OP Stack如何一步步进化成OP “超级链”?

摘要: ...

引言

上个月,WorldCoin 基金会宣布推出基于 OP Stack 上的区块链 World Chain,该区块链将加入 Optimism 的超级链 Superchain,并与 Base、Mode、OP Mainnet 和 Zora 等其他链进行交互。

大家可能都听说过 OP,OP Stack 和超级链。好奇宝宝们可能就会问了:What?Why?Where?本篇文章讲给大家一一解答,超级链的现状,愿景等等。文末还贴心整理一键发布 L2 / L3 的操作流程。

从 Optimism 说起

大家对 Optimism 一定不陌生,它是一个基于以太坊的 Layer 2 解决方案,旨在提供快速、稳定、可扩展且成本低廉的区块链服务。它通过在以太坊主链(Layer 1)之上运行,帮助缓解网络拥塞,从而减少交易成本和处理时间

Optimism 利用了一种称为 Optimism Rollups 的技术,通过将大量交易数据打包在一起,仅在以太坊主链上处理和支付一次费用。这种方法不仅加快了交易速度,降低了成本,还保持了依赖以太坊为基础的高安全性。后来 Optimism Rollup 技术开源公开,成为 OP Stack - Optimism Collective 公布的一个开源区块链框架。

OP Stack 可以理解为一键发 L2 的工具箱,大幅简化了 L2 链的构建,这些分散的基于 OP Stack 开发的 L2 链共享安全性、通信层和开源技术 Stack形成了 OP 超级链的愿景。

现状——用 OP Stacks 布局在多个领域。

目前 OP Stacks 已被多个知名项目采纳,包括现在各种 L2 NFT 交易数据稳居***的 Base:Coinbase 开发的 Layer2、资产管理应用 Debank 推出的 Debank Chain,以及社交领先协议 Farcaster 的 Farcaster Stack。这些应用的多样性体现了 OP Stack 在推出之初就旨在支持的 OP 超级链概念。

什么是“超级链”?

“超级链”是一种基于 Layer 2 (L2) 技术的多链网络结构,旨在解决传统区块链在水平可扩展性上的挑战。传统的多链架构通常面临着协同工作的困难和高昂的开销问题,而“超级链”通过将各条链视为“可互换的计算资源”,即将区块链商品化,从而允许开发人员在不增加系统性风险的情况下构建跨链应用程序。

在“超级链”模型中,各个链(如 OP 链)被标准化处理,并集成到由 Optimism Collective 正式管理的网络中。这些链不仅共享安全性和通信层,还共享一个开源技术堆栈。这种设计使得开发人员可以更加专注于在整个超级链上构建应用程序,而不必担心单个链的具体技术细节。

OP Stack如何一步步进化成OP “超级链”?

此外,这种设计理念也意味着区块链的概念本身可以变得更为抽象,开发人员可以将整个可互操作的区块链网络视为一个统一的单元,从而更高效地开发和部署新的解决方案。通过这种方式,“超级链”不仅优化了资源利用,还为区块链的未来发展提供了新的可能性。

OP Chain 是怎么做到安全性的

在 “超级链”桥接安全模型中,安全性(即有效性)和活跃性(即抗审查性)能够得到保证。安全性由证明系统保证,活跃性由直接向 L1 提交交易的能力保证。安全性和活跃性的结合意味着,如果 OP Chain 排序器出现异常,用户始终可以将交易提交给 L1,L1 将他们的使用迁移到具有正确运行的排序器的新 OP Chain。

下面是 Optimism 官方对“超级链”的定义,符合以下条件即为“超级链”:

属性 目的
共享 L1 区块链 为所有 OP 链提供交易的完全顺序,也就是排序器。
所有 OP 链的共享桥接 使 OP 链具有标准化的安全属性。
低成本的 OP 链部署 允许在不需要支付高额 L1 交易费用的情况下部署和进行交易。
OP 链的配置选项 允许 OP 链配置他们的数据可用性提供者、排序者地址等。
安全交易和跨链消息 使用户能够安全地在 OP 链之间迁移数据。

OP 技术“去中心化”路线

OP Labs 作为框架支持方,做的很多工作都致力于让 OP Stack 支持更广泛的技术去中心化。例如,Bedrock 版本支持多种证明方案和多个客户端。多客户端故障证明是技术去中心化的基本组成部分,而 Bedrock 的模块化框架极大地影响了社区对 OP Stack 实际开发的去中心化能力。

战略-保持诚实

在追求去中心化的过程中,对挑战保持知识上的诚实是重要的。具体来说,编写复杂且无错误的代码非常困难,但***关重要,因为任何一个漏洞都可能对任何 L2 产生灾难性的后果。

策略-并行开发协议升级

OP 倡导在链上故障证明的步骤中保持有目的性、务实和谨慎。实现完全的证明需要时间,但 Optimism 方认为可以并行开发几个协议升级,以在不等待故障证明就绪的情况下,使 OP Stack 在去中心化方面有意义地进一步发展。

时时保持对技术方案的更新,其实是导致了前一阵 OP 被 Arbitrum 方发现两个 bug 的缘由 [1]。作为技术提供方,这样被社区广泛使用的开源框架,也随时等待市场和社区的审视,需要承担更多。

OP Stack如何一步步进化成OP “超级链”?

