GAS:Layer2 系统的安全性和效率取舍_KSW

感谢?MatterLabs?提出关于部分L1数据链上可用性的问题，我们一直以来都非常重视社区的声音，并会根据社区的需求修改方案。因此，我们想借着这次机会向大家分享?ZKSwap?开发团队辛勤工作所交付的产品背后的一些思考。

经过非常谨慎细致的思考之后，为了TPS和Gasfee的效率，我们决定将ZKSwap的L2转账放在链下。在ZKSwap的设计中，L1相关的数据在链上，L2相关的数据，比如转账和交易，存在链下。尽管存在链下，这部分数据也会被验证者实时公布。

例如，L2区块7831：

https://api.zkswap.info/block/7831/pub-data

三种转账类型

ZK-Rollup协议中，一个区块可以包括三种类型的转账：

报告：家族办公室对加密货币的兴趣直线下降:金色财经报道，高盛的一份调查报告显示，与两年前相比，更多的家族办公室表示对加密资产类别不感兴趣。家族办公室是通常与高净值个人和家族合作的财富管理公司，该调查于 1 月和 2 月进行，收集了来自全球 166 个家族办公室的回复。

调查结果显示，大约 26% 的家族办公室投资于加密货币，高于 2021 年的 16%，但那些没有投资并且对未来进入该领域没有兴趣的受访者也大幅增长，从两年前的 39% 增加到 62%，在此期间，对该资产类别“可能感兴趣”的受访者从 45% 下降到 12% 。亚太地区 (APAC) 的家族办公室投资加密货币的比例为 30%，略高于美洲或欧洲、中东和非洲 (EMEA) 的类似公司。[2023/5/9 14:50:57]

类型1：来自L1的存款和创建AMM交易对的转账；

Ripple首席执行官对美国“加密货币监管清晰度”持乐观态度:金色财经报道，Ripple的首席执行官布拉德·加林豪斯(Brad Garlinghouse)在1月3日的Twitter帖子中分享了他对美国在2023年获得“突破性”的加密货币行业监管清晰度“谨慎乐观”。(Cointelegraph)[2023/1/4 9:51:07]

类型2：L2发起且只能被L1验证的转账。比如，公钥转账将需要L1签名来确保L1账户的密钥所有者能将他们的账户与L2账户关联起来，因为电路不能检查确认L1的签名；

类型3：由L2签名验证而无法被L1验证的转账。

ZKSwap安全模型

一个区块内记录的L2转账在L1上只有部分记录。只有区块信息的总结会被记录在L1链上，例如区块哈希、新默克尔根、区块高度等等。

为打击洗仓交易，币安取消比特币现货交易激励措施:7月9日消息，在币安决定取消比特币现货交易费用后，该公司首席执行官赵长鹏正在打击币安发生的洗仓交易。洗仓交易是指交易员买卖自己的资产或进行虚假交易。Mandala Exchange的一名社区经理上周五注意到，短时间内突然有大量比特币交易，但比特币的价格几乎没有变化。这表明大量交易员在买卖，使价格保持稳定。赵长鹏表示，这是由于零费用和人们试图获得VIP级别奖励，并补充说，币安“将比特币交易排除在VIP级别计算之外”，并在交易所“消除所有可能会导致洗仓交易的奖励”。币安目前有9个不同的VIP级别，级别越高，用户交易费用越低。用户在30天内的现货交易量越多，其VIP级别就越高。币安在随后几小时内发布公告，将其13个比特币现货对从VIP福利及其现货流动性提供者计划中剔除。该公司表示，此举是为了“确保为所有用户提供一个公平的交易环境”。（Decrypt）[2022/7/9 2:02:09]

当一个区块的转账被提交到L1上，区块就被创建出来，区块哈希会被验证。由于以太坊内建了sha256算法，所以区块哈希通常也使用sha256进行计算。

亿万富翁Seth Klarman：加密货币最终可能一文不值，没有人需要拥有它:6月23日消息，在市场持续动荡时期，美国亿万富翁投资者、对冲基金经理Seth Klarman质疑加密货币的效用。

