Доказательство валидности

Что такое доказательство валидности?

Доказательство валидности (Validity Proof) — это криптографическое доказательство, которое показывает, что вычисление, пакет транзакций или переход состояния блокчейна были выполнены корректно.

В криптоиндустрии доказательства валидности чаще всего обсуждаются в контексте ZK-роллапов, Validium, Volition, zkVM, zkEVM и других систем масштабирования, которые обрабатывают транзакции офчейн и доказывают результат ончейн.

В официальной документации Ethereum о ZK-роллапах объясняется, что ZK-роллапы отправляют доказательства валидности для финализации офчейн-пакетов транзакций в Ethereum.

Доказательство валидности позволяет верификатору проверить корректность нового состояния без повторного исполнения каждой транзакции по отдельности.

Это важно, поскольку блокчейн может проверить небольшое доказательство вместо непосредственной обработки большого объема вычислений.

Доказательства валидности — одна из главных причин, по которым современные системы Layer 2 могут снижать расходы, сохраняя важные гарантии безопасности расчетной сети.

Для начинающих самое простое определение такое: доказательство валидности — это компактная криптографическая квитанция, подтверждающая, что пакет офчейн-активности соблюдал правила.

Почему доказательства валидности важны для криптовалют

Доказательства валидности важны, поскольку блокчейнам необходимо масштабироваться без потери корректности.

Базовый уровень, такой как Ethereum, безопасен, но пространство блоков и вычислительные ресурсы ограничены.

Если каждое действие пользователя должно полностью исполняться каждой нодой базового уровня, комиссии могут расти, а пропускная способность может оставаться ограниченной.

Доказательства валидности помогают решить эту проблему, перенося исполнение офчейн и сохраняя верификацию ончейн.

Роллап или Validium может обработать множество транзакций вне базового уровня, сгенерировать доказательство, а затем отправить его в смарт-контракт.

Если доказательство проходит проверку, расчетная сеть принимает обновление состояния.

Это может снизить стоимость свопов, переводов, операций с NFT, платежей, игровых действий и других ончейн-операций.

Глоссарий L2BEAT определяет доказательство валидности как результат криптографической системы доказательств, подтверждающий корректность вычислений.

Это означает, что доказательства валидности — не просто техническая деталь.

Они являются ключевой частью того, как системы масштабирования стремятся сохранить безопасность с минимизацией доверия, одновременно улучшая пользовательский опыт.

Как работает доказательство валидности

Доказательство валидности обычно начинается с офчейн-исполнения.

Секвенсор, оператор, сеть пруверов или среда исполнения получает транзакции пользователей и вычисляет итоговое состояние.

Система начинает со старого корня состояния.

Она применяет пакет транзакций в соответствии с правилами протокола.

Она создает новый корень состояния.

Затем система доказательств генерирует доказательство того, что переход от старого корня состояния к новому был валидным.

Доказательство отправляется верификатору, часто смарт-контракту в расчетной сети.

Верификатор проверяет доказательство значительно дешевле, чем повторно выполняет все исходные вычисления.

Если доказательство принято, обновление состояния становится валидным в расчетной системе.

Если доказательство отклонено, невалидное обновление не должно быть принято.

Такая структура позволяет базовой сети обеспечивать корректность, не выполняя всю работу самостоятельно.

Доказательства валидности и переходы состояния

Переход состояния — это изменение одного валидного состояния блокчейна на другое валидное состояние блокчейна.

Например, если один пользователь отправляет токены другому, баланс отправителя уменьшается, а баланс получателя увеличивается.

Если пользователь обменивает токены через децентрализованное приложение, могут измениться балансы, резервы пула и комиссии.

В роллапе многие такие действия могут быть объединены в один пакет.

Доказательство валидности показывает, что весь пакет корректно изменил состояние.

Поэтому доказательства валидности иногда описывают как доказательства корректности исполнения.

Они не просто подтверждают существование транзакций.

Они доказывают, что транзакции были обработаны в соответствии с правилами системы.

Это делает их важными для мостов, выводов средств, балансов, вызовов смарт-контрактов и безопасности приложений.

Доказательство, подтверждающее неверное состояние, было бы катастрофическим, поэтому безопасность системы доказательств и корректность верификатора критически важны.

Доказательства валидности и доказательства с нулевым разглашением

Доказательства валидности часто создаются с использованием технологии доказательств с нулевым разглашением, но эти два термина не всегда идентичны.

Доказательство с нулевым разглашением может подтвердить истинность утверждения, не раскрывая всю исходную информацию.

Доказательство валидности подтверждает валидность вычисления или перехода состояния.

Многие роллапы используют системы доказательств с нулевым разглашением, такие как SNARK и STARK, для создания доказательств валидности.

Однако в системах масштабирования главной целью часто является компактная верификация, а не конфиденциальность.

Это означает, что ZK-роллап может использовать технологию доказательств с нулевым разглашением, не скрывая каждую пользовательскую транзакцию от публичного просмотра.

Слово «ZK» может вызывать путаницу, поскольку в обсуждениях роллапов оно часто означает «основанный на доказательстве валидности».

На официальной странице Ethereum о ZK-роллапах объясняется, что ZK-роллапы используют доказательства валидности для подтверждения офчейн-исполнения транзакций.

Для пользователей ключевой вывод прост.

Доказательство валидности подтверждает корректность, а конфиденциальность зависит от конкретного дизайна протокола.

