otimizações básicas de eficiência: Utilizando um fator de ampliação inferior e parâmetros de pesquisa de última geração (por exemplo, derivadas baseadas em log como LogUp), juntamente com a variante FRI em Plonky3, SP1 melhora a eficiência da utilização da região de traços.

Fonte da imagem: Blog Sucinto — Consulte a explicação do Apêndice no Link de Extensão 4

3. Pode OP Succinct tornar-se a carta trunfo da OP Stack contra ZK Stack?

Crédito da imagem: @jtguibas

Se as soluções de escalabilidade do Ethereum forem consideradas OP a curto prazo e ZK a longo prazo, o potencial sucesso do OP Succinct poderá marcar um marco significativo no caminho de desenvolvimento do Ethereum. O OP Succinct fornece um caminho atualizável para as ETH Rollups transitarem da verificação otimista para as provas de conhecimento zero (ZKP). Essa mudança não apenas reduz os custos de transação, mas também aumenta a velocidade das transações, preservando os atributos de segurança e privacidade dos ZK Rollups, abrindo novas possibilidades para a expansão da camada de aplicação no futuro.

Entre as quatro principais soluções de Camada 2 reconhecidas, a OP Stack atualmente parece ter uma ligeira vantagem sobre a ZK Stack em termos de desenvolvimento do ecossistema. O futuro pode trazer um efeito Matthew ainda mais pronunciado, onde a inclusão do OP Succinct pode desviar parte do tráfego e do potencial da ZK Stack. Se o OP Succinct se mostrar bem-sucedido, ele pode até representar um desafio para os Rollups tradicionais baseados em zkEVM.

No entanto, a partir da lógica operacional apresentada até agora, um aspecto crítico emerge: como podem os desenvolvedores garantir que os riscos em toda a sistema, causados por vulnerabilidades desconhecidas ao modificar a função de transição de estado (STF) ou adicionar novos pré-compilados, sejam detetados de forma atempada? Esta é uma área que merece atenção a longo prazo.

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