Optimistic Rollups und ihre Rolle im Boba Network

Optimistic Rollups ist ein Skalierungsmechanismus, den Boba Network zur Linderung von Überlastungen auf Ethereum und anderen Layer-1-Blockchains verwendet. Bei traditionellen Layer-1-Transaktionen müssen Transaktionen einzeln verarbeitet werden, während Optimistic Rollups mehrere Transaktionen off-chain zusammenfasst und das Ergebnis in Stapelform an Layer-1-Blockchains übermittelt. Auf diese Weise wird die Last auf dem Mainnet erheblich reduziert und die Verarbeitungseffizienz des Netzwerks verbessert.

Der Kerngedanke von Optimistic Rollups besteht darin, dass alle Transaktionen als gültig angesehen werden, es sei denn, es gibt Beweise für ihre Ungültigkeit. Dies steht im Gegensatz zu anderen Validierungsmethoden (wie zum Beispiel den ZK-Rollups, also den Zero-Knowledge Rollups), die jede Transaktion im Voraus validieren. Obwohl dieses System auf den ersten Blick möglicherweise etwas kontraintuitiv erscheint, führt Optimistic Rollups eine Herausforderungsphase ein, während der Teilnehmer jede potenziell betrügerische Transaktion mittels eines sogenannten Betrugsnachweises in Frage stellen können. Üblicherweise dauert diese Herausforderungsphase sieben Tage, was nicht nur die Ressourcenkosten für die fortlaufende Validierung reduziert, sondern auch das Vertrauen und die Sicherheit des Systems gewährleistet.

Boba Network verwendet dieses Modell, um Off-Chain-Berechnungen zu verarbeiten und die Transaktionsdurchsatz zu erhöhen, damit das Netzwerk eine hoch skalierbare Umgebung für dezentrale Anwendungen (dApps) bieten kann. Im Vergleich zu Layer-1 kann die Transaktionskosten von Boba um das bis zu 100-fache reduziert werden, und die Transaktionsverarbeitung ist schneller.

Optimistic Rollups bieten auch Kompatibilität mit den vorhandenen Smart Contracts von Ethereum. Entwickler müssen nur minimale Änderungen vornehmen, um ihre Anwendungen von Ethereum auf Bobas Layer-2 zu migrieren und ausführen zu können.

Boba Network 的链下计算与交易批处理

Eines der Schlüsselmerkmale von Layer-2-Lösungen (wie Boba Network) ist die Fähigkeit zur Off-Chain-Berechnung. Durch die Verlagerung eines Teils der Berechnungsarbeit auf die Off-Chain-Ausführung kann die Belastung des Ethereum-Hauptnetzes effektiv reduziert werden. Diese Funktion ist einer der Hauptgründe, warum Boba und andere Netzwerke, die diese Technologien nutzen, die Gasgebühren erheblich senken und die Transaktionsgeschwindigkeit erhöhen können.

Nach der Stapelverarbeitung des Handels unterhalb der Kette wird Boba die Ergebnisse in Chargenform an das Ethereum-Hauptnetz übermitteln. Dies reduziert nicht nur die Anforderung, jeden Handel direkt auf Layer-1 zu verarbeiten, sondern verbessert auch deutlich die Effizienz des gesamten Netzwerks. Aufgrund dieser Mechanismen ist Boba in der Lage, effizientere und wirtschaftlichere Lösungen für dezentrale Anwendungen (dApps) anzubieten.