Доказательства валидности и Fraud Proof

Доказательства валидности и Fraud Proof — это два разных способа защиты обновлений состояния Layer 2.

Доказательство валидности подтверждает корректность пакета до его принятия.

Fraud Proof используется для оспаривания пакета после его оптимистичной публикации.

В официальной документации Ethereum об Optimistic Rollups объясняется, что оптимистичные роллапы предполагают валидность офчейн-транзакций и не публикуют доказательства валидности для каждого пакета.

Оптимистичные системы обычно имеют окно оспаривания, в течение которого можно оспорить неверные обновления состояния.

Системам на основе доказательств валидности не требуется аналогичный период ожидания Fraud Proof для обеспечения корректности, поскольку доказательство должно пройти проверку до принятия.

Это может обеспечивать более быструю финализацию выводов и обновлений состояния при корректной работе системы доказательств.

Однако генерация доказательств валидности может быть дорогостоящей и сложной.

Системы Fraud Proof в некоторых отношениях могут быть проще, но зависят от оспаривающих сторон и периодов споров.

Выбор между этими подходами — компромисс в проектировании, а не простое сравнение хорошего и плохого.

Доказательства валидности и ZK-роллапы

ZK-роллапы — наиболее распространенное место, где пользователи сталкиваются с доказательствами валидности.

ZK-роллап обрабатывает транзакции офчейн, генерирует доказательство валидности и отправляет его в смарт-контракт базовой сети.

Базовая сеть проверяет доказательство и принимает новый корень состояния, если доказательство валидно.

Это позволяет роллапу масштабировать исполнение, используя расчетную сеть для окончательной верификации.

ZK-роллапы также публикуют достаточно данных, чтобы пользователи и наблюдатели могли восстановить состояние роллапа.

Доступность данных важна, поскольку пользователям необходим доступ к данным транзакций или различиям состояния для проверки балансов и безопасного выхода.

На странице L2BEAT с анализом рисков объясняется, что роллапы публикуют обязательства состояния в Ethereum и подтверждают их через доказательства валидности или оптимистичные механизмы оспаривания.

Безопасность ZK-роллапа зависит от системы доказательств, контракта-верификатора, доступности данных, дизайна моста и контроля обновлений.

Доказательство валидности занимает центральное место, но не является единственным фактором риска.

Доказательства валидности и Validium

Системы Validium также используют доказательства валидности, но иначе обеспечивают доступность данных по сравнению с ZK-роллапами.

Validium подтверждает корректность офчейн-исполнения, но не публикует все данные транзакций в расчетной сети.

В официальной документации Ethereum о Validium объясняется, что Validium используют доказательства валидности, как и ZK-роллапы, но хранят данные транзакций вне Ethereum.

Это может сделать Validium дешевле роллапа, поскольку он публикует меньше данных ончейн.

Однако это создает дополнительный риск доступности данных.

Если данные удерживаются, пользователи могут не суметь восстановить состояние или безопасно вывести средства.

Это важный урок о доказательствах валидности.

Доказательство валидности может подтвердить корректность перехода состояния, но не доказывает автоматически, что все пользователи имеют необходимые им данные.

Корректное исполнение и доступность данных — разные свойства безопасности.

Безопасной системе масштабирования необходимы оба свойства.

Доказательства валидности и Volition

Volition — гибридный дизайн доступности данных, позволяющий пользователям или приложениям выбирать между ончейн-данными в стиле роллапа и офчейн-данными в стиле Validium.

В официальной документации StarkEx о доступности данных объясняется, что Volition позволяет пользователям использовать в одном приложении хранилища ZK-Rollup и Validium.

Доказательства валидности могут защищать оба режима, поскольку подтверждают корректное исполнение.

Разница заключается в том, где обеспечивается доступность данных.

В режиме роллапа данные публикуются ончейн.

В режиме Validium данные хранятся офчейн в рамках внешнего дизайна доступности.

Volition показывает, что доказательства валидности — лишь одна часть архитектуры масштабирования.

Две системы могут использовать схожую технологию доказательств, но предоставлять разные гарантии пользователям из-за различий в выборе доступности данных.

Это важно для пользователей, выбирающих между более низкими расходами и более надежными гарантиями выхода.

Доказательства валидности обладают значительными возможностями, но их необходимо понимать вместе с доступностью данных.

Доказательства валидности и доступность данных

Доступность данных — это гарантия того, что пользователи и валидаторы могут получить данные, необходимые для проверки или восстановления состояния системы.

В официальной документации Ethereum о доступности данных объясняется, что доступность данных обеспечивает публикацию и доступность данных блока для участников сети.

Доказательства валидности и доступность данных решают разные задачи.

Доказательство валидности подтверждает, что вычисление выполнено корректно.

Доступность данных гарантирует доступность исходных данных.

Система может иметь валидное доказательство, но недоступные данные.

В таком случае переход состояния может быть корректным, однако пользователи все равно могут не иметь возможности самостоятельно проверить балансы или выйти из системы.

Поэтому роллапы и Validium имеют разные предположения о доверии, даже если оба используют доказательства валидности.

Пользователям не следует оценивать систему масштабирования, спрашивая только, есть ли в ней ZK-доказательства.

Им также следует выяснить, где хранятся данные и как пользователи могут восстановить доступ в случае сбоя операторов.

Доказательства валидности и расчетные уровни

Расчетный уровень — это сеть или система, которая проверяет доказательства, хранит обязательства и финализирует обновления состояния.

