Lançamento do Opside Litepaper V2: Apresentando um mecanismo ZK-PoW de várias cadeias

O que é Oside?

Opside é uma plataforma descentralizada ZK-RaaS ( ZK-Rollup as a Service ), bem como uma rede PoW (Proof of Work) que facilita a mineração ZKP (Zero-Knowledge Proof). Ele emprega um mecanismo de consenso híbrido que combina PoS e PoW. Essa plataforma oferece um recurso exclusivo para desenvolvedores Web3, ou seja, a capacidade de gerar cadeias de aplicativos zkEVM com um único clique. A multiplicidade de ZK-Rollups traz uma necessidade substancial de poder computacional, criando um ambiente de mineração benéfico para mineradores globais.

A noção de L2 é amplamente reconhecida em soluções de escalabilidade. No entanto, o L2 não gerencia adequadamente diversos tipos de recursos de hardware, como disponibilidade de dados, poder computacional ZKP ou nós de empacotamento. Além disso, operar um L2, especialmente um ZK-Rollup, requer custos consideráveis de manutenção de hardware e um alto nível de proficiência técnica, o que pode ser desanimador para muitos desenvolvedores. Para enfrentar esses desafios, Opside introduziu o conceito ZK-RaaS. Este serviço permite que os desenvolvedores lancem suas cadeias zkEVM em um minuto, sem a necessidade de conhecimento detalhado sobre ZK ou nós da cadeia. A Opside também introduziu o conceito ZK-PoW, convidando os mineradores a participar da manutenção do zkEVM e do cálculo dos ZKPs.

O objetivo da Opside é simplificar o uso do ZK-Rollup e promover sua adoção mais ampla, facilitando assim a implantação em larga escala de cadeias de aplicativos baseados em zkEVM. Os desenvolvedores podem implantar seu ZK-Rollup (zkEVM) em várias cadeias com um único clique. Para os mineradores, o Opside serve como um protocolo PoW de várias cadeias, suportando a mineração ZK e gerando provas de conhecimento zero para ZK-Rollups em várias cadeias públicas.

ZK-RaaS

O ZK-RaaS (ZK-Rollup as a Service) fornece um serviço de geração de ZK-Rollup com um clique para todos os usuários. A Opside oferece uma barra de lançamento geral do ZK-Rollup, permitindo que os desenvolvedores implantem facilmente diferentes tipos de ZK-Rollups em diferentes cadeias de base. Essas cadeias básicas incluem Ethereum, cadeia Opside, cadeia BNB, Polygon PoS e outras cadeias públicas. Os tipos de ZK-Rollup (zkEVM) abrangem zkSync, Polygon zkEVM, Scroll, StarkNet e outros zkEVMs, bem como outras variedades de ZK-Rollups.

A Oside implanta um Rollup System Contract (RSC) em cada cadeia de base para gerenciar o ciclo de vida dos Rollups nessa cadeia, incluindo registro, suspensão e retirada. Ao alugar um slot Rollup com um certo número de IDE (tokens nativos Opside), os desenvolvedores podem possuir um ZK-Rollup.

A ideia de um slot Rollup é comparável a um slot no Polkadot ou uma cadeia de aplicativos no Cosmos. No entanto, a cadeia de aplicativos do Cosmos requer a manutenção de sua própria camada de consenso e ponte entre cadeias, apresentando riscos de segurança substanciais. Por outro lado, o ZK-Rollup aplica a tecnologia ZK, garantindo matematicamente o consenso compartilhado e a camada de disponibilidade de dados entre o Rollup e a cadeia de base. Este método é mais seguro, mais descentralizado e incorre em custos de manutenção mais baixos.

Ao alugar um slot Rollup, os desenvolvedores ganham um ambiente de execução independente, onde podem possuir uma cadeia ZK-Rollup exclusiva. Os desenvolvedores podem controlar totalmente o ZK-Rollup e personalizar seu modelo econômico, incluindo a seleção de tokens de gás. Eles podem ajustar livremente as taxas de gás, mesmo para zero, isentando assim os usuários de pagar quaisquer taxas.

Os desenvolvedores não são sobrecarregados com nenhum custo de hardware. Todos os recursos de hardware, como disponibilidade de dados, sequenciador e poder de computação ZKP, são descentralizados e fornecidos pela nuvem Opside ZK-PoW.

