Validium — это решения масштабирования для Ethereum, которые обрабатывают транзакции вне цепочки и используют доказательства с нулевым разглашением для подтверждения их корректности. Они обеспечивают эффективную обработку транзакций за счёт того, что операторы группируют и проверяют пакеты транзакций, что уменьшает объём данных в блокчейне и затраты на газ. Несмотря на преимущества, такие как повышение скорости и конфиденциальности, Validium также сталкиваются с проблемами, например рисками доступности данных и потенциальной централизацией.
Основы
В блокчейн‑технологиях проблема масштабируемости остаётся ключевой. В этой статье рассмотрим концепцию Validium, объясним её механизм работы и потенциал для улучшения масштабируемости Ethereum.
Что такое Validium?
Validium представляет собой механизм масштабирования для Ethereum, который использует внецепочечное хранение данных и вычисления для повышения эффективности обработки транзакций. В отличие от zero-knowledge rollups (zk-rollups), часть данных которых остаётся в сети, Validium хранит транзакции вне цепочки и применяет доказательства с нулевым разглашением (ZKP) для подтверждения их корректности.
Как работает Validium?
Validium функционирует за счёт выполнения транзакций вне основной сети Ethereum с использованием смарт‑контрактов на Ethereum для проверки их целостности. Ниже рассмотрены ключевые аспекты работы Validium.
Транзакции
В экосистеме Validium пользователи отправляют транзакции операторам, которые выполняют транзакции в цепочке Validium. Эти операторы — отдельные лица или группы, отобранные по механизму proof-of-stake (PoS) — агрегируют транзакции в батчи, обрабатывают их вне цепочки и с помощью доказательного контура формируют ZKP, подтверждающие корректность выполнения транзакций.
Коммиты состояния
Представьте состояние Validium как огромное дерево Меркла, содержащее все учётные записи и балансы. Корень этого дерева, называемый root состояния, выступает уникальным идентификатором, представляющим всё состояние в Ethereum. Во время обработки транзакций операторы обновляют root состояния в соответствии с изменениями балансов и статусов аккаунтов. После этого они передают обновлённый root вместе с доказательством корректного исполнения в основную сеть Ethereum. В отличие от zk-rollups, подробные данные транзакций не обязательно публиковать в Ethereum; при успешной проверке доказательства новое состояние принимается и Validium обновляется.
Депозиты и выводы
Для перемещения средств между Ethereum и Validium пользователи могут депонировать ETH или другие токены в специальный контракт на Ethereum. Этот контракт передаёт информацию о депозите вне цепочки в Validium, зачисляя средства на off-chain счёт пользователя. Для вывода из Validium в Ethereum пользователь инициирует запрос на вывод у операторов. Такие запросы включаются в батчи транзакций и проверяются в Ethereum, что позволяет пользователю получить средства после подтверждения батча.
Validium и совместимость с EVM
Оптимальные сценарии
Validium особенно эффективен при обработке простых операций — обменов токенов и платежей. Способность быстро обрабатывать большое количество транзакций без нагрузки на хранение данных в основной сети делает его подходящими для децентрализованных бирж (DEX) и других приложений с высокими требованиями к скорости.
Проблемы со сложными смарт‑контрактами
Смарт‑контракты — это программы в блокчейне, часто включающие сложную логику. Validium испытывает трудности с такими контрактами, поскольку доказательство корректного выполнения сложных операций требует больших вычислительных ресурсов. Это затрудняет поддержку всего спектра возможностей, доступных в стандартной среде разработки Ethereum.
Возможные решения
Ведутся работы по улучшению совместимости Validium со смарт‑контрактами Ethereum. Один из подходов — создание кастомизированных диалектов языков программирования, таких как Solidity, адаптированных под Validium‑окружение. Однако этот метод может иметь ограничения и повлиять на доступность некоторых функций стандартного Ethereum‑стека.
Преимущества Validium
- Увеличение эффективности: Validium способен обрабатывать до 9 000 транзакций в секунду (TPS), снижая нагрузку на Ethereum и обеспечивая высокую скорость, важную для DEX и других высокоскоростных приложений.
- Экономия: Благодаря отсутствию необходимости сохранять данные транзакций в цепочке, Validium значительно снижает газовые расходы, что экономит средства пользователей.
- Повышенная приватность и безопасность: Используя внецепочечное хранение данных, Validium улучшает приватность транзакций и защищает данные, повышая масштабируемость без компромиссов по целостности.
Риски и проблемы Validium
- Уязвимости доступности данных: Зависимость от внецепочечного хранения данных создаёт риски. Если операторы или менеджеры данных будут удерживать информацию, это может помешать доказательствам для вывода средств.
- Риски централизации: Необходимость в специализированном оборудовании для генерации доказательств корректности может привести к централизации. Концентрация ресурсов у ограниченного круга участников может ослабить децентрализацию сети.
Заключение
Validium предлагает подход к масштабированию, который оптимизируют работу сети Ethereum, выполняя транзакции вне цепочки и подтверждая их целостность с помощью доказательств с нулевым разглашением. Этот подход уменьшает ограничения, связанные с хранением данных в блокчейне, увеличивает пропускную способность и помогает решать задачи масштабируемости блокчейн‑инфраструктуры.