Для многих систем Ethereum Layer 2 Ethereum выступает расчетным уровнем.

Роллап или Validium отправляет корень состояния и доказательство валидности в смарт-контракт Ethereum.

Контракт Ethereum проверяет доказательство и принимает обновление, если оно валидно.

Это позволяет системе масштабирования наследовать часть безопасности Ethereum, не исполняя каждую транзакцию непосредственно в Ethereum.

Однако расчетный уровень обеспечивает только то, что предназначен обеспечивать смарт-контракт.

Если в контракте-верификаторе есть ошибка, система может дать сбой.

Если ключи обновления могут мгновенно заменить верификатор, пользователи могут столкнуться с риском управления или административным риском.

Если контракты мостов небезопасны, средства могут быть под угрозой даже при сильной системе доказательств валидности.

Поэтому расчеты — это вопрос всей архитектуры, а не только доказательств.

Доказательства валидности и пруверы

Прувер — это система, генерирующая доказательство валидности.

В роллапе прувер получает пакет транзакций, трассировку исполнения или переход состояния и создает криптографическое доказательство.

Генерация доказательств может требовать больших вычислительных ресурсов.

Это одна из причин сложности создания и эксплуатации ZK-систем.

Некоторые проекты на начальном этапе используют централизованных пруверов, поскольку инфраструктура доказательств сложна.

Другие стремятся создать децентрализованные сети пруверов, в которых множество независимых сторон могут генерировать доказательства.

Надежная система пруверов должна быть стабильной, быстрой и устойчивой к цензуре или отказу единственного оператора.

Если доказательства задерживаются, система может продолжать обработку транзакций, но расчеты могут задерживаться.

Если прувер полностью прекращает работу, это может повлиять на выводы и финализацию.

Пользователям следует понимать, зависит ли проект от одного прувера, нескольких пруверов или открытой сети доказательств.

Доказательства валидности и верификаторы

Верификатор — это система, проверяющая корректность доказательства валидности.

В системах масштабирования Ethereum верификатором часто выступает смарт-контракт Ethereum.

Верификатор не повторяет полное офчейн-вычисление.

Он проверяет компактное доказательство по публичным входным данным, таким как старый корень состояния, новый корень состояния и другие необходимые обязательства.

Именно это делает доказательства валидности полезными для масштабируемости.

Проверка должна быть значительно дешевле полного исполнения.

Однако корректность верификатора критически важна.

Если верификатор принимает плохие доказательства, невалидные состояния могут быть финализированы.

Если верификатор отклоняет валидные доказательства, система может перестать работать корректно.

Контракты-верификаторы должны проходить аудит, тестирование, мониторинг и иметь тщательно продуманные правила обновлений.

Доказательство полезно только в том случае, если верификатор корректно обеспечивает его выполнение.

Доказательства валидности и SNARK

SNARK — одно из распространенных семейств систем доказательств, используемых для создания доказательств валидности.

SNARK означает Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge.

SNARK может создавать небольшое доказательство, которое быстро проверяется.

Это делает SNARK привлекательными для масштабирования блокчейнов, поскольку стоимость ончейн-верификации имеет значение.

Однако некоторые системы SNARK требуют церемоний доверенной настройки или конкретных криптографических предположений.

Различные дизайны SNARK имеют разные компромиссы в отношении размера доказательства, времени генерации, стоимости проверки, прозрачности, рекурсии и инструментов разработчика.

В обсуждениях роллапов доказательство валидности на основе SNARK часто используется для проверки правильности исполнения пакета транзакций.

Пользователям не нужно понимать каждую математическую деталь, чтобы понимать модель рисков.

Им следует знать, что SNARK могут сделать верификацию эффективной, но реализация и предположения настройки по-прежнему важны.

Проект должен раскрывать, какую систему доказательств он использует и как она защищена.

Доказательства валидности и STARK

STARK — другое важное семейство систем доказательств, используемых для доказательств валидности.

STARK означает Scalable Transparent Argument of Knowledge.

STARK известны прозрачностью, поскольку не требуют такого же типа доверенной настройки, как некоторые системы SNARK.

В официальном обзоре StarkEx StarkEx описывается как механизм масштабируемости, использующий доказательства STARK и поддерживающий режимы доступности данных роллапа, Validium и Volition.

STARK могут быть привлекательны для крупных вычислений и систем масштабирования.

В зависимости от реализации они также могут иметь более крупные размеры доказательств, чем некоторые дизайны SNARK.

Как и SNARK, STARK не становятся автоматически приватными лишь потому, что используются в ZK-системах.

Ключевое применение для масштабирования — доказательство корректности исполнения.

Доказательство валидности на основе STARK может помочь расчетной сети эффективно проверить большое офчейн-вычисление.

Компромиссы носят технический характер, но влияют на стоимость, скорость, предположения безопасности и дизайн экосистемы.

Доказательства валидности и zkEVM

zkEVM — это система доказательств с нулевым разглашением, предназначенная для доказательства исполнения смарт-контрактов, подобных Ethereum, или вычислений, совместимых с EVM.

Доказательства валидности занимают центральное место в zkEVM, поскольку система должна подтвердить корректность исполнения EVM.

Это сложно, поскольку EVM изначально не была разработана так, чтобы ее было легко доказывать.

zkEVM должна обрабатывать опкоды, правила газа, хранилище, вызовы, логи, прекомпилы и обновления состояния.