Seth Klarman认为加密货币最终可能一文不值，“我看不出加密货币有什么意义，为什么人们需要10种或50种不同的加密货币？我不明白。我不认为任何人需要拥有它。在我看来，它可能会以悲剧告终。”（Finbold）[2022/6/23 1:27:12]

为了保持数据可用性，所有的转账数据都应该被提交到L1上，这被称为「公开数据」。一笔转账的公开数据与其在L2上的转账并不完全相同。系统在进入「退出模式」时将使用公开数据，这样任何人都能恢复最近的经过验证的默克尔树。

电路

L2的电路与L1的智能合约能够协同工作，确保ZK-Rollup协议的功能性。L2的电路保证了以下几点：L2转账签名正确、L1/L2转账执行正确、区块信息计算正确、及时有效地更新账户信息——包括默克尔根、账户默克尔树和费用信息等等。

双验证模式

验证模块对与安全性来说十分重要，是ZK-Rollup协议的基础。

公开数据验证——验证第一类和第二类转账的内容和次序。例如，验证存款需要确保存款数额和信息与L1上记录的相同，并且顺序无误。

区块验证——验证一个区块里的转账被正确执行，并且L2的账户默克尔树根被及时恰当地通过零知识证明进行更新。当一个区块被验证之后，更新的默克尔根就取得了最终性。

总结来说，整体的安全假设如下：

·一个区块的所有转账公开数据在链上；

·验证一个区块中第一类和第二类转账被正确执行；

·证明一个区块内的所有转账被正确执行、账户默克尔树被正确更新、一个区块内的所有转账的公开数据能够匹配；

·证明该区块内所有公开数据都被正确计算；

·提交给L1的区块公开数据与零知识证明系统所证明的数据相同。

公开数据不上链时会发生什么？

如果公开数据不在链上，安全假设「提交给L1的区块公开数据与零知识证明系统所证明的数据相同」就不能被验证。这时候，当L2的零知识证明系统阵营所有转账都被正确执行、默克尔树都被正确更新时，只能说明一个区块内的转账有效，而不能证明来自特定区块的其他转账。

大多数第三类转账都是安全的，但是对于提现操作来说，提现的收款人未经验证，不能被零知识证明系统证明。

对于第一类转账来说，所有可能的第一类转账都能被证明，但不能被验证。类如，零知识证明系统能证明一些非L1发起的存款转账。

由于只有验证着能提交公开数据或者区块证明，所以社区必须信任验证者是诚实的。当验证者诚实时，以上所有的风险都不会存在。对ZKSwap来说，所有公开数据都在浏览器中同步公布，任何人都可以验证公开数据和任何链上区块。

将公开数据存在链下不是一个草率的决定。这个选择背后的主要原因是降低Gas费和提高可扩展性。

Gas费用

保持ZK-Rollup协议运行的一个痛点是Gas。为了向L1提交一个区块，需要消耗以下GasLimit）：

一个区块中，最多可以包括120笔交易转账。

如果要在L1提交验证一个区块，需要消耗大约23万GasLimit，calldata费用约占31%。

可扩展性

可扩展性是另一个考虑因素。假设一笔L2转账消耗1850.7Gas，那么ZKSwap将消耗10%的以太坊Gas，整体TPS将在51.5。

这是在只有交易、没有提现的情况，所以正常使用中将消耗更多Gas，TPS会更低。

结论

保护用户资金安全对所有区块链项目来说都很重要，也是ZKSwap的核心价值。当转账的公开数据没有提交上链时，安全性就依赖于零知识证明电路。当验证者诚实时，用户的资产就是安全的。从技术角度来说，如果验证者不诚实，安全性将会是一个问题。这是降低Gas、提高TPS的一个权衡。

考虑到Gas消耗和可扩展性，ZKSwap做了一个艰难的决定，将公开数据不上链，换来对L2用户更高的TPS和更低的Gas消耗。

我们愿意倾听开发者和用户的反馈，让ZKSwap系统更好。我们也可以在任何时间将所有数据上链。事实上，在发布ZKSwap之前，我们已经实现了100%数据可用的版本，所以我们可用随时升级至这个100%ZK-Rollup的版本，提供更高的Gas消耗、更低的TPS，但是更安全。

来源：金色财经

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