زیرساخت Web3 و رمزارز: اجرای غیرمتمرکز و تسویه Rollup

این سند گذار معماری از سوئیچ‌های مبتنی بر پایگاه داده متمرکز به ماشین‌های حالت با اعتبارسنجی رمزنگاری را بررسی می‌کند. موضوعات شامل سنجش Gas کدهای عملیاتی EVM، سازوکار تسویه Rollup خوش‌بینانه و دانش صفر و الگوهای آسیب‌پذیری پل‌های بین‌زنجیره‌ای است.

حدود ثابت عملکرد

• هزینه پایه انتقال: ۲۱٬۰۰۰ واحد Gas برای انتقال بومی ETH در L1
• ظرفیت دسته ZK: بیش از ۴٬۰۰۰ TPS برای اثبات دسته‌ای خارج از زنجیره
• مهلت اعتراض: ۷ روز برای اثبات تقلب در Rollup خوش‌بینانه
• محیط اجرا: موتور پشته‌ای قطعی EVM

۰۱. تغییر معماری: ماشین حالت قطعی در برابر سوئیچ مبتنی بر پایگاه داده رابطه‌ای

دفترهای کل غیرمتمرکز، ماشین‌های حالت با اعتبارسنجی رمزنگاری را جایگزین سوئیچ‌های مبتنی بر پایگاه داده رابطه‌ای تغییرپذیر می‌کنند. اعتبار تغییر وضعیت بر اجماع رمزنگاری متکی است، نه اختیار مدیریتی متمرکز:

$$S’ = \text{Apply}(S, Tx)$$

دفترهای کل عمومی، تسویه پیوسته جهانی و ترکیب‌پذیری را فراهم می‌کنند. در مقابل، محدودیت محاسباتی، زمان انتظار برای قطعیت و محاسبه هزینه اجرا را تحمیل می‌کنند:

فرمول محاسبه Gas در EVM:
Gas Total = 21000 + Sum(Opcode Compute Costs) + Calldata Size Cost

۰۲. سازوکار اصلی پروتکل: EVM و مقیاس‌پذیری لایه دوم

محاسبه Gas در EVM

هر مرحله اجرای کد عملیاتی، Gas مصرف می‌کند تا حلقه بی‌نهایت و حملات منع خدمت محدود شوند:

• SSTORE، نوشتن در محل ذخیره‌سازی جدید: تا ۲۰٬۰۰۰ واحد Gas مصرف می‌کند.
• SLOAD، خواندن از محل ذخیره‌سازی سرد: ۲٬۱۰۰ واحد Gas مصرف می‌کند.
• ADD / MUL، عملیات حسابی روی پشته: ۳ تا ۵ واحد Gas مصرف می‌کنند.

با سقف ۳۰ میلیون واحد Gas برای هر بلوک شبکه اصلی L1، سوئیچ‌های مالی با ترافیک بالا نمی‌توانند مستقیم روی لایه اول اجرا شوند.

توپولوژی‌های Rollup لایه دوم

برای افزایش ظرفیت اجرا با حفظ امنیت لایه پایه، پردازش به Rollupهای لایه دوم و خارج از زنجیره منتقل می‌شود:

• Rollup خوش‌بینانه (Arbitrum, Optimism): دسته‌های اجرای خارج از زنجیره را به‌صورت پیش‌فرض معتبر فرض می‌کند. مهلت اعتراض ۷روزه دارد. در این بازه، اعتبارسنج‌ها می‌توانند با ارائه اثبات تعاملی تقلب، تغییر وضعیت مخرب را به چالش بکشند.
• Rollup دانش صفر (Starknet, zkSync): اثبات رمزنگاری اعتبار، از نوع STARK یا SNARK، را خارج از زنجیره تولید می‌کند. قرارداد هوشمند لایه اول این اثبات را در زمان چندجمله‌ای بررسی می‌کند و بدون مهلت انتظار برای اعتراض، قطعیت فوری می‌دهد.

آسیب‌پذیری پل‌های بین‌زنجیره‌ای

قراردادهای هوشمند با الگوی قفل‌کردن و ایجاد توکن، یا سوزاندن و آزادسازی، دارایی را میان شبکه‌های مجزا منتقل می‌کنند. پل‌ها سطوح حمله جدی ایجاد می‌کنند:

• نفوذ به سازوکار چندامضایی اعتبارسنج‌ها.
• نقص در منطق اعتبارسنجی اثبات.
• حملات بازدرآمدی هنگام انتقال وضعیت میان زنجیره‌ها.

۰۳. توپولوژی تسویه: محیط جهانی و محیط دارای کنترل سرمایه

• زیرساخت جهانی بدون نیاز به مجوز: قراردادهای هوشمند عمومی، موتور تسویه پیوسته جهانی هستند. بازارسازهای خودکار و پروتکل‌های نقدینگی همتابه‌همتا، پایاپای غیرامانی را بدون تأیید واسطه فراهم می‌کنند.
• اقتصادهای دارای محدودیت: در شرایط تحریم خارجی، کنترل سرمایه و نوسان ارز داخلی، شبکه‌های غیرمتمرکز مسیر تسویه غیرامانی فراهم می‌کنند. شبکه‌های رمزارزی همتابه‌همتا، محدودیت بانکداری کارگزاری را دور می‌زنند و تسویه تجارت فرامرزی را قابل‌راستی‌آزمایی می‌کنند.

۰۴. زنجیره تسویه دسته‌ای لایه دوم

01 · INTENT
Signed Transaction -> Client Secp256k1 Signature & Nonce Verification
      ↓
02 · SEQUENCER
Batch Engine -> Off-Chain Transaction Ordering & State Compression
      ↓
03 · PROVER
Proof Generation -> SNARK Validity Proof or Fraud-Proof State Commitment
      ↓
04 · FINALITY
L1 Settlement -> Calldata Blob Storage & Smart Contract State Confirmation