Além disso, a comunicação cross-rollup nativa pode ser implementada entre diferentes ZK-Rollups na mesma cadeia de base. É um mecanismo de comunicação de mensagem que permite que um endereço em um rollup interaja diretamente com um contrato em outro rollup. Esse recurso aborda significativamente a fragmentação dos ativos do usuário e aprimora a interoperabilidade entre os aplicativos.

Nuvem Oside ZK-PoW

Comparado ao OP-Rollup, o ZK-Rollup tem várias vantagens, incluindo segurança aprimorada, operações sem confiança e velocidades de retirada mais rápidas. Uma diferença tecnológica importante é que o ZK-Rollup requer poder computacional robusto do ZKP para gerar provas de conhecimento zero.\

Mecanismo ZK-PoW de várias cadeias da Opside

O mecanismo multi-chain ZK-PoW da Nuvem Opside ZK-PoW será implantado em várias chains, incluindo, entre outras, Ethereum, BNB Chain, Polygon PoS e a própria Opside Chain. Com o design do Opside, os desenvolvedores podem implantar ZK-Rollups nessas diferentes cadeias de base. À medida que a tecnologia do ZK-Rollup amadurece, podemos ver centenas ou até milhares de ZK-Rollups, levando a uma demanda significativa por poder computacional do ZKP.

Após a transição de Ethereum PoW para PoS, muitas máquinas de mineração Ethereum perderam seus cenários de aplicação. O valor dessas máquinas, em termos de escala de capital, é de cerca de 12 bilhões de dólares, com muitas atualmente ociosas. Com a implementação em larga escala do ZK-Rollup, a geração do ZKP requer muito hardware e máquinas de mineração, como CPUs, GPUs e FPGAs, para fornecer capacidade computacional.

A Opside usa o mecanismo ZK-PoW para incentivar os mineradores a fornecer poder computacional ZKP, oferecendo assim infraestrutura de hardware abrangente para ZK-Rollup. Esta é uma das ideias centrais da Opside. Todos os participantes, incluindo usuários, desenvolvedores e mineradores, podem se beneficiar desse modelo econômico Opside.

Mecanismo de envio em duas etapas para verificação do ZKP

Para encorajar mais mineradores a participar simultaneamente das tarefas de cálculo do ZKP, a Opside propôs um mecanismo de envio em duas etapas para a verificação do ZKP. A parte das recompensas do PoW para um ZKP será distribuída ao remetente efetivo do ZKP, o minerador, de acordo com certas regras.

1. Enviar proofhash : dentro de um prazo especificado para uma determinada sequência, vários mineradores podem participar do cálculo da prova de conhecimento zero. Depois que cada minerador calcula a prova, eles não enviam a prova original diretamente, mas calculam o proofhash de (prova/endereço) e enviam esse proofhash ao contrato.

   
   

2. Enviar ZKP : após o término do prazo, o minerador envia a prova original e a verifica em relação ao proofhash enviado anteriormente. Os mineradores que passam nessa verificação recebem recompensas PoW, com a quantidade de recompensas distribuída de acordo com a aposta do minerador. Por favor, consulte Algoritmo de envio em duas etapas do ZKP para mais detalhes.

Algoritmo de Geração de ZKP Otimizado

Quando o contrato inteligente do Rollup verifica o ZKP, se a prova original for enviada, ela poderá incitar ataques na cadeia. Para evitar tais ataques, o ZK-Rollup geralmente executa operações adicionais para obscurecer os dados de prova originais. O inovador algoritmo de envio em duas etapas da Oside para ZKP utiliza uma abordagem "enviar primeiro, verificar depois", contornando cálculos agregados desnecessários para prova e endereço.

Além disso, em alguns zkEVMs de código aberto, o cálculo e o envio do ZKP ocorrem sequencialmente. Isso pode se tornar um gargalo quando o ZK-Rollup envia um grande número de sequências, pois os mineradores não podem calcular vários ZKPs simultaneamente. O algoritmo de envio de duas etapas da Opside permite computação paralela e envio sequencial de ZKP, permitindo que os mineradores executem várias tarefas de geração de ZKP simultaneamente e aprimorando significativamente a eficiência de geração de ZKP.

