TLDR

A função principal do OP Succinct é integrar a 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 implantar o zkEVM Tipo-1 (totalmente equivalente ao Ethereum) dentro do OP Stack, utilizando Rust e SP1.

OP Proposer Conciso alcança geração de prova em paralelo, juntamente com agregação e verificação de prova.

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 Sucinto reduz o tempo de finalização da transação usando provas de conhecimento zero (ZK), eliminando a necessidade da extensão da janela à prova de fraude.

OP Succinct pode reduzir significativamente os custos de transação.

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

Fonte da imagem: Blockscout

1.1 Principais desenvolvimentos na rede principal do OP

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

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

• Disponibilidade de dados: As provas de falha garantem que todos os dados na Camada-2 sejam acessíveis e possam ser verificados pela Camada-1.
• Período de Desafio: Dentro de 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 que contesta pode emitir um desafio. O operador da Camada 2 deve apresentar prova para contestar 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 contestar com sucesso o desafio, a transação será finalizada e considerada válida.

1.2 A Relação e Diferenças Entre OP Stack e OP Labs

OP Labs é a equipe ou organização que desenvolve a solução Optimism, enquanto o OP Stack é um framework técnico usado 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 das soluções de Camada 2 do Optimism. É uma equipe ou organização dedicada à criação e melhoria de ferramentas técnicas relacionadas à escalabilidade do Ethereum, como os Optimistic Rollups. O principal objetivo da OP Labs é reduzir a carga na mainnet do Ethereum, diminuir os custos de transação e aumentar a velocidade das transações. A OP Labs também colabora com outros projetos, como o Succinct Labs, para avançar nas tecnologias de escalabilidade do Ethereum, como o OP Succinct, que se concentra na otimização de provas de conhecimento zero.

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

• OP Stack: O OP Stack é uma arquitetura modular ou pilha técnica usada para construir e escalar redes Ethereum Layer 2. É composto por 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 de Camada 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, Rollups Otimistas ou Rollups ZK) para atender às necessidades de vários projetos.

Essencialmente, a OP Labs pode ser vista como os desenvolvedores da Pilha OP, e a Pilha OP é a ferramenta técnica fornecida pela OP Labs para ajudar os desenvolvedores a construir e dimensionar redes Ethereum de Camada 2.

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

• op-geth: Coleta transações dos usuários e gera e executa blocos com base nessas transações.
• op-batcher: Agrupa transações de usuários e as submete à Camada 1.
• op-node: Lê os dados em lote da Camada 1 e impulsiona op-geth para a transição de estado no modo não sequenciador.
• op-proposer: Publica periodicamente raízes de saída para a Camada 1, capturando estados da Camada 2 e facilitando saques.

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

Fonte da imagem: Blog Sucinto

2.1 Componentes de Arquitetura Sucinta OP

Com base nos componentes da pilha OP descritos 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 é composto pelos seguintes quatro componentes principais:

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

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

A construção de zkEVM Rollups tem sido desafiadora devido à extensa expertise em criptografia necessária. Quando OP Labs desenvolveu a OP Stack modular, eles anteciparam o suporte a vários mecanismos de prova. Para isso, eles disponibilizaram o desenvolvimento do Kona (consulte o link de extensão 1) para implementar o STF de OP Stack Rollups usando Rust, possibilitando 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 do Tipo-1 usando código Rust padrão. Com o OP Succinct, o processo de atualização de qualquer cadeia OP Stack existente para um rollup zkEVM do Tipo-1 pode ser concluído em uma hora, oferecendo os seguintes benefícios:

• Confirmação ZKP Rápida: Reduz os atrasos de prova para meros minutos, substituindo a janela de disputa à prova de fraude de 7 dias.
• Eficiência de custo: os custos médios de transação são reduzidos a apenas alguns centavos.
• Alternando a Pilha OP para ZK: Ao implantar um contrato inteligente e lançar um serviço de proposta sucinta OP leve, as provas podem ser geradas por meio de chamadas de API (incluindo processamento em lote/sequenciador, nó OP, indexador, etc.).
• zkEVM Tipo-1: Todas as ferramentas e contratos inteligentes compatíveis com OP Stack Rollups são compatíveis com OP Succinct Rollups.
• Maior escalabilidade: O OP Succinct Rollup personalizável pode adicionar novas compilações prévias e modificar a lógica do Rollup conforme necessário.