Цель состоит в том, чтобы разработчики могли развертывать приложения в стиле Ethereum, получая преимущества масштабируемости доказательств валидности.

Различные zkEVM могут выбирать разные компромиссы совместимости и производительности.

Некоторые стремятся к высокой эквивалентности EVM.

Другие оптимизируются для эффективности генерации доказательств и инструментов разработчика.

Пользователям не следует считать, что все zkEVM имеют одинаковую безопасность, стоимость или совместимость.

Доказательство валидности подтверждает исполнение только в соответствии с определенными правилами системы.

Доказательства валидности и zkVM

zkVM — виртуальная машина, предназначенная для создания доказательств исполнения программ.

Вместо доказательства только одной специализированной схемы zkVM может доказывать корректность выполнения более широкой программы.

Это может сделать доказательства валидности более гибкими для appchain, роллапов, мостов, сопроцессоров и офчейн-вычислений.

zkVM может использоваться для доказательства исполнения блоков блокчейна, логики смарт-контрактов, обработки данных или специализированных приложений.

Это важно, поскольку разработчикам могут понадобиться системы доказательств, поддерживающие знакомые языки программирования или более универсальные вычисления.

Однако универсальность может сопровождаться затратами на производительность.

Специализированная схема может быть быстрее для одной конкретной задачи.

zkVM может быть проще в разработке, но сложнее в оптимизации.

Доказательства валидности, созданные с использованием zkVM, являются частью растущей тенденции к проверяемым вычислениям, выходящим за пределы простых переводов токенов.

Это может расширить возможности блокчейнов по проверке операций без непосредственного исполнения всего объема вычислений.

Доказательства валидности и рекурсивные доказательства

Рекурсивные доказательства позволяют одному доказательству проверять другое доказательство.

Это может быть полезно для агрегации множества доказательств валидности в одно меньшее доказательство.

Например, несколько пакетов транзакций могут иметь собственные доказательства.

Рекурсивная система может объединить эти доказательства в одно, которое дешевле отправить или проверить.

Это может повысить масштабируемость, поскольку расчетная сеть может проверить одно агрегированное доказательство вместо множества отдельных.

Рекурсивные доказательства также могут поддерживать многоуровневые архитектуры, кроссчейн-верификацию и сжатие доказательств.

Однако рекурсия увеличивает сложность.

Система доказательств, верификатор, логика агрегации и предположения безопасности требуют тщательной проверки.

Рекурсивные доказательства валидности обладают высокой мощностью, поскольку могут сделать системы доказательств более масштабируемыми.

Они также являются продвинутой технологией и требуют строгой инженерной дисциплины.

Доказательства валидности и мосты

Мосты — одно из важнейших мест, где доказательства валидности влияют на средства пользователей.

Мост роллапа может блокировать активы в Ethereum и зачислять соответствующие балансы в Layer 2.

Когда пользователь выводит средства, мост должен знать, что обновление состояния Layer 2 валидно.

Доказательство валидности может помочь мосту проверить, что вывод был включен в корректный переход состояния.

Это может снизить зависимость от доверенного оператора.

Однако безопасность моста все равно зависит от дизайна смарт-контракта, корректности верификатора, контроля обновлений, доступности данных и аварийных процедур.

Доказательство валидности не защищает пользователей автоматически от каждого риска моста.

Мост все еще может быть уязвим, если контракт обновляется без задержки, административные ключи скомпрометированы или логика вывода содержит ошибки.

Перед внесением крупной суммы в любую систему масштабирования пользователям следует проверять верификацию доказательств, хранение средств в мосте, правила выхода и риск обновлений.

Мосты на основе доказательств обладают значительными возможностями, но не являются безрисковыми.

Доказательства валидности и скорость вывода

Доказательства валидности могут повысить скорость вывода по сравнению с системами, основанными на окнах оспаривания Fraud Proof.

В роллапе на основе доказательств валидности обновление состояния может быть финализировано в соответствии с правилами расчетной сети после генерации и проверки доказательства.

Это может сократить необходимость длительных периодов ожидания.

Однако скорость вывода по-прежнему зависит от времени генерации доказательства, его отправки, подтверждения расчетной сети, дизайна моста и условий ликвидности.

Система на основе доказательств валидности может все равно задерживать выводы при перегрузке прувера или если протокол пакетирует выводы по расписанию.

Проект также может добавлять дополнительные задержки безопасности по операционным причинам.

Пользователям не следует считать, что каждая система доказательств валидности обеспечивает мгновенный вывод.

Правильный вопрос — сколько на практике занимают генерация доказательства, верификация и разблокировка средств мостом.

Доказательства валидности могут сделать более быстрые расчеты возможными, но пользовательский опыт определяют детали реализации.

Перед перемещением средств всегда следует проверять официальную документацию по выводу.

Доказательства валидности и финализация

Финализация означает, что транзакция или обновление состояния принято и не может быть отменено в рамках обычных правил протокола.

Доказательства валидности могут улучшить финализацию обновлений состояния роллапа, поскольку расчетный контракт принимает только доказанные переходы состояния.

После проверки доказательства и финализации транзакции расчетным уровнем пользователи могут иметь более высокую уверенность в валидности обновления состояния.

Однако финализация имеет несколько уровней.

Есть внутреннее подтверждение роллапа.

Есть генерация доказательства.

