Étude sur les progrès de l'interopérabilité des Rollup : pourquoi les ZK Rollup sont-ils la solution optimale ?
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Étude sur les progrès de l'interopérabilité des Rollup : pourquoi les ZK Rollup sont-ils la solution optimale ?
Alors que les Rollup deviennent au cœur du scaling d'Ethereum, l'interopérabilité entre les L2 est cruciale, et les problèmes de latence et de fragmentation des OP Rollups font des ZK Rollups une solution à long terme plus idéale.
Dédié à des analyses Web3 approfondiesRédaction : @2077Research
Traduction : Baihua Blockchain
Avec les rollups qui deviennent centraux pour l'évolutivité d'Ethereum, l'interopérabilité entre couches 2 (L2) est cruciale pour la réussite de sa feuille de route centrée sur les rollups. La fragmentation entre L2 entraîne des inefficacités et ralentit l'adoption.
Il y a quelques mois, nous avons publié une étude explorant « l'état actuel de l'interopérabilité des rollups en 2024 ». Voici nos conclusions.
1. Problème actuel : fragmentation des L2
Les rollups L2 comme Arbitrum, zkSync et Optimism fonctionnent indépendamment les uns des autres, rendant la communication inter-chaînes coûteuse et lente. Sans transactions transparentes entre rollups, l'écosystème Ethereum restera fragmenté, affectant la liquidité et la composable.
2. Rollups optimistes : le problème du pont standard
Les ponts de rollup prouvent leur état à Ethereum L1 afin d'hériter de sa sécurité. Toutefois, les rollups OP introduisent un délai dû à la « fenêtre de contestation » (généralement de 7 jours).
Ce délai devient un goulot d'étranglement pour les transactions inter-chaînes — personne ne veut attendre une semaine pour finaliser un échange DEX !
3. Alternative ZK
Les rollups ZK offrent une finalité plus rapide grâce aux preuves à connaissance nulle, mais la finalité de leurs ponts prend encore plusieurs heures (@zksync Era : 21 heures, @Starknet : 9 heures). Ce retard provient principalement des tampons d'exécution et de la vérification coûteuse des preuves sur L1. Bien que la vérification des preuves ZK soit plus rapide que pour les rollups OP, elle reste gourmande en calcul.
Source : @l2beat
4. Keystore Rollups : simplifier la gestion des comptes
L’année dernière, @VitalikButerin a proposé les keystore rollups, une approche axée sur le stockage des clés de compte plutôt que sur une machine virtuelle complète (VM). En utilisant des preuves de Merkle des clés stockées sur L1 pour valider les transactions, cela simplifie l'interaction des portefeuilles entre différents rollups. Les utilisateurs peuvent ainsi vérifier et gérer leurs comptes sur plusieurs L2 depuis un portefeuille principal, améliorant ainsi l'expérience utilisateur.
Cependant, au-delà du design initial de Vitalik, trois modèles dominants de keystore rollups se démarquent :
1) Approche de @Scroll_ZKP : stocker les données du keystore sur L1, permettant aux rollups zkEVM d'utiliser la précompilation L1SLOAD pour synchroniser la configuration des comptes, offrant ainsi des lectures L1 à faible coût.
2) Conception de @base : uniquement la racine d'état est stockée sur L1, les calldata étant utilisés pour ordonner les transactions. Des preuves de Merkle sont employées pour synchroniser les données de compte entre L2.
3) Conception de @0xStackr : très similaire à Base, mais utilisant un cadre de « micro-rollup » intégrant une machine virtuelle minimale.
Malgré ces progrès, les frais de gaz liés à la vérification des preuves restent un défi majeur.
5. Aligned Layer : une vérification efficace des preuves ZK
@alignedlayer propose une solution au problème de la vérification coûteuse des preuves ZK dans les rollups ZK. En tant que service AVS d’@EigenLayer, il permet aux validateurs Ethereum de vérifier les preuves ZK à très bas coût grâce à des validateurs garantis.
Aligned réduit le coût de vérification à seulement 3 000 gas par preuve — presque négligeable sur Ethereum L1 — devenant ainsi une solution évolutif pour les petits rollups.
Toutefois, cela introduit des hypothèses de confiance : si la valeur totale verrouillée (TVL) d’un rollup dépasse la mise en garantie, une attaque pourrait devenir rentable.
6. Couche d’agrégation des preuves : améliorer l’efficacité des preuves
L’agrégation des preuves est une autre innovation permettant de combiner plusieurs preuves ZK en une seule, allégeant ainsi le fardeau de vérification en chaîne.
