基於Solana虛擬機的以太坊 Layer2:Eclipse深度分析

作者:YBB Capital 研究員Ac-Core 來源:medium 翻譯:善歐巴,比特鏈視界

Eclipse 背景

Eclipse 創始人 Neel Somani 曾擔任 Airbnb 的軟體工程師和 Citadel 的定量研究員,於 2022 年創立了基於 Solana 的初創公司 Eclipse。該初創公司獲得了 Solana 聯合創始人 Anatoly Yakovenko 以及 Polygon(建築)等機構/個人的支持。 Rollup 區塊鏈與 Polygon 和 Solana 兼容)。根據 CoinDesk 2022 年 9 月 28 日的報告,Eclipse 成功完成了由 Polychain 領投的 600 萬美元種子輪融資以及由 Tribe Capital 和 Tabiya 共同領投的 900 萬美元種子輪融資,融資總額達 1500 萬美元。此外,Eclipse 還獲得了 Solana 基金會的開發資助,用於支持 Solana 虛擬機驅動的 Rollup。

創始人 Somani 利用自己的網絡以及靠近芝加哥 Solana 總部的地理優勢,成功利用 Solana 的虛擬機創建了獨特的區塊鏈。他的願景是讓開發人員能夠部署由 Solana 虛擬機支持的 Rollups,並計劃於 2023 年初在 Cosmos 生態系統中啟動公共測試網,以期在未來支持 Aptos 的 Move 語言。

Solana 聯合創始人兼 Eclipse 天使投資人 Anatoly Yakovenko 評論道:「Eclipse 為 Solana 通過區塊鏈間通信 (IBC) 與 Cosmos 進行通信鋪平了道路。」

Polychain Capital 合伙人 Niraj Pant 表示:「隨著大公司和政府開始進入區塊鏈領域,Eclipse 成為促進其用例的關鍵基礎設施,例如 Web2 規模的消費者和金融應用程式。」

Eclipse 架構

以下內容基於官方解釋:Eclipse Mainnet是以太坊第一個以SVM為中心的通用L2,結合了模塊化堆棧的本質,目標是成為由SVM驅動的最快、最通用的Layer2。該項目的架構涉及使用以太坊作為結算層並內置官方驗證橋;Celestia 作為數據可用性層;RISC Zero 用於生成零知識欺詐證明;最終,Solana 的 SVM 作為這個模塊化 Layer2 項目的執行環境。下面根據官方描述進行詳細解釋。

結算層——以太坊: Eclipse將在以太坊上進行結算(即使用以太坊上的嵌入式驗證橋),使用ETH進行gas消耗,並在以太坊上提交欺詐證明;

執行層 – Solana 虛擬機 (SVM): Eclipse 將運行高性能 SVM 作為其執行環境,特別是 Solana Labs 客戶端 (v1.17) 的分支;

數據可用性層——Celestia: Eclipse將數據發布到Celestia,以實現可擴展的數據可用性(DA);

證明機制——RISC Zero: Eclipse將使用RISC Zero進行ZK欺詐證明(無需中間狀態序列化);

通信協議——IBC: Eclipse將通過Cosmos的區塊鏈間通信標準IBC完成與非Eclipse鏈的橋接;

跨鏈協議 — Hyperlane: Eclipse 與 Hyperlane 合作,將 Hyperlane 的無許可互操作性解決方案引入基於 Solana 虛擬機 (SVM) 的區塊鏈中。

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結算層:獲得以太坊的安全性和流動性

與其他以太坊 Rollups 一樣,Eclipse 使用以太坊作為其結算層。這個過程涉及將Eclipse的驗證橋直接集成到Eclipse中,其中其節點必須檢查驗證橋的正確性和交易順序的正確性,從而為用戶提供以太坊級別的安全性。

L2BEAT 將 Layer2 定義為「完全或部分從以太坊第一層獲得安全性的鏈,這樣用戶就不必依賴 Layer2 驗證者的誠實來確保其資金的安全。」 Eclipse驗證橋可以在某些故障場景下執行最終的有效性和抗審查性。即使排序器出現故障或開始在 L2 上進行審查,用戶仍然可以通過橋強制執行交易,並將以太坊作為交易 Gas 燃燒。

執行層:實現 Solana 的交易速度和規模

為了提高效率,Eclipse 主網採用了 Solana 的執行環境,利用 SVM 和 Sealevel(Solana 構建水平可擴展性的技術解決方案,一種跨 GPU 和 SSD 進行水平擴展的超並行事務處理引擎)。與EVM的單線程操作相比,它的優點是可以在不設計重疊狀態事務的情況下執行事務,而不是順序執行它們。