Есть верификация расчетной сетью.

Есть финализация расчетной сети.

Также могут существовать риски обновлений или управления, влияющие на практическую финализацию.

Пользователям следует различать быстрое подтверждение в интерфейсе Layer 2 и окончательный расчет на базовом уровне.

Доказательство валидности — ключевая часть окончательного расчета, но не всегда первое, что пользователь видит в приложении.

Доказательства валидности и расходы на газ

Доказательства валидности могут снизить общие расходы на газ, позволяя блокчейну проверить одно доказательство вместо непосредственного исполнения каждой транзакции.

Однако сама проверка доказательства по-прежнему требует комиссии за газ.

Также могут возникать расходы на публикацию данных, обновление корней состояния, обработку выводов и поддержку контрактов мостов.

После изменений Ethereum, связанных с blob-данными, затраты на данные для роллапов могут быть ниже, чем в старых дизайнах на основе calldata.

В официальной документации Ethereum о дорожной карте danksharding объясняется, что proto-danksharding ввел blobs как более дешевое пространство данных для роллапов.

Это влияет на экономику масштабирования на основе доказательств валидности.

Для конечных комиссий важны проверка доказательств, доступность данных и стратегия пакетирования.

Система с эффективными доказательствами, но дорогой публикацией данных, все равно может иметь высокие комиссии.

Система с дешевыми данными, но медленной генерацией доказательств, может сталкиваться с задержками.

Стоимость масштабирования — проблема всей цепочки процессов, а не только доказательств.

Доказательства валидности и предположения безопасности

Доказательства валидности уменьшают некоторые предположения о доверии, но не устраняют их все.

Пользователи все еще полагаются на надежность системы доказательств.

Они полагаются на корректную реализацию верификатора.

Они полагаются на безопасные смарт-контракты.

Они полагаются на доступность данных.

Они полагаются на разумный контроль обновлений.

Они полагаются на операторов или секвенсоров для доступности системы, если отсутствуют надежные резервные механизмы.

Они полагаются на кошельки и пользователей, подписывающих безопасные транзакции.

Именно поэтому серьезный анализ Layer 2 включает больше, чем фразу «использует доказательства валидности».

Доказательство сообщает пользователям, что невалидное вычисление не должно быть принято.

Оно не гарантирует, что система децентрализована, устойчива к цензуре, дешева, приватна или свободна от риска обновлений.

Доказательство валидности — сильный компонент безопасности, но не полноценная модель безопасности само по себе.

Доказательства валидности и риск секвенсора

Секвенсор упорядочивает транзакции до того, как они будут доказаны и рассчитаны.

Многие системы на основе доказательств валидности используют секвенсоры для скорости и пользовательского опыта.

Секвенсор может быстро создавать блоки или пакеты и предоставлять пользователям быстрые предварительные подтверждения.

Однако централизация секвенсора может создавать риски.

Секвенсор может отключиться.

Секвенсор может цензурировать транзакции.

Секвенсор может менять порядок транзакций ради MEV.

Секвенсор может задерживать выводы, пока пакет не будет опубликован и доказан.

Доказательство валидности может подтверждать валидность пакета, но не заставляет секвенсор автоматически включать каждую пользовательскую транзакцию немедленно.

Механизмы принудительного включения, децентрализованное секвенирование, резервные режимы и четкие правила доступности могут снизить этот риск.

Пользователям следует проверять дизайн секвенсора при оценке любого Layer 2 на основе доказательств валидности.

Доказательства валидности и риск обновлений

Риск обновлений — одна из наиболее недооцениваемых проблем систем масштабирования на основе доказательств валидности.

Роллап может использовать доказательства валидности, но при этом полагаться на обновляемые контракты.

Если команда или мультисиг может быстро заменить контракт-верификатор, пользователи должны доверять этому процессу обновления.

Если мост можно обновить мгновенно, средства пользователей могут подвергаться административному риску.

Если до обновлений нет значимого окна выхода, у пользователей может не быть времени отреагировать на опасные изменения.

Страницы рисков L2BEAT часто оценивают задержки обновлений, механизмы управления и возможность пользователей выйти до вступления рискованных изменений в силу.

Это важно, поскольку идеальная система доказательств не поможет, если контракт, обеспечивающий ее работу, можно изменить без защиты пользователей.

Доказательства валидности должны сочетаться с прозрачными обновлениями, аудитами, временными задержками, мониторингом и надежным управлением.

Система безопасна настолько, насколько безопасны и ее криптография, и структура контроля.

Доказательства валидности и конфиденциальность

Доказательства валидности часто связывают с технологией нулевого разглашения, поэтому пользователи могут считать, что они автоматически обеспечивают конфиденциальность.

Это не всегда так.

Доказательство валидности может подтвердить корректное исполнение, пока данные транзакций остаются публичными.

Многие ZK-роллапы публикуют данные транзакций для доступности данных, поэтому активность пользователей все равно может быть видна.

Конфиденциальность требует дополнительных решений в дизайне, таких как зашифрованное состояние, защищенные транзакции, частные системы идентификации или специализированные протоколы конфиденциальности.

Система доказательств может быть zero-knowledge в математическом смысле, тогда как приложение все еще раскрывает информацию о транзакциях по причинам удобства использования или доступности данных.

Пользователям не следует считать ZK-роллап или систему на основе доказательств валидности приватными, если документация явно не описывает гарантии конфиденциальности.