技术去中心化时间线和里程碑

OP Stacks 超级链布局在商业行取得成功

根据 L2Beat 的数据显示,截*** 2024 年 5 月 4 日,Layer2 TVL(总锁定价值)一共 399.8 亿美元,其中 OP Stack 有 186.1 亿美元,接近全部 TVL 一半且位居***。Optimism 的 Stack 服务得到了广泛的采用,越来越多的项目采用了 OP Stack 框架快速搭建一个新的 L2,如 Optimism,Base,Mode,Zora,Frax,Lyra,Ancient,Redstone,Worldcoin,Mint,Lisk。这突显了 Stack 服务在市场叙事中的价值。

OP Stacks ——怎样进化成为超级链呢?

从技术的角度,我们从摘去了一部分代码和官方信息来解答

引入 SystemConfig 合约

OP Stack背后的技术平台Bedrock引入了SystemConfig合约,开始直接通过 L1 智能合约定义 L2 链。这可以扩展到把定义 L2 链的所有信息都放在链上,包括生成独特的链 ID、block gas limit等关键配置值。截取 SystemConfig 合约片段如下 [2]

/**
 * @title SystemConfig
 * @notice The SystemConfig contract is used to manage configuration of an Optimism network. All
 *         configuration is stored on L1 and picked up by L2 as part of the derviation of the L2
 *         chain.
 */
contract SystemConfig is OwnableUpgradeable, Semver {
    /**
     * @notice Enum representing different types of updates.
     *
     * @custom:value BATCHER              Represents an update to the batcher hash.
     * @custom:value GAS_CONFIG           Represents an update to txn fee config on L2.
     * @custom:value GAS_LIMIT            Represents an update to gas limit on L2.
     * @custom:value UNSAFE_BLOCK_SIGNER  Represents an update to the signer key for unsafe
     *                                    block distrubution.
     */

    /*
     * @notice Minimum gas limit. This should not be lower than the maximum deposit gas resource
     *         limit in the ResourceMetering contract used by OptimismPortal, to ensure the L2
     *         block always has sufficient gas to process deposits.
     */
    uint64 public constant MINIMUM_GAS_LIMIT = 8_000_000;

    /**
     * @notice Identifier for the batcher. For version 1 of this configuration, this is represented
     *         as an address left-padded with zeros to 32 bytes.
     */
    bytes32 public batcherHash;

    /**
     * @notice L2 gas limit.
     */
    uint64 public gasLimit;

CREATE2 生成确定的链地址

基于 SystemConfig 设计,把数据完全放到链上之后,就可以创建一个工厂(Chain Factory),为每个链部署配置和所有其他所需的合约。通过使用 CREATE2 生成一一对应的合约地址,我们对这一步进行进一步扩展:这意味着,给定一个链配置,我们就可以确定与该链关联的所有 bridge 地址。这也使得在不部署 bridge 合约的情况下,我们可以与链进行交互,从而使链的部署几乎免费,并允许链继承标准的安全属性。

OP 链之间的通信—— “链工厂”沿用 OP 链数据

Bedrock 引入了从 L1 链建立 L2 链的方法,其中所有链数据都可以与 L1 块进行同步。随着 L1 链工厂扩展将所有配置放在链上,Optimism 节点能够仅凭一个 L1 地址加上与 L1 的连接来确定性地同步任何 OP 链。

需要注意的是,当 OP 链同步完成时,链状态是在本地计算的。这意味着确定 OP 链的状态是完全无需权限(Permissionless)和安全的(Secure)。由于所有无效的交易都会被节点执行的本地节点计算过程所忽略,因此衍生链不需要证明系统。然而,为了保证 Superchain链上的提款,仍然需要一个证明系统。

用 SystemConfig 模块化设计排序器

Bedrock 中引入了在 SystemConfig 合约中设置排序者地址的功能。随着引入具有各自 SystemConfig 合约的多条链,可以允许 OP 链的部署者配置排序者地址。这种可配置的排序者设计称为模块化排序。这使得不同的实体可以对 OP 链进行排序,同时保留标准的 [Superchain 桥] 安全模型——这是向排序者去中心化迈出的关键一步。

模块化排序允许无需权限地试验不同的排序模型。***可以采用各种排序协议,如轮询排序、排序者共识协议、价格竞争排序(PGA 排序)或先进先出排序(FIFO 排序)。我们可以预期,随着时间的推移,对用户更加友好的排序标准将逐渐涌现。

