解读OP Stack将推出的防故障系统：受以太坊启发 技术去中心化的一大步

作者：protolambda，OP Labs 研究员；编译：Frank，Foresight News

为了创建最强壮和安全的互操作性 Layer2 网络，Optimism Collective 正在经过许多不同的途径追求去中心化。

而 OP Stack 行将推出的防毛病体系将是技能去中心化的一大一步，OP Stack 的开源和模块化设计正在为 L2 生态体系的社会去中心化发明了史无前例的舞台。

在本文中，咱们将讨论社会去中心化原则，以及 L2 架构怎么使 Layer 2 可以扩展这一原则以包括证明多样性和客户端多样性，并介绍 Optimism Collective 怎么运用该架构构建其防毛病体系。

受以太坊启发的「社会去中心化」

以太坊协议受益于社会去中心化，尤其是经过在解决方案中供给可挑选性，使广泛的贡献者可以参加构建一个强壮的去中心化网络。

关于节点软件而言，这意味着客户端多样性：具有更多的客户端，那单点毛病对验证者网络的影响就越小。

Layer1 的中心开发者将这种贡献形式描述为「集市」（bazaar），它喧闹且看似混乱，但却十分高效且充满活力。经过选用彻底敞开式的协议开发办法，可以使最广泛的贡献者参加并改善协议。

而 Optimism Collective 具有独特的优势，可以施行和迭代以太坊完成社会去中心化的办法：OP Stack 经过供给敞开标准和 MIT 许可证下的开源软件来完成社会去中心化，而且 Optimism Collective 可经过创建超级链对其进行迭代。

对 L2 架构的更具体了解

以太坊在 L1 具有敞开的标准，以及将一致层和履行层分隔的模块化客户端架构。

OP-Stack 在 L2 上完成了相同的架构：

一致层由 op-node 和 Magi 供给支撑，这两个客户端遵从 L1 并导出履行输入；

履行层由 op-geth、op-erigon 和 op-reth 供给支撑；

但是，L2 架构在此仓库中添加了一个新层：验证层（proving layer）。

这是将 L2 输出安全地桥接回 L1 的层级，正如具有多个客户端是保证在 L1 和 L2 上达成一致和履行的最佳实践相同，关于 L2 的验证层来说，选用多种证明办法可以保证最佳安全性。

相似于具有不同客户端的验证者们达成一致，链上证明的法定数量可以表明 L2 状况声明已经以不同办法得到验证，从而大大降低了过错导致彻底失利的可能性。

现在共有三种常见的证明类型：证明（attestations）、过错证明（也称为诈骗证明）和零常识有效性证明。后两者共享一个常见形式，它们以同步形式表达 L2 状况转化，并在给定 L1 数据和 L2 前状况作为输入时，证明其履行。

隔离证明体系组件以完成证明多样性

证明体系可以进一步分解为独立的组件：

• 一个「程序」，界说了同步的 L2 状况转化；

• 一个「虚拟机」（VM），运转并验证该程序；

• 一个「预映像预言机」（pre-image oracle），将 L1 数据和 L2 预状况作为输入；

今日的许多零常识证明仍然在紧密地耦合这些组件，创建了一个在单一 L1 交易数据上运转的 ZK-EVM。但是，OP 仓库将它们解耦以隔离复杂性，并完成客户端的多样性，从而使整体愈加强壮。

交互式毛病证明将二分游戏（bisection-game）添加到虚拟机跟踪中，以验证链上的证明，而根据虚拟机的零常识证明则对履行进行算术化和折叠，并供给有效性证明。（请参阅 Risc0 和 O(1)-Labs 正在设计以呼应 Optimism ZK RFPs 的根据虚拟机的零常识证明）。

该程序将实际的状况转化界说为「客户端」，将输入获取（L1 数据和 L2 预状况）界说为「服务器」。该程序在没有虚拟机的情况下，与服务器 / 客户端独立运转，这与惯例区块链节点十分相似，而且共享了大量代码。

例如，Go op-program 客户端是经过从 op-geth 导入 op-node 的派生和 EVM 来构建的，而服务器则从 L1 和 L2 以太坊 RPC 获取其数据。

FPVM 的功能概述

毛病证明虚拟机（FPVM）是 OP Stack 中毛病证明仓库的模块之一。

除了供给正确的接口（尤其是与预映像预言机相关的接口），该虚拟机没有完成任何特定于以太坊或 L2 的内容，在 FPVM 内运转的毛病证明程序（FPP）客户端是表达 L2 状况转化的部分。

经过这种别离，虚拟机保持极简：以太坊协议的更改（如 EVM 操作码的添加）不会影响虚拟机。

相反，当协议发生改变时，FPP 可以简单地更新以导入节点软件中的新状况转化组件，相似于在同一游戏主机上玩新版本的游戏，L1 证明体系可以更新以证明不同的程序。

虚拟机负责履行低级指令，需要模仿 FPP。虚拟机要求较低：程序是同步进行的，而且一切输入都经过相同的预映像预言机加载，但一切这些仍然必须在 L1 EVM 链上得到证明。

为了做到这一点，每次只能证明一个指令。二分游戏（bisection-game）将把证明完整履行跟踪的任务缩小到只有一个指令。

关于每个 FPVM 来说，指令证明可能看起来不同，但通常看起来与 Cannon 相似，它证明指令如下：

• 为了履行该指令，虚拟机模仿相似于线程上下文（thread-context）的指令周期的东西：从内存中读取指令、进行解说，而且寄存器文件和内存可能会发生一些改变；

• 为了支撑预映像预言机以及内存分配等根本程序运转时的需求，履行还支撑 Linux 体系调用的子集。读 / 写体系调用答应与预映像预言机进行交互：程序将哈希作为请求写入，以获取预映像，然后按一小块一小块地每次进行读取；

Cannon，第一个 FPVM，就是以这种办法完成了 MIPS 虚拟机。有关虚拟机的更多信息，请参阅相关文档和 cannon-specs。FPVM 与 FP 程序之间的接口是标准化的，并在标准中有所记载。

从 FPVM 到 ZKVM

毛病证明不是仅有类型的状况转化证明，ZK 有效性证明是一个有吸引力的挑选，由于它具有快速跨链桥接的潜力（由于 ZK 有效性证明没有链上挑战游戏，所以没有争议窗口）。为了支撑先进的以太坊仓库并保管不同的客户端完成，咱们仍然需要将虚拟机和程序解耦。

这是 ZK RFP 项目采取的办法，以证明一个最小的 RISC-V（由 Risc0）或 MIPS（由 O(1) Labs）虚拟机可以保管与毛病证明中运用的相同程序。

支撑 ZK-VM 确实需要进行一些小的调整，使得预映像预言机可以以非交互办法加载数据，但经过将虚拟机通用化，ZK 证明在面对 OP Stack 改变时更具未来性。

外部贡献者的机会

OP Stack 欢迎额定的虚拟机和程序选项，以及额定的独立证明体系，从证明到零常识证明。就像客户端多样性相同，证明多样性是一个集体尽力的结果。

现在正在进行中的对 OP Stack 证明层的补充包括：

• 由 protolambda 开发的根据 Go 语言编写的 RISC-V FPVM「Asterisc」；

• 由 Base 和 OP Labs 贡献者一起构建的根据 Magi 和 op-reth 的 rust FP 程序；

• 由 Risc0 构建的根据 zeth（ZK-reth 分支）的 rust ZK 程序；

跟着 Cannon、op-program、bisection-game 以及开源社区的无限发明力的发展，经过测试施行和参加漏洞赏金计划，将有许多额定的机会为仓库做出贡献。

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