Die technischen Prinzipien des Boba-Netzwerks

• Off-Chain-Verarbeitung: Auf dem Boba Network werden die meisten Transaktionen off-chain verarbeitet. Die Signaturüberprüfung, die Aktualisierung von Statusvariablen und die Verarbeitung der Transaktionslogik finden nicht auf der Hauptblockkette statt, sondern werden off-chain durchgeführt. Diese Berechnungsergebnisse werden zusammengefasst und erst dann an Ethereum übermittelt, um die Skalierbarkeit des Netzwerks zu gewährleisten und gleichzeitig die Kosten niedrig zu halten.
• Batch Processing Mechanism: Boba verwendet Batch Processing, um die Effizienz der Transaktionseinreichung zu verbessern. Im Gegensatz zur schrittweisen Einreichung von Transaktionen an Ethereum aggregiert Boba mehrere Transaktionen außerhalb der Kette und reicht dann das Batch Processing-Ergebnis einmalig an Ethereum ein. Diese Methode reduziert die Gasgebühren und erhöht die Anzahl der verarbeitbaren Transaktionen pro Sekunde.
• Generierung und Überprüfung des Statusroots: Nachdem die Batch-Ergebnisse an Ethereum übermittelt wurden, wird ein Nach-Statusroot generiert, d. h. ein kryptografischer Hash-Wert, der den neuen Systemstatus nach der Verarbeitung des Batches repräsentiert. Validatoren auf Ethereum können diesen Statusroot überprüfen, um sicherzustellen, dass alle Transaktionen im Batch korrekt verarbeitet wurden. Wenn Validatoren Probleme feststellen, können sie mithilfe eines Betrugsnachweismechanismus eine Herausforderung starten, um die Genauigkeit der Transaktionen und die Sicherheit des Systems zu gewährleisten.

Hybrid-Compute™

HybridCompute ist eine innovative Technologie von Boba Network, die das Konzept der Off-Chain-Berechnung erweitert und es Smart Contracts ermöglicht, mit Off-Chain-Daten und APIs zu interagieren. Diese Funktion unterstützt komplexere Anwendungen, wie z.B. die Ausführung von Machine Learning-Algorithmen Off-Chain, die durch On-Chain-Events ausgelöst werden. Zum Beispiel kann eine DeFi-Anwendung über eine externe API Echtzeit-Aktienkurse oder andere Finanzdaten abrufen und nach Off-Chain-Berechnungen die Ergebnisse zurück auf die Chain senden.

In HybridCompute-Modus können dApps, die auf BOBA bereitgestellt werden, Anfragen senden, die von Off-Chain-Servern verarbeitet werden, um die erforderlichen Daten abzurufen und die Ergebnisse im Ethereum-kompatiblen Format zurückzugeben. Diese Ergebnisse werden dann an den Smart Contract übertragen, um fortgeschrittene Berechnungen durchzuführen und die Belastung der Blockchain zu vermeiden.

Diese Fähigkeit ist exklusiv für das Boba Network und bietet eine Flexibilität bei der Berechnung, die in anderen Layer-2-Lösungen selten ist und das Entwicklungspotenzial für dezentrale Anwendungen erheblich erweitert.

Sequencers und Betrugsnachweis-Mechanismus in der Sicherheit

Sequenzer im Boba-Netzwerk sind für die Sequenzierung von Transaktionen verantwortlich, stellen sicher, dass Transaktionen in der richtigen Reihenfolge verarbeitet werden, und sorgen für schnelle Transaktionsbestätigungen. Sequencer arbeitet im Wesentlichen als zentralisierter Dienst, ist aber dennoch an die Regeln und Protokolle des Layer-2-Systems gebunden. Derzeit wird zwar ein zentralisierter Mechanismus verwendet, dieser ist jedoch vorübergehend, da das System mit Blick auf zukünftige Governance-Modelle entwickelt wurde und Sequencer letztendlich von einem dezentralen Mechanismus gesteuert wird.

Diese Architektur berücksichtigt sowohl die aktuellen Leistungsanforderungen als auch das zukünftige Ziel der Dezentralisierung. Selbst während der Existenz des zentralisierten Sequenzers gewährleistet das Boba Network die Sicherheit von Transaktionen durch das Betrugsnachweissystem (fraud proofs). Wenn eine Transaktion als illegal oder fehlerhaft erkannt wird, können Validatoren einen Betrugsnachweis einreichen und die Verarbeitungsergebnisse des Sequenzers in Frage stellen, um die Sicherheit und das Vertrauen in das System zu gewährleisten.

