Blížící se přechod Etherea na nový model distribuovaného konsensu proof-of-stake implicitně jedno škálovací řešení obsahuje: rozdělení původního blockchainu na vzájemně propojené sub-blockchainy, takzvané shardy, a řídicí beacon chain. Proč se tedy dnes tolik řeší také tajemné Rollups?
Důvodů je více. Škálování veřejného blockchainu je vždycky běh na delší trať, finální merge staré a nové sítě se neustále posouvá. A pak je zde také jeden zcela očividný problém, který se s námi táhne již od roku 2018. Síť Etherea se pro řadu aplikací stala v důsledku prakticky permanentního zahlcení a nízké propustnosti (průchodnost zhruba 15 transakcí za vteřinu) nesmyslně drahá.
Problém nedokázal vyřešit ani EIP 1559, který měl přinést předvídatelnější model výpočtu transakčních poplatků. Krátký medvědí trh sice způsobil pokles zájmu o některé transakce a v současné době je výše poplatků na úrovni června 2021, i to ale představuje násobek poplatků z let 2019–2020 a také to znamená, že za průměrnou transakci zaplatíte v přepočtu více než pět dolarů.
Podobně jako u bitcoinu totiž neplatíte jen za právo odeslat transakci do sítě, ale za každý přebytečný bajt informace, kterou do transakcí do sítě posíláte. Rollups mají tuto bolestivou proceduru trochu zmírnit, a to tak, že zabalí více transakcí do jedné jediné, čímž pro všechny snižují transakční náklady. Rollups mají tu velkou výhodu, že mohou na rozdíl od shardingu, který přijde až s Ethereem 2.0, fungovat již na současné síti.
Aby to nebylo tak jednoduché, nabízejí se zatím minimálně dva typy rollupů – optimistic rollupy a zero-knowledge rollupy. Všechny ale mají jedno společné – zahrnují zabalení skupiny více transakcí do jedné, teprve ta končí zapsaná na Ethereum blockchainu. Uživatelé se v tomto modelu o výsledné náklady dělí, ty zahrnují podíl na ceně do blockchainu zapsané ethereum transakce, ale také i zatím relativně malý poplatek za „zarolování“ transakcí.
Z pohledu samotného blockchainu spočívá výhoda tohoto řešení také v tom, že podobně jako Schnorrovy podpisy v Bitcoinu šetří místo v bloku, protože sérii paralelních transakcí nahrazuje jedna jediná. Dokonce i jeden z tvůrců Etherea Vitalik Buterin momentálně tvrdí, že Rollups a další podobná řešení budou hrát svoji úlohu i po úspěšném rozjezdu Etherea 2.0. Ten je ale zatím ještě několik měsíců daleko, a to ještě v optimistickém scénáři, když nás nebudou čekat žádné další odklady. Už teď je totiž například jasné, že nás čeká další zpoždění takzvané Difficulty Bomb, která by měla snížit profitabilitu miningu, a motivovat tak současné minery stát se raději validátory na novém blockchainu.
Jak to celé v principu funguje?
Jak jsme již zmínili, známe zatím dva typy Rollups. Ty „optimistické“ automaticky předpokládají, že jsou všechna balená data platná a nikdo se nepokouší ošálit blockchain tím, že do rollupu zamaskuje podvodnou transakci. To pak ve výsledku celý proces zrychluje a snižuje výpočetní nároky, tedy alespoň teoreticky. Jeden způsob pojištění proti podvodným transakcím zde ale přeci jenom existuje. Uživatelé mohou transakci zpochybnit, v takovém případě dojde k pokusu o její přímé zapsání do blockchainu. Pokud je neplatná, samozřejmě neprojde. Obě strany mají v sázce zamčené své ethery a ten, kdo se mýlí nebo lže, o ně nakonec přijde.
Trochu jinak celá věc funguje u zero-knowledge rollupů (zk-rollups). Jak již název napovídá, pracují s konceptem zero-knowledge proof kryptografie. Zero-Knowledge Proof je koncept, ve kterém je umožněno dvěma stranám potvrdit si znalost nějakého tajemství, aniž by muselo dojít k jeho vyzrazení protistraně. Způsobů, jak se k takovému výsledku dostat, je víc.
Když na chvíli odbočíme od světa kryptoměn, můžete si to představit třeba na příkladu čokoládových tyčinek. S bratrem dostanete čokoládové tyčinky a potřebujete si ověřit, jestli je rodiče mezi vás rozdělili spravedlivě. Vezmete proto čtyři kasičky, na každou napíšete číslo a u tří, kde jsou čísla nereprezentující váš počet tyčinek, zahodíte klíče. Následně vám má bratr do kasičky, která by měla označovat počet tyčinek shodný s jeho, vhodit papírek s plus a do ostatních mínus. Předáte kasičky, ale protistrana netuší, od které z nich držíte klíč. Následně kasičky vyberete a ověříte, jestli v té s klíčem leží skutečně plus.
V případě kryptoměn nalezne tento mechanismus uplatnění tehdy, kdy si nechceme sdílet některá tajemství, ale potřebujeme ověřit, že je protistrana zná. Praktickou implementací tohoto principu je zk-SNARKs kryptografie, tajemný název je zkratkou pro succinct non-interactive argument of knowledge.
Název popisuje, jak by měl takový důkaz fungovat. S, tedy „succinct“, znamená, že důkazy musí být malé a snadno ověřitelné, N znamená „non-interactive“, tedy že nemusí probíhat zpětná komunikace mezi tím, kdo ověřuje, a tím, kdo je ověřován. AR označuje „argument“ ve smyslu formálního důkazu (ne každá kryptografie s nimi totiž pracuje – například nedeterministická) a konečně K značí „knowledge“, a to ve významu, že dokazovatel má ve skutečnosti sám patřičnou znalost toho, jak má důkaz vypadat.
Když se z naší odbočky vrátíme zpět k zero-knowledge rollupům, jejich výhoda oproti těm „optimistickým“ spočívá v tom, že SNARK vůbec nepustí nevalidní transakce, aby se nahrály do rollupu. Na počátku je tak proces pomalejší, není již ale třeba vymýšlet takové psí kusy, jak se pojistit proti nevalidním transakcím, jako v případě Optimistic Rollups.
Jak to tak u druhé vrstvy už bývá, tvorba rollupů je ponechána na volném trhu. Zatím se můžeme setkat s poměrně malým množstvím hotových implementací Optimistic Rollups – Optimism, Arbitrum a Boba Network – a o něco větším množstvím zk-rollupů: dYdX, Loopring, Immutable X (L2 protokol primárně pro NFT) a ZKSync či ZKSpace.
ČLÁNKY DO MAILU