在EVM兼容性方面,Eclipse主網與Neon EVM合作,允許開發人員使用以太坊工具並在Solana上構建Web3應用程式。根據官方數據,其吞吐量明顯高於單線程EVM,達到140 TPS。EVM 用戶可以通過 MetaMask 錢包的「Snaps」插件與 Eclipse 主網上的應用程式進行本地交互。

數據可用性:利用 Celestia 的帶寬和可驗證性

Eclipse 主網將利用 Celestia 來實現數據可用性並建立長期合作,因為以太坊目前無法支持 Eclipse 的目標吞吐量和成本,即使在 EIP-4844 升級之後,每個塊平均提供約 0.375 MB 的 Blob 空間(每塊限制約為 0.75 MB)。

根據官方數據,對於基於 Rollup 擴展的 ERC-20 交易,按每筆交易 154 字節計算,這相當於所有 Rollups 總共約 213 TPS,而對於 Compression Swaps 按每筆交易約 400 字節計算,總 TPS 約為所有 Rollups 的吞吐量約為 82 TPS。相比之下,Celestia 的 2MB 區塊,隨著網絡證明穩定以及更多 DAS(數據可用性採樣)輕節點上線,Blobstream 預計將增加到 8MB。

Eclipse認為,在Celestia DAS輕節點的支持下,考慮到密碼經濟安全性和高度可擴展的DA吞吐量之間的權衡,Celestia成為當前Eclipse主網的首選。儘管有觀點認為使用以太坊的 DA 是 Layer2 的正統方式,但該項目將在 EIP-4844 之後繼續關注 DA 擴展的進展。如果以太坊能夠為Eclipse提供更大規模、更高吞吐量的DA,那麼遷移到以太坊DA的可能性將會被重新評估。

證明機制:RISC零欺詐證明(無需中間狀態序列化)

Eclipse 的證明方法類似於 Anatoly 的 SVM 欺詐證明 SIMD(請參閱擴展的 GitHub 連結 2),與 John Adler 避免狀態序列化的高成本的見解一致。為了防止將 Merkle 樹(哈希樹)重新引入 SVM,早期嘗試將稀疏 Merkle 樹插入到 SVM 中,但每次事務更新 Merkle 樹都會極大地影響性能。如果不使用 Merkle 樹進行證明,現有的通用 Rollup 框架(例如 OP 棧)就無法作為 SVM Rollup 的基礎,需要更具創造性的防錯架構。

故障證明要求:交易的輸入承諾、交易本身以及重新執行交易將導致與鏈上指定的輸出不同的證明。

輸入承諾通常是通過提供 Rollup 狀態樹的 Merkle 根來實現的。Eclipse 的執行器將發布每筆交易的輸入和輸出列表(包括帳戶哈希值和相關的全局狀態)、生成每筆輸入的交易索引,並將交易發布到 Celestia,允許任何全節點跟進,從其交易中提取輸入帳戶自己的狀態,計算輸出帳戶,並確認以太坊上的承諾是正確的。

可能會出現兩種主要類型的錯誤:

不正確的輸出:驗證器提供鏈上正確輸出的 ZK 證明。Eclipse 使用 RISC Zero 創建 SVM 執行的 ZK 證明,繼續該項目之前證明 BPF 字節碼執行的工作(請參閱擴展的 GitHub 連結 3)。這使得我們的結算合約能夠確保正確性,而無需在鏈上運行交易。

輸入錯誤:驗證者在鏈上發布歷史數據,表明輸入狀態與聲明的狀態不匹配。然後利用塞拉斯蒂婭的量子引力橋讓Eclipse的結算合約驗證是否存在欺詐性歷史數據。

Eclipse 與 ETH 和 Celestia 的連接

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數據可用性(DA)是 Rollup 成本支出的主要組成部分之一。目前,以太坊L2的數據可用性主要依賴兩種方式:Calldata和DAC(數據可用性委員會)。

· Calldata:例如,Arbitrum 或 Optimism 等 Layer2 解決方案將交易數據作為 calldata 直接發布到以太坊高度抗審查的區塊上。以太坊價格將數據以及計算和存儲歸於一個單位:Gas,這是以太坊 Rollup 產生的主要成本之一。為了提高效率,EIP-4844升級引入了Blobspace來替代calldata,為所有Rollup提供每塊375 KB的目標;

· DAC:與直接在鏈上發布通話數據相比,DAC 提供了更高的吞吐量,但用戶需要信任一個小的委員會或一組驗證者,以避免惡意扣留數據。DAC,包括基於重質押的解決方案,為 L2 引入了重要的信任假設,從而迫使 DAC 依賴聲譽、治理機制或代幣投票來抑制或懲罰隱藏數據的行為。因此,使用外部DA在某種程度上需要使用DAC。