So funktioniert Sequencer:

1. Empfangen und Stapelverarbeitung von Transaktionen:
   Der Sequencer empfängt Off-Chain-Transaktionen vom Benutzer und gruppiert sie zu Batches. Der Sequencer stellt sicher, dass diese Transaktionen nach dem Empfangszeitpunkt korrekt sortiert sind.

2. Auf Ethereum überweisen und Endgültigkeit sicherstellen:
   Nach Abschluss der Sortierung wird der Sequenzer die Transaktionen in Batches an die Ethereum-Layer-1 übermitteln, um die Endgültigkeit der Transaktionen zu gewährleisten. Endgültigkeit bedeutet, dass Transaktionen als unveränderlich betrachtet werden, es sei denn, sie werden durch eine harte Gabelung rückgängig gemacht.

3. Betrugsnachweiszeitraum (Fraud-Proof Period):
   Nach dem Einreichen einer Transaktionscharge gibt es normalerweise eine Frist von sieben Tagen für den Betrugsnachweis, in der jeder die Gültigkeit der Transaktion in Frage stellen kann.

4. Wenn betrügerische oder ungültige Transaktionen erkannt werden, kann die Partei des Zweifels einen Betrugsnachweis (fraud proof) einreichen.

5. Betrugsnachweise überprüfen, ob die Ergebnisse mit den von Sequencer übermittelten Ergebnissen übereinstimmen, indem die strittige Transaktion im Ethereum-Mainnet erneut ausgeführt wird.
6. Wenn das Ergebnis nicht übereinstimmt, wird die ungültige Transaktion rückgängig gemacht und das System auf den vorherigen gültigen Zustand zurückgesetzt.
7. Rollback und Statuswiederherstellung:
   Wenn der Betrug nachgewiesen ist, wird das System die ungültige Transaktion rückgängig machen und auf den vorherigen gültigen Zustand zurücksetzen.

Der Ausstiegsmechanismus des Boba-Netzwerks: Standard-Ausstieg und schnelle Ausstiegsbrücke

In Layer-2 Lösungen ist eine der Hauptherausforderungen die Implementierung eines effizienten Geldabzugmechanismus, der es Benutzern ermöglicht, Geld von Layer-2 zurück auf Layer-1 zu übertragen. Boba Network bewältigt diesen Prozess durch zwei hauptsächliche Methoden: Standardausstieg und schnelle Ausstiegsbrücke (fast-exit bridge).

Standard-Ausgang

Während des regulären Auszahlungsprozesses müssen Benutzer, die ihre Vermögenswerte von Boba auf Ethereum zurückziehen möchten, eine Auszahlungsanfrage stellen. Aufgrund der siebentägigen Betrugsnachweisfrist müssen die Benutzer jedoch den gesamten Zeitraum abwarten, bevor die Vermögenswerte auf Layer-1 zurücküberwiesen werden können. Diese Verzögerungszeit gewährleistet ausreichend Zeit zur Erkennung und Behebung von betrügerischem Verhalten in Transaktionsbatches.

Achtung:Diese Ausstiegsmethode ist die Standardmethode für die meisten Optimistic Rollup-Systeme. Obwohl es die Sicherheit von Transaktionen gewährleisten kann, kann es für Benutzer, die sofort Geld benötigen, unbequem sein.

Schnellaustrittsbrücke

Um das Problem der Verzögerung beim Standardausstieg zu lösen, hat Boba eine Schnellabzugsbrücke eingeführt, mit der Benutzer die Wartezeit von sieben Tagen umgehen und sofort Geld von Liquiditätsanbietern erhalten können.

Arbeitsprinzip:

• Liquiditätsanbieter werden die Vermögenswerte der Benutzer im Voraus bereitstellen, so dass sie sofort von Layer-2 abheben können.
• Als Gegenleistung erheben die Liquiditätsanbieter eine geringe Gebühr und erhalten diese nach Ablauf der Betrugsnachweisfrist und Bestätigung des Abhebens auf Layer-1 zurück.
• Während dieser Zeit tragen Liquiditätsanbieter ein gewisses Risiko, das zu Problemen mit ihren Vorauszahlungsgeldern führen kann, wenn betrügerische Transaktionen entdeckt werden.
  Diese Methode verbessert signifikant die Benutzererfahrung, indem sie den Benutzern nahezu sofortigen Zugriff auf die Finanzmittel ermöglicht und gleichzeitig die Sicherheit und Effizienz des Systems gewährleistet.

