Trình biên dịch: Alex Liu, Foresight News

Ethereum đã thành công trong việc mang lại một hệ sinh thái ứng dụng phi tập trung phát triển mạnh, nhưng những thách thức về khả năng mở rộng của nó cũng ngày càng tăng. Các nhà phát triển phải đối mặt với một lựa chọn khó khăn: giới hạn chức năng và sự phong phú dữ liệu của các ứng dụng của họ hoặc đưa ra phí gas cao và giới hạn sử dụng gas. Điều gì sẽ xảy ra nếu các nhà phát triển có cách khắc phục những hạn chế này?

Thép, kết nối RISC Zero và Ethereum

RISC Zero là một trong những nhà phát triển zkVM lớn và nếu bạn đã nghe nói về zkEVM trong tai nhưng không biết zkVM từng chữ là gì, bạn có thể tham khảo bài viết này. Bản phát hành mới nhất của RISC Zero là Steel, một thư viện bằng chứng cuộc gọi dựa trên hợp kim cách mạng hóa cách các nhà phát triển tương tác với Ethereum L1 hoặc các chuỗi EVM khác. Tận dụng zk-SNARK và RISC Zero zkVM, Steel cho phép các nhà phát triển thực hiện các cuộc gọi xem theo cách có thể mở rộng, an toàn và tiết kiệm chi phí, đồng thời đọc và tính toán trạng thái Ethereum một cách rõ ràng.

Sự tiện lợi của Solidity, sức mạnh của ZK

Thép thu hẹp khoảng cách giữa phát triển ứng dụng Ethereum và công nghệ không có kiến thức, giúp các nhà phát triển dễ dàng khai thác sức mạnh của ZK trong hợp đồng thông minh của họ. Kết hợp với các khả năng của RISC Zero zkVM, Steel cho phép các nhà phát triển xây dựng các ứng dụng an toàn, có thể mở rộng và hiệu quả hơn trên Ethereum L1 hoặc bất kỳ on-chain tương đương EVM nào.

Với Steel, các nhà phát triển có thể:

• Thực thi Solidity hợp đồng thông minh trực tiếp trong zkVM, tương thích với logic on-chain phức tạp hơn
• Truy cập trạng thái Ethereum lịch sử trong zkVM
• Tính toán được thực hiện bằng cách sử dụng tiếp tục, bất kể kích thước khối và dữ liệu giao dịch
• Đảm bảo tính toán off-chain an toàn và đáng tin cậy như chúng được thực hiện on-chain
• Tận dụng zkVM sẵn sàng sản xuất đầu tiên đã được kiểm tra và sử dụng nghiêm ngặt bởi các đối tác khao khát
• Tính toán tư nhân của trạng thái Ethereum
• Duy trì tính linh hoạt với cơ sở mã Mã nguồn mở không phụ thuộc vào nhà cung cấp

Tích hợp liền mạch và tiết kiệm chi phí

Với Steel, thực hiện lệnh gọi view cũng đơn giản như chỉ định phương thức Solidity mong muốn. Cho dù đó là truy xuất mọi thứ từ số dư ERC-20 Token (ví dụ) đến truy cập trạng thái Ethereum, Steel hợp lý hóa quy trình đồng thời đảm bảo tính bảo mật và hiệu quả bằng cách tích hợp liền mạch với RISC Zero zkVM. Thử nghiệm đã chỉ ra rằng Steel có khả năng xử lý hơn 100K hoạt động SLOAD trong một cuộc gọi xem duy nhất, tiết kiệm k đô la phí gas trên Mạng chính. Chúng ta có thể chứng minh điều đó trong khoảng 15 phút bằng cách sử dụng cây cảnh, đòi hỏi ít nhất 210M gas, gấp 7 lần so với giới hạn khối.

Ví dụ: ERC20 balanceOf

Đoạn mã sau đây thể hiện quá trình chứng minh số dư của hợp đồng ERC-20 được triển khai trên Ethereum tại một Địa chỉ cụ thể sử dụng Thép. Ví dụ này cho thấy cách nhà phát triển có thể tận dụng Steel để tương tác với dữ liệu Ethereum on-chain trong zkVM. Mã đầy đủ có thể được xem nhấn vào đây.