Корректность и конфиденциальность — разные свойства.

В дискуссиях о масштабировании доказательства валидности главным образом связаны с корректностью.

Конфиденциальность необходимо оценивать отдельно.

Доказательства валидности и DeFi

Доказательства валидности могут быть очень полезны для DeFi, поскольку DeFi нуждается в безопасном исполнении и более низких комиссиях.

В официальном руководстве Ethereum по DeFi объясняется, что децентрализованные финансы используют публичные блокчейны и смарт-контракты для предоставления финансовых услуг.

DeFi-приложения могут использовать масштабирование на основе доказательств валидности для свопов, кредитования, деривативов, расчетов, платежей и управления портфелем.

Более низкие комиссии могут сделать небольшие транзакции более практичными.

Более быстрые расчеты могут улучшить пользовательский опыт.

Доказательства валидности могут снизить необходимость доверять офчейн-вычислениям, поскольку неверные переходы состояния должны отклоняться.

Однако пользователям DeFi все равно необходимо учитывать ликвидность, риск оракулов, риск ликвидации, риск мостов, риск секвенсора и доступность данных.

Позиция DeFi может быть математически валидной и все равно привести к убыткам из-за рыночного риска.

Недорогой роллап все равно может иметь риск контрактов или управления.

Доказательства валидности повышают целостность исполнения, но не устраняют финансовый риск.

Доказательства валидности и NFT

Доказательства валидности могут помочь NFT-платформам масштабировать минтинг, переводы, торговлю и активность игровых активов.

Коллекции NFT могут включать множество транзакций, особенно во время минтинга с высоким спросом или игровых событий.

Система масштабирования на основе доказательств валидности может обрабатывать эти действия офчейн и подтверждать итоговое состояние ончейн.

Это может снизить комиссии и повысить пропускную способность.

В официальном руководстве Ethereum по NFT объясняется, что NFT могут представлять право собственности на уникальные предметы.

Если NFT хранятся в системе на основе доказательств валидности, пользователям следует понимать, как подтверждается владение, как работают выводы и где хранятся метаданные.

Доказательства валидности могут подтверждать, что переводы NFT соблюдали правила протокола.

Они не гарантируют автоматически постоянное хранение метаданных NFT или доступность офчейн-активов.

Пользователям NFT следует проверять дизайн контракта, правила мостов, хранение метаданных и условия коллекции.

Валидный переход состояния важен, но стоимость NFT также зависит от офчейн-контекста.

Доказательства валидности и игры

Блокчейн-игры могут получать выгоду от доказательств валидности, поскольку играм часто требуется множество недорогих действий.

Игре могут требоваться переводы предметов, обновления персонажей, результаты матчей, получение вознаграждений, сделки на маркетплейсе или действия по крафту.

Исполнять все это непосредственно на базовом уровне может быть дорого.

Система на основе доказательств валидности может обрабатывать игровые действия офчейн и подтверждать правильность результата.

Это может поддержать более плавный Web3-гейминг без опоры только на централизованную базу данных.

Однако игрокам следует понимать, что именно подтверждается.

Доказательство валидности может подтвердить, что переходы состояния соблюдали правила смарт-контракта игры.

Оно может не подтверждать, что дизайн игры честный, увлекательный, сбалансированный или свободный от манипуляций администратора.

Оно может не подтверждать, что офчейн-игровые активы, серверы или метаданные будут существовать вечно.

Доказательства валидности могут повысить техническую целостность, но качество игры и права пользователей все равно зависят от более широкого дизайна.

Доказательства валидности и ончейн-ИИ

Доказательства валидности становятся важными не только для переводов токенов и роллапов.

Они также могут поддерживать проверяемые вычисления для ИИ, обработки данных и офчейн-исполнения.

Система может захотеть доказать, что вывод модели, расчет, проверка рисков или преобразование данных были выполнены корректно, не исполняя всю рабочую нагрузку ончейн.

Это направление все еще развивается и может включать zkML, zkVM, сопроцессоры и гибридные дизайны верификации.

Идея похожа на роллапы.

Выполняйте дорогостоящую работу офчейн.

Доказывайте результат ончейн.

Однако рабочие нагрузки ИИ могут быть значительно сложнее для эффективного доказательства, чем простые переводы токенов.

Доказательства валидности могут помочь сделать ончейн-ИИ более надежным, но пользователям следует осторожно относиться к заявлениям о производительности.

Проверяемый ИИ перспективен, но многие реализации остаются экспериментальными.

Доказательства валидности и сопроцессоры

Сопроцессор — это система офчейн-вычислений, помогающая смарт-контрактам получать результаты, которые было бы слишком дорого вычислять непосредственно ончейн.

Доказательства валидности могут сделать сопроцессоры более надежными, подтверждая корректность офчейн-вычислений.

Например, смарт-контракту может потребоваться большой исторический расчет, запрос данных или сложная модель риска.

Вместо выполнения всего ончейн сопроцессор вычисляет результат и отправляет доказательство.

Смарт-контракт проверяет доказательство до использования результата.

Это может расширить возможности децентрализованных приложений.

Однако сопроцессоры создают собственные риски.

Пользователям необходимо понимать источники данных, охват доказательств, доступность, задержку и предположения верификатора.

Доказательство валидности может подтвердить вычисление, но вычисление полезно только в том случае, если входные данные и логика программы корректны.

