Что такое Validium?

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 рассматривается концепция Validium, объясняется их 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 работают Validium

Validium функционируют 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 обновляются.

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 эффективны при обработке простых операций — обменов токенов и платежей. Их способность быстро обрабатывать большое количество транзакций без нагрузки на хранение данных в основной сети делает их 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 испытывают 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 способны 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 снижают газовые расходы, что экономит средства пользователей.
• Повышенная приватность и безопасность: Используя внецепочечное хранение данных, Validium улучшают приватность транзакций и защищают 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 предлагают подходы к масштабированию, которые 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.