值得注意的是,Eclipse 利用 Celestia 的 Blobstream(一種權益證明共識網絡)來允許 Layer2 訪問 Celestia 的 Blobspace。根據壓縮方案,這可實現高達 8 MB 的 blob 空間,大致相當於每秒 9,000 到 30,000 次 ERC-20 傳輸。然而,使用 Blobstream 的 Layer2 將依賴於 Celestia 驗證器的證明。如果輕節點檢測到 2/3 的 Celestia 驗證者扣留惡意數據,他們可以對其進行懲罰。客觀地講,DAC的可信度相對於原生鏈DA仍有其不足之處,但從創新和市場敘事的角度來看,這樣的不足是不可避免的。

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正如官方文檔中所解釋的以及上圖所示,Eclipse 演示了通過 Celestia 的 Blobstream(如上所述,基於 DAS 擴展的以太坊模塊化 DA 解決方案)向以太坊證明的數據。這使得橋接器能夠基於 Celestia 的籤名數據根來驗證為欺詐證明提供的數據安全性。用戶通過原生以太坊橋將資金存入Eclipse,流程如下:

1、用戶調用以太坊上的Eclipse充值橋合約(擴展連結1中的合約地址);

2. Eclipse的SVM執行器(計算SVM結果並輸出到新的Eclipse狀態節點)和中繼器(ETH到Eclipse通道)完成發送方和接收方地址之間的跨鏈數據交互;

3.中繼器調用SVM橋接程序,負責將用戶充值發送到目標地址;

4.中繼者通過zk-light客戶端驗證存款交易(待實現);

5. 最後,包含後續存款的交易區塊完成並通過 Solana Geyser 插件發布。

在這個過程中,每個Eclipse slot都會被SVM執行器通過Geyser發布到消息隊列中。然後這些槽作為數據塊發布到 Celestia,Celestia 驗證器提交這些提交的數據塊,以證明交易包含在 Eclipse 鏈中並對應於數據根。最後,每個 Celestia 數據塊都通過 Blobstream 中繼到以太坊上的 Eclipse 橋接器合約。

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與其他使用欺詐證明的以太坊 Layer2 解決方案類似,從 Eclipse 提取資金到以太坊也需要一個挑戰期,允許驗證者在無效狀態轉換的情況下提交欺詐證明。

· SVM 執行器定期提交以太坊上的 Eclipse 插槽紀元(該過程遵循預定數量的批次)並發布抵押品;

· Eclipse的橋接合約執行基本檢查,以確保發布的數據格式的完整性(參見參考文章[2]中的欺詐證明設計部分);

· 如果提交的批次通過基本檢查,則會生成預定義窗口。如果在此窗口內,批量承諾表明狀態轉換無效,驗證者可以發布欺詐證明;

· 如果驗證者成功發布欺詐證明,他們將贏得執行者的抵押品,提交的批次將被拒絕,Eclipse L2 的規範狀態將回滾到最後一個有效的批次承諾。此時,Eclipse的管理員有權選擇新的執行器;

· 但是,如果挑戰期過後,沒有任何成功的欺詐證明,執行人將收回其抵押品和獎勵;

· 最後,Eclipse 的橋接合約完成最終確認批次中包含的所有提款交易。

概括

Eclipse 目前正處於開發和測試的早期階段,標誌著以太坊上第一個 SVM Layer2。其測試網已經上線,計劃於 2024 年第一季度推出主網。以太坊仍然將 Rollups 視為其開發路線圖的核心部分。拋開正統之爭,這多少意味著以太坊將 Layer2 的廣義定義留給了市場,公開賦能的同時也巧妙地引入了各種形式的競爭。Eclipse 利用這一點,通過模塊化開發將以太坊的安全性、Solana 的高性能和 Celestia 的 DA 敘述相結合,以形成強大的市場敘述。

回顧以太坊的發展,一個有趣的現象是上一個市場周期,在 DeFi Summer 的炒作下,「DeFi 嵌套」和「DeFi 樂高」的創新和強化激增,導致生態系統爆發式發展。本輪LSD與Re-stake相結合,「質押嵌套」、「質押樂高」組合激增,EigenLayer、Blast、BTC生態的Merlin短時間內TVL迅速提升。如果說嵌套和樂高被認為是市場情緒的主旋律,那麼未來模塊化也能發揮其獨特的嵌套和樂高旋律。

模塊化的魅力在於組件解耦的好處,從而實現堆棧每一層的創新,讓每個模塊的優化放大其他模塊的優化。也許在未來,模塊化開發流程可以為開發人員和用戶提供過多的競爭選擇。

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