Xác định chữ ký hàm chế độ xem

Đầu tiên, sử dụng sol! macro để xác định chữ ký hàm balanceOf cho ERC-20. Thao tác này sẽ phân tích cú pháp Solidity để tạo cấu trúc Rust tương ứng thực hiện đặc điểm SolCall và có thể được sử dụng để gọi phương thức balanceOf, chấp nhận tài khoản Địa chỉ và trả về số dư ERC-20 Token liên quan.

Sẵn sàng gọi

Tiếp theo, thiết lập cuộc gọi bằng cách khởi tạo cấu trúc balanceOfCall với tài khoản Địa chỉ đích. Đồng thời, xác định hằng số cho hợp đồng Địa chỉ bạn muốn truy vấn và Địa chỉ của người gọi.

Thực hiện cuộc gọi trong Main

Chức năng chính được thực thi trong zkVM, tạo ra zk-SNARK. Đầu tiên nó đọc môi trường đầu vào và sau đó xây dựng một đối tượng ViewCallEnv để đảm bảo rằng trạng thái hiện tại phù hợp với gốc trạng thái dự kiến. Sau khi Khối Hàm băm và số có liên quan được gửi, một cuộc gọi xem được thực hiện và số dư được in.

Cách thức hoạt động

Steel đơn giản hóa việc thực thi bằng cách chứng minh mã Solidity trong RISC Zero zkVM theo ba bước:

1. Giai đoạn trước chuyến bay: Bắt đầu trước chuyến bay bằng cách thực hiện cuộc gọi xem đến Ethereum RPC Nút lưu trữ các khe lưu trữ cần thiết và điền vào cơ sở dữ liệu EVM chỉ với dữ liệu cần thiết cho truy vấn. Tất cả các vị trí được tự động phát hiện và tìm nạp dựa trên các cuộc gọi xem.
2. Xác thực lưu trữ: Thực hiện kiểm tra tính toàn vẹn lưu trữ để đảm bảo rằng dữ liệu trong cơ sở dữ liệu EVM được căn chỉnh với gốc trạng thái của Blockchain để xác nhận tính hợp pháp của nó.
3. Thực thi Solidity: Chạy một hàm Solidity nhất định trên EVM bên trong RISC Zero zkVM.

Điều này khác với Bằng chứng lưu trữ như thế nào?

Với bằng chứng lưu trữ truyền thống, các nhà phát triển phải chọn thủ công các vị trí lưu trữ được sử dụng bởi hợp đồng thông minh của họ và triển khai lại logic hợp đồng thông minh. Với Steel, tất cả các khe lưu trữ được tự động phát hiện và tìm nạp dựa trên các cuộc gọi xem. Điều này giúp các nhà phát triển tiết kiệm rất nhiều thời gian và giảm khả năng xảy ra lỗi triển khai, giúp giảm nguy cơ vi phạm bảo mật.

Nhận Khối Hàm băm đã xác minh

Khi xác thực bằng Mã thao tác blockhash trong một Ethereum hợp đồng thông minh, cam kết được xác thực phải tham chiếu không quá 256 Khối Khối Hàm băm cũ. Xem xét rằng khối thời gian trung bình là 12 giây, điều này đặt khung thời gian hẹp khoảng 50 phút để hoàn thành việc tạo bằng chứng và xác nhận rằng giao dịch xác minh được bao gồm trong một Khối.

Khi cần on-chain Khối Hàm băm đã xác minh cũ hơn 256 Khối, bạn có thể sử dụng một trong một số chiến lược:

• Khi bạn biết trước những Khối Hàm băm nào sẽ cần thiết (ví dụ: khi bắt đầu đề xuất quản trị), bạn có thể lưu Khối Hàm băm đó vào trạng thái hợp đồng.
• Một cách tiếp cận khác là sử dụng RISC Zero để chứng minh chuỗi Hàm băm từ Khối của truy vấn đến một trong 256 Khối Khối cuối cùng.

Tương lai của các ứng dụng on-chain

Hình dung một tương lai nơi tính toán off-chain sẽ được tích hợp liền mạch với xác minh on-chain. Steel đóng góp vào tầm nhìn này bằng cách cho phép các nhà phát triển truy cập và tính toán lịch sử hoàn chỉnh của Ethereum trong zkVM một cách đáng tin cậy, cho phép tạo ra thế hệ tiếp theo của các ứng dụng on-chain giàu dữ liệu và mạnh mẽ hơn.