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

• Implantar o contrato ZK L2OutputOracle.sol.
• Inicie o serviço de proposta OP Succinct (consulte o link de extensão do GitHub 2 para obter etapas detalhadas).

Fonte da imagem: Blog Sucinto — Atualizando a Pilha OP Rollup para Provas ZK

2.3 Construindo um zkEVM Tipo-1 Usando SP1 Reth

Succinct acredita que o futuro dos Rollups EVM está em zkEVM escrito na linguagem Rust, o que permite uma melhor manutenção. Atualmente, os Rollups OP enfrentam três grandes desafios: 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. O desenvolvimento de um zkEVM é um esforço de longo prazo, então o SP1 foi criado para enfrentar esses desafios.

SP1 é um zkVM de alto desempenho, totalmente personalizável, que é 100% de código aberto. Ele pode verificar a execução de programas arbitrários Rust (ou compilados em LLVM). De acordo com dados públicos, a OP Succinct Stack vem sendo executada com sucesso na OP Mainnet, OP Sepolia e na cadeia Base, com custos de prova de transação variando de $0.01 a $0.02 (consulte o link de extensão 3). No futuro, toda a infraestrutura de blockchain, incluindo Rollups, bridges 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 em relação a outros zkVMs derivam de vários fatores-chave:

• Arquitetura centrada em pré-compilação: O SP1 suporta um sistema de pré-compilação flexível, acelerando significativamente operações como verificação de assinatura secp256k1 e ed25519, hash sha256 e keccak256, e reduzindo em 5-10x as contagens de ciclos RISC-V para muitos programas. O objetivo é fornecer desempenho comparável aos circuitos ZK, mantendo a flexibilidade do zkVM e uma excelente experiência para desenvolvedores.
• Totalmente de código aberto: O SP1 é 100% de código aberto, permitindo que equipes como Argument e Scroll implementem pré-compilados personalizados, reduzindo os ciclos de contagem e acelerando os tempos de geração de prova.
• 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, oferecendo suporte a uma ampla gama de operações criptográficas críticas.
• Leitura/escrita de memória eficiente: SP1 utiliza um método inovador de prova de memória que alcança memória consistente em várias provas com um único desafio, evitando o overhead da memória Merkleizada.
• Otimizações Básicas de Eficiência: Utilizando um fator de expansão inferior e parâmetros de pesquisa de próxima geração (por exemplo, derivadas baseadas em logaritmo como LogUp), juntamente com a variante FRI em Plonky3, o SP1 melhora a eficiência de utilização da região de rastreamento.

Fonte da imagem: Blog Succinct - Veja a explicação no Apêndice do Link 4 da Extensão

3. Pode OP Succinct se tornar o trunfo da OP Stack contra o ZK Stack?

Crédito da imagem: @jtguibas

Se as soluções de escalonamento do Ethereum forem vistas como OP a curto prazo e ZK a longo prazo, o sucesso potencial do OP Succinct poderia marcar um marco significativo no caminho de desenvolvimento do Ethereum. O OP Succinct fornece um caminho atualizável para que os ETH Rollups façam a transição da verificação otimista para provas de conhecimento zero (ZKP). Essa mudança não apenas reduz os custos das transações, 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 Pilha OP atualmente parece ter uma ligeira vantagem sobre a Pilha ZK em termos de desenvolvimento do ecossistema. O futuro pode ver um efeito Mateus ainda mais pronunciado, onde a inclusão do OP Succinct poderia desviar parte do tráfego e potencial da Pilha ZK. Se o OP Succinct provar ser bem-sucedido, poderá até mesmo representar um desafio para Rollups tradicionais baseados em zkEVM.

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

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