OP 链共享一个技术升级路径

为了以高度信心在安全性和去中心化方面推出初始 Superchain,应当引入一个去中心化的安全委员会来管理升级。安全委员会应能够更新链证明者集合、带延迟启动合约升级,并在紧急情况下按下桥暂停按钮,同时取消正在进行的升级。

在紧急情况下暂停桥的能力意味着,在***坏的情况下,即安全委员会成员的私钥被泄露时,结果将是提款无限期暂停,桥升级也将***取消。换句话说,L1 桥将被冻结。这遵循安全优先于活跃性的设计原则——即总是应当防止 ETH 或代币的损失(即强制安全),即使这意味着 ETH 或代币被锁定(即牺牲活跃性)。

OP Stack 成为”超级链“道路上的痛点

当然成为超级链,在完全实现可扩展区块链的愿景之前,仍然存在一些重要的痛点需要解决。预计的痛点包括:

  • 提款申请依赖于一组受信任的链证明者。

  • 跨链交易速度慢,需要等待一个挑战期。

  • 向 Superchain 提交交易的可扩展性不足,交易数据必须提交给有限容量的 L1。

    • 跨链交易是异步的,这破坏了执行原子跨链交易(如闪电贷)的能力。

    • 这一点在 EIP4844 之后有所改善。

  • 缺乏好用的框架来构建利用多个 OP 链的可扩展应用。

  • 缺乏一个简单的钱包来管理跨多个 OP 链的代币和应用。

我们预想,当这些痛点可以解决掉,我们就有可能构建出能够替代***复杂的 web2 应用的去中心化替代品。

4844 之后超级链的大规模应用?

EIP-4844 的推出与 Optimism 生态系统的 Delta 升级几乎同步,是一个***的配合。

Celestia 等数据可用性(DA)解决方案主要是为了减少 rollup 向 L1 提交数据时的成本,而 4844 提供了一个原生解决方案使得 OP 链的运营成本(OPEX)降低了超过 90%。

我们看到 4844 之前,OP Stack 的主要费用集中在了 L1 的 gas 开销,如下:

  • OP Stack 链上 L1 活动数据(链 / L2 收入 / L1 费用 / 毛利率 / L1 费用占比):

    • OP Mainnet: 2k ETH / 1.97k ETH / 30 ETH / 98.5%

    • Base: 1.7k ETH / 1.37k ETH / 330 ETH / 80%

那 4844 以后,对 OP Stack,超级链生态是一个利好,将会有越来越多的项目方愿意使用 L2 作为技术方案。我们也希望看到区块链方案的降费,能提供更多商业机会给项目方,为大规模应用(Mass Adoption)提供可能性。

如何使用 Superchain 轻松部署 L2

如何实操呢?超级链提供了一个平台叫  Superchain Dev Console [3][4],其中支持 Ethereum, Base, Fraxtel, Mode, OP Mainnet, Redstone, Lisk, Zora 这些链的作为 L1 或者 L2。

 OP Stack如何一步步进化成OP “超级链”?

同时,超级链社区里面也有不少一键发 L3 的工具, 如 Mode 团队开发的 Mode Flare。架构使用了 Pyth, Blockscout 和 Goldsky 等等[5]

结尾一些思考:我们看到 Optimism 的布局,和超级链在商业版图上的成功。OP Stacks 极大降低了发布一个链的门槛,越来越的团队收益于 OP Stack 方便快捷的部署自己的 L2,L3。是否在未来,OP Stack 会成为像 AWS,或者阿里云一样,作为行业龙头为我们提供各种方便***搭建自己项目的基础设施呢?着实,这种去中心化技术方案能够一定程度的保证的技术的开源和安全性。从设计层面,超级链是否也存在潜在的行业垄断风险呢?

时间会告诉我们。

注释

[1]:两个 bug 的缘由:

https://medium.com/offchainlabs/security-disclosure-289a4ad50709

[2] SystemConfig 合约片段:

https://github.com/ethereum-optimism/optimism/blob/74a63c94d881442b4edd4df6492513e0113eb064/packages/contracts-bedrock/contracts/L1/SystemConfig.sol

[3] Superchain Dev Console:

https://console.optimism.io/?ref=blog.oplabs.co

[4] Superchain App Quick Start:

(WEEX交易所官网:www.weex.com)

https://docs.optimism.io/builders/app-developers/quick-start

[5] MODE FLARE L3:

https://www.mode.network/mode-flare-l3

参考资料

  • https://docs.optimism.io/

  • ttps://optimism.mirror.xyz/2jk3D1Y8-hid8YOCUUa6yXmsyzNCYYyFJP0Nhaey9x0

  • https://blog.oplabs.co/decentralization-roadmap/

  • https://www.chaincatcher.com/article/2088168

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