Некорректные входные данные все равно могут привести к некорректному результату, даже при валидном доказательстве.

Преимущества доказательств валидности

Первое преимущество доказательств валидности — корректность исполнения.

Они подтверждают, что вычисление или переход состояния соблюдали правила.

Второе преимущество — масштабируемость.

Они позволяют блокчейнам проверять компактные доказательства вместо непосредственного исполнения каждой транзакции.

Третье преимущество — более быстрая финализация по сравнению с системами, зависящими от длительных окон оспаривания Fraud Proof.

Четвертое преимущество — повышение безопасности мостов при корректной реализации верификации доказательств.

Пятое преимущество — поддержка продвинутых приложений, таких как роллапы, Validium, zkVM, zkEVM, сопроцессоры и проверяемые вычисления.

Шестое преимущество — снижение необходимости доверять операторам в вопросе корректности исполнения.

Седьмое преимущество — компонуемость со слоями доступности данных, рекурсивными доказательствами и модульными архитектурами блокчейнов.

Эти преимущества объясняют, почему доказательства валидности являются важной частью дорожной карты масштабирования Ethereum и более широкого инфраструктурного стека Web3.

Это один из наиболее сильных инструментов, позволяющих сделать офчейн-вычисления проверяемыми.

Риски и ограничения доказательств валидности

Первый риск — сложность системы доказательств.

Продвинутую криптографию трудно реализовать безопасно.

Второй риск — централизация прувера.

Если только одна сторона может генерировать доказательства, система может зависеть от нее с точки зрения доступности.

Третий риск — ошибки верификатора.

Неисправный верификатор может отклонять валидные доказательства или принимать невалидные.

Четвертый риск — сбой доступности данных.

Доказательство может подтверждать корректное исполнение, не делая исходные данные доступными пользователям.

Пятый риск — риск обновлений.

Контракты под административным контролем могут ослабить безопасность системы на основе доказательств.

Шестой риск — неверное понимание конфиденциальности.

Пользователи могут считать системы на основе ZK приватными, хотя они используют доказательства только для валидности.

Седьмой риск — сложность мостов и выводов.

Средства пользователей по-прежнему могут зависеть от безопасной логики мостов и механизмов выхода.

Восьмой риск — вводящий в заблуждение маркетинг.

Проект может использовать выражение «доказательство валидности», не объясняя ясно, что именно подтверждается и что не подтверждается.

Как оценить систему доказательств валидности

Начните с вопроса, что именно доказывает доказательство.

Подтверждает ли оно полный переход состояния, конкретную программу, вывод средств, сообщение моста или только часть системы?

Затем выясните, кто генерирует доказательство.

Прувер централизован, децентрализован, работает с разрешениями или открыт для всех?

Узнайте, где проверяется доказательство.

Проверка выполняется смарт-контрактом расчетной сети, офчейн-верификатором или доверенным сервисом?

Узнайте, является ли контракт-верификатор публичным и прошедшим аудит.

Узнайте, могут ли контракты обновляться и существует ли временная задержка.

Узнайте, где доступны данные.

Узнайте, как пользователи могут вывести средства в случае сбоя операторов.

Узнайте, имеет ли проект независимый анализ рисков от таких источников, как L2BEAT.

Настоящая система доказательств валидности должна ясно отвечать на эти вопросы.

Распространенные заблуждения о доказательствах валидности

Одно распространенное заблуждение заключается в том, что доказательства валидности автоматически делают систему приватной.

Это не так, поскольку валидность и конфиденциальность — разные свойства.

Другое заблуждение состоит в том, что доказательства валидности устраняют все предположения о доверии.

Они уменьшают необходимость доверять корректности исполнения, но пользователям все равно следует учитывать доступность данных, обновления, мосты и доступность системы.

Еще одно заблуждение заключается в том, что доказательство валидности — то же самое, что Fraud Proof.

Доказательство валидности подтверждает корректность до принятия, тогда как Fraud Proof оспаривает неверные утверждения после оптимистичного принятия.

Также ошибочно считать, что все ZK-роллапы имеют одинаковую безопасность.

Различные системы доказательств, контракты-верификаторы, выбор доступности данных, контроль обновлений и дизайн секвенсора создают разные риски.

Еще одно заблуждение состоит в том, что Validium дают те же гарантии, что и ZK-роллапы.

Оба могут использовать доказательства валидности, но Validium хранят данные офчейн и поэтому добавляют предположения о доступности данных.

Также ошибочно считать, что проверка доказательства означает мгновенный вывод.

Скорость вывода по-прежнему зависит от времени генерации доказательства, дизайна моста, подтверждения расчетов и правил протокола.

Доказательство валидности простыми словами

Доказательство валидности — это способ подтвердить, что криптосистема выполнила правильное вычисление.

Вместо того чтобы просить блокчейн повторить тысячи транзакций, система может отправить одно доказательство.

Блокчейн проверяет это доказательство.

Если доказательство валидно, новое состояние может быть принято.

Это помогает роллапам и другим системам масштабирования становиться дешевле и быстрее.

Доказательства валидности наиболее распространены в ZK-роллапах и Validium.

Они также становятся важными для zkVM, zkEVM, мостов, сопроцессоров и проверяемых вычислений.

Однако доказательство валидности не решает все проблемы.

Пользователям все равно необходимо проверять доступность данных, безопасность моста, правила вывода, риск секвенсора и контроль обновлений.

Для начинающих главное правило простое.