A equipe Opside também aprimorou o algoritmo de agregação recursiva ZKP, melhorando consideravelmente a utilização de recursos da máquina no cluster e acelerando ainda mais os cálculos ZKP. Testes de estresse em ambientes práticos mostraram que mineradores usando um cluster de máquinas de 20 unidades (cada uma com uma CPU de 128 núcleos e 1 TB de RAM) mantiveram uma taxa de transação de 27,8 TPS por aproximadamente 40 minutos. Sob condições semelhantes, a Opside conseguiu reduzir o tempo médio de confirmação da transação de aproximadamente 5 a 6 minutos para cerca de 3 minutos, aumentando a eficiência da geração de ZKP em cerca de 80%.

Com a participação de mais ZK-Rollups e mineradores, a escala de demanda e oferta do mercado de energia computacional ZKP continuará a se expandir, tornando cada vez mais perceptíveis as melhorias de eficiência oferecidas pelo algoritmo PoW da Opside.

Cadeia Opside

A Opside Chain, como uma das cadeias de base, não apenas suporta o Opside ZK-PoW Cloud, mas também oferece otimizações adicionais para o ZK-Rollup. Isso inclui o uso de contratos pré-compilados para verificação acelerada de ZKP, suporte a fragmentação de dados e a adoção de um consenso de PoS baseado em ETH 2.0. O suporte futuro também será estendido para EIP-4844, DankSharding e outras soluções full-shard, reduzindo potencialmente os custos de gás Rollup para quase zero.

Atualmente, a Ethereum é a maior rede descentralizada do mundo, com mais de meio milhão de nós. Esses nós oferecem descentralização significativa e, olhando para o futuro, estão configurados para fornecer uma enorme disponibilidade de dados graças à tecnologia de compartilhamento de dados. Inspirado pelo Ethereum, o Opside Chain optou por aprimorar o consenso PoS derivado do ETH 2.0. Prevemos que a Opside Chain terá uma rede impressionante de mais de 100.000 nós.

Ao considerar o Rollup, surge a questão de como descentralizar ainda mais o sequenciador, em vez de depender de um único nó para empacotamento centralizado. Uma abordagem prática é permitir que os proponentes de blocos da Opside Chain também proponham blocos para a Camada Rollup, separando efetivamente as funções de construtor e proponente. O construtor é suportado por uma rede P2P sem permissão, enquanto o proponente se apoia no proponente de blocos da Opside Chain. Essa metodologia elimina o risco de disponibilidade de um único nó, mantendo a resistência ao Miner Extractable Value (MEV) e à censura.

Consequentemente, Opside Chain apresenta um mecanismo sequenciador descentralizado padronizado, com seus proponentes de blocos também propondo blocos para o Rollup. Desta forma, o ZK-Rollup não apenas herda a segurança da camada superior, mas também seu grau de descentralização.

Oside Chain apresenta um modelo de consenso misto envolvendo PoS e PoW:

• Na cadeia Opside:

  • PoS: A Opside planeja adotar e modificar o algoritmo PoS do Ethereum 2.0. Ele permite que qualquer pessoa que possua tokens Opside se torne um validador, que pode receber recompensas de bloco e taxas de gás dentro da cadeia Opside.

    
    

• Na camada Rollup:
  • PoS (Sequencer): Os validadores propõem blocos tanto na Opside Chain quanto na Rollup Layer (ou seja, lotes de dados). Portanto, eles também atuam como sequenciadores na Camada Rollup, onde podem ganhar taxas de gás de transações.
  • PoW (Prover): Qualquer indivíduo com poder computacional suficiente para cálculos de ZKP pode se tornar um provador no Rollup Layer. De acordo com as regras do PoW, os provadores geram provas zk a partir dos blocos Rollup Layer enviados pelo sequenciador.

Fazendo uma comparação, um ZK-Rollup é semelhante a um computador, com o disco rígido representado pela disponibilidade de dados oferecida pelo PoS e a CPU espelhada pelo poder computacional concedido pelo PoW. A tarefa da Oside Chain é encontrar um equilíbrio entre PoS e PoW, permitindo que todas as partes maximizem sua contribuição e benefícios, aprimorando assim o desempenho e a experiência do usuário de uma rede ZK-Rollups de grande escala.