Deux types principaux de protocoles d’agrégation existent :
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Agrégation universelle : supporte plusieurs types de preuves (Groth16, Halo2, Plonky2), réduisant les frais de gaz des applications.
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Ponts de rollup agrégés : intégrés directement dans la pile ZK, comme AggLayer de @0xPolygon ou Hyperbridge de @zksync, visant à minimiser les coûts de vérification et renforcer la composable inter-rollup.
7. Ponts efficaces basés sur les intentions et Keystore+ Rollups
La plupart des ponts inter-chaînes, comme @StargateFinance (utilisant @LayerZero_Core), sont basés sur les messages. Ils verrouillent des jetons sur la chaîne source, envoient un message vers la chaîne cible, puis déverrouillent un montant équivalent. Cependant, cette méthode repose fortement sur le protocole de transmission de messages, posant des problèmes de confiance.
Les ponts basés sur les intentions éliminent quant à eux le besoin de transmission de messages.
Comment cela fonctionne-t-il ?
Des fonds sont verrouillés comme une « commande inter-chaîne », que n'importe qui peut exécuter en envoyant des jetons sur la chaîne cible. Une fois la transaction confirmée sur la chaîne cible, l’exécutant peut récupérer les fonds verrouillés sur la chaîne source.
Exemple : des protocoles comme @AcrossProtocol utilisent des oracles optimistes tels que @UMAprotocol pour obtenir l’état final de la couche 2 avant la finalisation.
ENS unifié sur toutes les chaînes
Imaginez posséder une seule adresse Ethereum Name Service (ENS) utilisable sur tous les rollups. Les keystore rollups rendent cela possible en déployant de petits comptes sur des chaînes bytecode-équivalentes.
Grâce à CREATE2 et à des usines multichaînes, les utilisateurs peuvent conserver la même adresse sur tous les rollups, simplifiant ainsi la gestion des comptes et l'expérience globale.
Mécanisme de séquençage dans les Keystore+ Rollups
Le séquençage est un autre aspect clé de l’interopérabilité des rollups. Dans les keystore rollups, les séquenceurs centralisés peuvent être remplacés par des mécanismes de séquençage décentralisés, éliminant ainsi les points de défaillance unique et renforçant la résistance à la censure.
Un tel mécanisme permet de traiter les transactions dans une fenêtre d’environ 12 secondes, assurant des transactions rapides entre rollups sans compromettre la décentralisation.
8. Pourquoi nous ne comptons pas sur le séquençage partagé
Le séquençage partagé est souvent discuté comme solution à l’interopérabilité des rollups OP, mais notre recherche met en lumière ses limites. Il centralise le contrôle en permettant à un seul séquenceur de gérer plusieurs rollups, ce qui pourrait conduire à un oligopole sur l’écosystème des rollups.
En revanche, les rollups ZK utilisant des ponts d’agrégation de preuves partagés atteignent une finalité rapide entre plusieurs rollups tout en préservant la décentralisation — une solution plus durable et sécurisée pour l’interopérabilité des rollups.
Cette étude se concentre principalement sur les rollups ZK et les technologies ZK, car les rollups OP manquent fondamentalement de finalité objective rapide. Seules les preuves ZK permettent une finalité objective, ce qui fait des rollups ZK le choix idéal pour des solutions d’interopérabilité à long terme.
Bien que les rollups optimistes soient limités à cet égard, leur écosystème connaît également des avancées notables. Par exemple, Optimism explore des conceptions axées sur la validité et a collaboré il y a quelques mois avec @RiscZero pour explorer de nouvelles intégrations.
9. Rollups ZK vs Rollups OP
Grâce aux preuves à connaissance nulle, les rollups ZK peuvent confirmer les transactions plus rapidement que les rollups OP. Ils n'ont pas besoin de période de contestation (pouvant aller jusqu'à 7 jours pour les rollups OP), ce qui leur donne un avantage clair en matière d'interopérabilité inter-rollup.
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Avantages des rollups ZK : les preuves agrégées indépendantes permettent aux rollups ZK d’atteindre la composable entre différents rollups sans craindre de centralisation.
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État actuel des rollups optimistes : malgré certaines limitations techniques, des rollups OP comme @Optimism, @arbitrum et @base dominent grâce à leur solide écosystème, leurs excellents outils de développement et leur infrastructure conviviale.
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