Доказательство валидности подтверждает корректность исполнения, но вся система все равно должна быть безопасно спроектирована.

FAQ

Что такое доказательство валидности в криптовалютах?

Доказательство валидности — криптографическое доказательство, подтверждающее, что вычисление или переход состояния были корректно выполнены в соответствии с правилами протокола.

Где используются доказательства валидности?

Доказательства валидности используются в ZK-роллапах, Validium, Volition, zkEVM, zkVM, мостах, сопроцессорах и других системах проверяемых вычислений.

Доказательство валидности — это то же самое, что доказательство с нулевым разглашением?

Нет, доказательство валидности подтверждает корректное исполнение, тогда как доказательство с нулевым разглашением также может обеспечивать конфиденциальность в зависимости от дизайна.

Все ли доказательства валидности обеспечивают конфиденциальность?

Нет, многие доказательства валидности в системах масштабирования используются для корректности, а не для конфиденциальности.

Чем отличается доказательство валидности от Fraud Proof?

Доказательство валидности подтверждает корректность обновления состояния до принятия, а Fraud Proof оспаривает неверное обновление после оптимистичного принятия.

Почему ZK-роллапы используют доказательства валидности?

ZK-роллапы используют доказательства валидности, чтобы подтвердить корректность исполнения офчейн-пакетов транзакций до принятия базовой сетью нового состояния.

Используют ли Validium доказательства валидности?

Да, Validium используют доказательства валидности для подтверждения корректности исполнения, но хранят данные транзакций офчейн.

Решает ли доказательство валидности проблему доступности данных?

Нет, доказательство валидности подтверждает корректность вычислений, тогда как доступность данных гарантирует, что пользователи могут получить данные для восстановления состояния.

Можно ли проверить доказательство валидности в Ethereum?

Да, многие системы масштабирования Ethereum отправляют доказательства валидности в смарт-контракты-верификаторы Ethereum.

Что такое прувер?

Прувер — это система, генерирующая доказательство валидности после офчейн-исполнения.

Что такое верификатор?

Верификатор — контракт или система, проверяющая валидность доказательства валидности.

Что происходит, если доказательство валидности невалидно?

Если верификатор работает корректно, невалидное доказательство должно быть отклонено, а обновление состояния не должно быть принято.

Могут ли доказательства валидности снизить комиссии?

Да, они могут снизить комиссии, позволяя блокчейну проверять компактные доказательства вместо непосредственного исполнения каждой транзакции.

Делают ли доказательства валидности выводы быстрее?

Они могут помочь сократить задержки вывода по сравнению с системами Fraud Proof, однако фактическая скорость зависит от генерации доказательств, дизайна моста и правил расчетов.

Каков самый большой риск систем доказательств валидности?

К основным рискам относятся ошибки верификатора, проблемы доступности прувера, сбой доступности данных, ошибки мостов и небезопасный контроль обновлений.

Доказательства валидности используются только для Layer 2?

Нет, они важны для масштабирования Layer 2, но также могут поддерживать мосты, zkVM, сопроцессоры, проверяемый ИИ и другие системы офчейн-вычислений.

Что пользователям следует проверить перед доверием к системе доказательств валидности?

Пользователям следует проверить охват доказательств, аудиты верификатора, децентрализацию прувера, доступность данных, безопасность моста, контроль обновлений и механизмы вывода.

Достаточно ли доказательства валидности, чтобы сделать проект безопасным?

Нет, доказательство валидности — лишь одна часть безопасности системы и должно сочетаться с безопасными контрактами, доступными данными, надежными мостами и заслуживающим доверия управлением.

Заключение

Доказательства валидности — один из наиболее важных криптографических инструментов современной криптоинфраструктуры.

Они позволяют блокчейну проверить корректность офчейн-вычисления без повторения каждого шага ончейн.

Это делает их ключевыми для ZK-роллапов, Validium, Volition, zkEVM, zkVM, мостов, сопроцессоров и более широкого движения к проверяемым вычислениям.

Главная ценность доказательства валидности — целостность исполнения.

Оно помогает подтвердить, что переход состояния соблюдал правила.

Это может снизить расходы, повысить масштабируемость, уменьшить зависимость от доверенных операторов и поддерживать более быстрые расчеты по сравнению с системами, зависящими от длительных окон оспаривания.

Однако доказательства валидности сами по себе не являются полными гарантиями безопасности.

Они не обеспечивают конфиденциальность автоматически.

Они не решают автоматически проблему доступности данных.

Они не устраняют риск мостов.

Они не устраняют риск секвенсора.

Они не защищают пользователей от небезопасных обновлений или слабого управления.

Проект, использующий доказательства валидности, должен ясно объяснять, что подтверждается, кто генерирует доказательства, где происходит верификация, где доступны данные и как пользователи могут выйти при сбое.

Для пользователей наиболее практичный способ понять доказательства валидности — рассматривать их как криптографические свидетельства корректного исполнения.

Они сильны, поскольку позволяют блокчейнам доверять математике, а не заявлениям оператора.

В то же время математика подтверждает только то утверждение, для которого она разработана.

Окружающей системе все равно необходимы безопасные контракты, доступные данные, надежные пруверы, безопасные мосты и прозрачное управление.

Простыми словами, доказательство валидности подтверждает, что криптосистема соблюдала свои правила, но пользователям все равно необходимо проверять, безопасны ли сами правила, данные и структура контроля.