Oferta e demanda de tokens IDE

Em relação à oferta e demanda de tokens, os tokens Opside (IDE) serão cunhados como recompensas PoS e PoW, atendendo a validadores e mineradores, respectivamente. Durante a fase de rede de teste pré-alfa, a taxa de recompensa de bloco de PoS para PoW é temporariamente definida em 1:2. No futuro, essa proporção será ajustada dinamicamente com base na relação de demanda e fornecimento de energia computacional ZKP da rede.

recompensas PoS

Como afirmado anteriormente, o Opside Chain emprega um consenso PoS aprimorado com base no ETH 2.0. Para atuar como um validador, os usuários devem depositar uma certa quantidade de tokens IDE em um contrato de depósito e operar três módulos de software separados: um cliente de execução, um cliente de consenso e um validador. Esses validadores supervisionam a validação de novos blocos circulados pela rede e, ocasionalmente, geram e propagam novos blocos. Se um validador for considerado desonesto ou inativo, seu IDE apostado será perdido como punição.

Sob o mecanismo PoS, a Opside Chain mantém uma taxa fixa de produção de blocos. O timeframe é subdividido em slots, cada um com duração de 12 segundos, e épocas, compostas por 32 slots. Dentro de cada slot, um validador é selecionado aleatoriamente para propor um novo bloco. Este validador tem a tarefa de criar e transmitir o novo bloco para o resto da rede. Da mesma forma, um comitê de validadores é escolhido aleatoriamente durante cada slot, cujos votos coletivos confirmam a validade do bloco proposto. Para uma compreensão detalhada deste mecanismo, por favor, consulte o Modelo de consenso PoS do Ethereum .

Para a fase Alpha testnet, o Opside Chain está definido para incorporar EIP-4844 . Isso introduz o Data Availability Sampling (DAS), uma ferramenta usada para garantir que os dados da transação do ZK-Rollup estejam disponíveis após a execução, sem sobrecarregar nenhum nó único. Na prática, cada validador extrai aleatoriamente os dados da transação do blob para verificar sua presença. O mesmo método também pode garantir que todos os dados dos produtores de blocos sejam acessíveis para clientes light seguros. De acordo com o princípio da Separação Proponente-Construtor (PBS) , apenas construtores de blocos são necessários para processar o bloco inteiro, enquanto outros validadores empregarão amostragem de disponibilidade de dados para validação.

Observe que o Opside Chain pode variar em parâmetros específicos; os valores mais recentes podem ser acessados no repositório de código.

De um modo geral, o staking incentiva a participação individual na proteção da rede, promovendo assim a descentralização. Os nós do validador podem ser executados em laptops comuns. Alguns pools de staking de delegação até permitem atividades de staking para usuários que não possuem uma quantidade suficiente de tokens IDE.

recompensas PoW

Com base na barra de lançamento do ZK-Rollup fornecida pela Opside, os desenvolvedores podem optar por ter seu próprio ZK-Rollup em uma cadeia de base. Para suportar os enormes recursos de hardware exigidos por vários ZK-Rollups, a Opside oferece um mercado de computação ZKP unificado, incentivando mineradores (ou provadores) a gerar ZKP para esses ZK-Rollups. Este é o mecanismo ZK-PoW de Opside.

Alocação de recompensa de sequência cumulativa única

ZK-PoW é um protocolo multi-chain, o que significa que as recompensas PoW serão distribuídas em várias cadeias de base, incluindo Ethereum, Opside Chain, BNB Chain e Polygon PoS. O número de recompensas PoW para cada base chain depende do número de slots de Rollup registrados, carga de trabalho ZKP, etc.

Para cada cadeia de base, dentro de um bloco, cada Rollup pode enviar apenas uma sequência (que pode incluir vários blocos do Rollup). Cada sequência compartilhará igualmente as recompensas PoW do bloco atual. Isso significa, por exemplo, se houver quatro Rollups enviando sequências dentro de um bloco na cadeia de base, as recompensas PoW serão divididas em quatro partes, com cada sequência recebendo um quarto das recompensas PoW do bloco. Obviamente, alguns blocos podem não ter nenhum Rollup enviando uma sequência, portanto, a inflação real do PoW pode ser menor do que o esperado.