ZK-Rollups und Sidechains
Obwohl Optimistic Rollups die Kerntechnologie des Boba-Netzwerks sind, ist es auch wichtig, sie mit anderen Layer-2-Lösungen wie Zero-Knowledge Rollups und Sidechains zu vergleichen.

ZK-Rollups
ZK-Rollups und Optimistic Rollups unterscheiden sich grundlegend in der Art der Transaktionsverifizierung. ZK-Rollups gehen nicht davon aus, dass alle Transaktionen gültig sind, sondern überprüfen die Gültigkeit jeder Transaktion durch die Erzeugung von Zero-Knowledge-Proofs und führen diese Überprüfung vor der Einreichung in Layer-1 durch. Diese Methode beseitigt die Notwendigkeit eines Betrugsnachweiszyklus und ermöglicht eine schnellere Bestätigung von Transaktionen. Allerdings erfordern ZK-Rollups höhere Berechnungskosten, da die Erzeugung dieser verschlüsselten Nachweise eine erhebliche Rechenleistung erfordert.

Obwohl ZK-Rollups Vorteile in Bezug auf Privatsphäre und Transaktionsbestätigungsgeschwindigkeit haben, sind sie in der Regel komplexer und weniger flexibel als Optimistic Rollups, insbesondere für Entwickler, die ihre Ethereum dApp auf Layer-2 migrieren möchten, eine größere Herausforderung darstellen.

Sidechain
Sidechains sind Netzwerke, die unabhängig von Layer-1-Netzwerken wie Ethereum betrieben werden und parallel zu ihnen arbeiten. Im Gegensatz zu Rollups verwenden Sidechains ihre eigenen Konsensmechanismen und Validierer, was bedeutet, dass sie nicht die Sicherheit von Ethereum erben. Obwohl Sidechains eine hohe Durchsatzrate und niedrige Transaktionskosten bieten können, bestehen auch offensichtliche Sicherheitskompromisse. Wenn das Validatorenset einer Sidechain angegriffen wird, besteht ein Risiko für die gesamte Sidechain, während Rollups wie Boba auf die Endgültigkeit von Ethereum und Betrugsnachweis angewiesen sind, um die Sicherheit zu gewährleisten.

Boba Network hat eine sorgfältig gestaltete Layer-2-Skalierungslösung durch Optimistic Rollups realisiert. Es reduziert die Rechenlast von Ethereum, indem es davon ausgeht, dass Transaktionen gültig sind, während Dezentralisierung und Sicherheit erhalten bleiben.

Lichtblick

• Handelsabwicklung: Optimistic Rollups verarbeiten mehrere Transaktionen off-chain und reichen sie dann an Layer-1 zur Entlastung von Ethereum ein.
• Gültigkeitsannahme: Das System geht davon aus, dass Transaktionen gültig sind, es sei denn, es wird nachgewiesen, dass sie ungültig sind. Dies unterscheidet sich von der Vorgehensweise bei ZK-Rollups, bei der jede Transaktion vorab validiert werden muss.
• Betrugsnachweis-Mechanismus: Die siebentägige Betrugsnachweisfrist ermöglicht es den Teilnehmern, verdächtige Transaktionen in Frage zu stellen, um die Sicherheit zu gewährleisten und gleichzeitig die Überprüfungslast zu reduzieren.
• HybridCompute Funktionen: Bobas HybridCompute ermöglicht es dApps, komplexe Berechnungen unter Verwendung von Off-Chain-Daten und APIs durchzuführen, ohne die Blockchain zu belasten.
• Asset-Austrittsmechanismus: Boba bietet Standard- und Schnellauswahlmöglichkeiten, um Benutzern das Zurückbringen von Vermögenswerten von Layer-2 auf Layer-1 zu erleichtern, die Liquidität zu erhöhen und das Benutzererlebnis zu optimieren.