No futuro, cada sequência terá estimativas de carga de trabalho com base no tipo de ZK-Rollup correspondente, o número de transações de Rollup, uso de gás, etc., para precificar diferentes sequências de maneira diferente.

Apostas e penalidades do Provedor

Para evitar comportamento malicioso relacionado aos provadores, os provadores são obrigados a se registrar em um contrato de sistema específico e tokens de aposta. Os provadores são livres para participar da mineração PoW de um ou mais Rollups. Os provadores precisam apostar uma certa quantia de IDE no contrato do sistema para cada Rollup do qual desejam participar. Se a aposta atual estiver abaixo do limite, eles não poderão enviar ZKP para esse Rollup. As recompensas ganhas pelos provadores por enviar ZKP serão distribuídas com base na proporção de apostas, evitando assim o comportamento malicioso de provadores que enviam ZKP várias vezes.

Os provadores serão penalizados de forma diferente pelas seguintes ações:

• Se um provador enviar um hash incorreto.
• Se nenhum ZKP passar na verificação, todos os provadores que enviaram um hash serão penalizados. Os tokens Opside confiscados serão queimados.

Para mais detalhes e considerações sobre o mecanismo de envio em duas etapas para o ZKP, consulte a documentação oficial. Os valores específicos para as apostas e penalidades do provador podem mudar no futuro.

Desenvolvedores alugando slots cumulativos

Em cada cadeia de base, o Opside implantará o protocolo ZK-PoW. Os desenvolvedores podem registrar um slot Rollup com um único clique na barra de inicialização do ZK-Rollup, criando assim seu próprio ZK-Rollup. Todos os recursos de hardware para este ZK-Rollup são fornecidos pela rede Opside descentralizada. Os desenvolvedores precisam pagar pelo aluguel do slot Rollup, e essa parte do aluguel será queimada diretamente.

Além de um valor fixo de aluguel, os desenvolvedores também podem fornecer subsídios ZKP adicionais para seu ZK-Rollup para incentivar os mineradores a fornecer poder computacional.

As regras e parâmetros específicos para aluguel e subsídios podem ser encontrados na documentação oficial ou no repositório de códigos.

Governança e Desenvolvimento

As funções e o desempenho da rede Opside continuarão a evoluir com o tempo. Aqui estão alguns exemplos de prioridades mais altas:

• Ajuste a taxa de distribuição de recompensa de PoS e PoW dinamicamente com base na relação de oferta e demanda de poder computacional ZKP em toda a rede.
• A fragmentação de dados e a amostragem de disponibilidade de dados do Validator fornecerão espaço de armazenamento mais abundante para toda a Camada Rollup, acomodando um ecossistema ZK-Rollup mais amplo.
• A separação do proponente e do construtor Rollup permite que a camada Rollup use o validador da cadeia Opside como proponente do bloco, herdando a descentralização da camada anterior.
• A otimização dos mecanismos de estaca e corte dos mineradores incentiva os mineradores a fornecer poder computacional ZKP contínuo e estável.
• Os desenvolvedores de aplicativos subsidiam a geração ZKP de seus Rollups para incentivar os mineradores a fornecer poder computacional.
• Estimativas de carga de trabalho com base no tipo de ZK-Rollup, número de transações Rollup, uso de gás, etc., para estabelecer um mecanismo de preços personalizado para lotes Rollup. Essas melhorias aumentarão significativamente a utilidade da rede Opside, promovendo assim o desenvolvimento de longo prazo e a prosperidade do ZK-Rollup as a Service.

Após o lançamento da rede principal Opside, será estabelecido um Opside DAO, que inclui um processo e mecanismo razoáveis para determinar em conjunto o futuro da rede. Todas as atualizações dos parâmetros e mecanismos da rede principal Opside serão determinadas por meio do Opside DAO. É importante ressaltar que a Opside é uma economia coconstruída e que evolui ao longo do tempo.

Melhorias futuras serão detalhadas nas propostas do DAO, explicando como esses planos beneficiam os interesses de longo prazo da economia Oside e de cada categoria de participante. À medida que a rede se desenvolve, é crucial construir uma economia que possa operar de forma independente e robusta sem a necessidade de um grande número de ferramentas e subsídios.