Eclipse:将以太坊安全性,Solana高性能与Celestia DA三者叙事相结合的首个SVM Layer2

24-03-01 18:55
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原文标题:《Eclipse:将以太坊安全性,Solana 高性能与 Celestia DA 三者叙事相结合的首个 SVM Layer2》

原文来源:YBB Capital Researcher Ac-Core



Eclipse 创始人 Neel Somani 曾在 Airbnb 担任软件工程师及在 Citadel 担任定量研究员,于 2022 年创立了基于 Solana 的初创公司 Eclipse,并获得 Solana 联创 Anatoly Yakovenko 和 Polygon 等人/机构的支持(为 Solana 与 Polygon 构建相兼容的 Rollup 区块链)。


据 CoinDesk 2022 年 9 月 28 日报道,Eclipse 成功完成了由 Polychain 领投的 600 万美元的 Pre-Seed 轮融资和由 Tribe Capital、Tabiya 共同领投的 900 万美元种子轮融资,总融资额为 1500 万美元。此外 Eclipse 还获得了来自 Solana 基金会的开发赠款,以支持 Solana Virtual Machine 驱动的 Rollup。


Eclipse 创始人 Somani 运用自己的人脉和靠近 Solana 芝加哥总部的地理优势,成功利用 Solana 的虚拟机创建了一个独特的链。其愿景是让开发人员能够部署由 Solana 虚拟机驱动的 Rollup,并计划于 2023 年初在 Cosmos 生态系统上推出一个公共测试网络,以及打算在未来支持 Aptos 的 Move 语言。


Solana 联创兼 Eclipse 天使投资人 Anatoly Yakovenko 评价道:"Eclipse 为 Solana 通过区块链间通信 (IBC) 与 Cosmos 通信铺平了道路。"


Polychain Capital 合伙人 Niraj Pant 评价道:"随着大型企业和政府开始进入区块链领域,Eclipse 是促进其使用案例(如 Web2 规模的消费者和金融应用)的重要基础设施。」


Eclipse 架构


以下内容根据官方解释,Eclipse Mainnet 为以太坊首个围绕 SVM 建设的通用 L2,它结合了模块化堆栈的精华部分,目标成为由 SVM 驱动的以太坊最快且通用的 Layer2。项目架构是将以太坊作为结算层,并用于官方的嵌入式验证桥;Celestia 作为数据可用性层;RISC Zero 则用于生成零知识欺诈证明;最终将 Solana 的 SVM 作为整体执行的模块化 Layer2 项目。下文将根据官方解释具体说明。


结算层—以太坊: Eclipse 将结算到以太坊(即在以太坊上的嵌入式验证桥),并使用 ETH 作为其 Gas 消耗,且欺诈证明也将在以太坊上提交;

执行层—Solana 虚拟机 (SVM) :Eclipse 将运行高性能的 SVM 作为其执行环境,即 Solana Labs 客户端(v1.17)的分叉;

数据可用性层—Celestia:Eclipse 将把数据发布到 Celestia 实现可扩展的数据可用性(DA);

证明机制—RISC Zero : Eclipse 将使用 RISC Zero 进行 ZK 欺诈证明(无需中间状态序列化);

通信协议—IBC:通过 Cosmos 的链间通信标准 IBC 完成与非 Eclipse 链桥接;

跨链协议—Hyperlane:Eclipse 和 Hyperlane 合作,将 Hyperlane 的无权限互操作性解决方案引入基于 Solana 虚拟机(SVM)的区块链。


图源:Eclipse 官方


结算层:获取以太坊的安全性和流动性


Eclipse 与其它以太坊 Rollup 一样使用以太坊作为结算层,这一过程需将 Eclipse 在以太坊上的验证桥直接纳入 Eclipse 中,其节点需要检测验证桥的正确性和正确交易排序,以此让用户获得以太坊级别的安全性。


L2BEAT 将 Layer2 定义为「完全或部分从以太坊第一层获取其安全性的链,以便用户不必依赖 Layer2 验证者们的诚信来保障资金的安全性」。Eclipse 验证桥可在某些故障情况下执行最终的有效性和抗审查性,即使排序器宕机或在 L2 开始审查,用户也能通过桥来强制完成他们的交易,并使用以太坊作为交易 Gas 进行燃烧。


执行层:获取 Solana 的交易速度和规模效应


为提升效率,Eclipse Mainnet 采用了 Solana 的执行环境,采用 SVM 和 Sealevel (Solana 用来构建横向扩展的技术方案,超并行化事务处理引擎用于跨 GPU 和 SSD 进行水平扩展),这与 EVM 单线程的运行相比,其优势在于可在不设计重叠状态事务的情况下执行,而不是按序执行。


关于 EVM 兼容性问题,Eclipse Mainnet 与 Neon EVM 合作让开发人员可以利用以太坊工具并在 Solana 上构建 Web3 应用程序,据官方数据,其吞吐量比单线程 EVM 更大可达 140TPS 水平。EVM 用户则通过 MetaMask 钱包的 "Snaps "插件在 Eclipse Mainnet 中与应用程序进行原生交互。


数据可用性:采用 Celestia 的带宽和可验证性质


Ecilpse Mainnet 将利用 Celestia 实现数据可用性并达成长期合作关系,其原因是以太坊目前无法支出 Ecilpse 的目标吞吐量和费用,即使在 EIP-4844 升级后,可为每个区块提供平均约 0.375 MB 的 Blobs 空间(每个区块的限制约为 0.75 MB)。


据官方数据,采用基于 Rollup 扩容的 ERC-20 交易,按每笔交易 154 字节计算,相当于所有 Rollup 的总和约 213TPS,而对于 Compression Swap 按每笔交易约 400 字节计算,所有 Rollup 的 TPS 约为 82TPS。相比 Celestia 推出的 2MB 区块,在网络证明稳定且更多 DAS(相关扩展解释见下文)轻节点上下后,Blobstream 预计将增加至 8MB。


Ecilpse 认为,在 Celestia 的 DAS 轻节点支持下,出于考虑加密经济的安全性和高度可扩展的 DA 吞吐量之间的权衡,Celestia 成为了当下 Eclipse Mainnet 的不二之选。即使当前存在使用以太坊 DA 才是正统 Layer2 的观点,但项目方仍会持续关注 EIP-4844 之后在 DA 扩展方面的进展,如果以太坊能为 Eclipse 提供更大规模和高吞吐量的 DA,将重新评估迁移至以太坊 DA 的可能性。


证明机制:RISC Zero 欺诈证明(无中间状态序列化)


Eclipse 的证明方法类似于 Anatoly 的 SVM 欺诈证明 SIMD(详见 GitHub 扩展链接 2),这与 John Adler 的见解相符,即避免状态序列化的高昂成本。所以为避免重新将默克尔树(哈希树)引入到 SVM 中,早期项目方尝试在 SVM 中插入 Sparse Merkle Tree,但每次事务更新默克尔树都会对性能造成巨大影响。如果不使用默克尔树进行证明,现有的通用 Rollup 框架(如 OP 堆栈)就不能作为 SVM Rollup 的基础,这就需要更具创造性的故障证明架构。


故障证明要求:交易的输入承诺、交易本身以及证明重新执行交易会导致与链上指定的输出不同。


输入承诺通常是提供 Rollup 状态树的 Merkle 根来实现的,Eclipsse 的执行器会发布每个事务的输入和输出(包括账户哈希值和相关全局状态)列表,以及产生每个输入的事务索引,并将交易发布到 Celestia,让任何完整节点都可以跟进,从自己的状态中提取输入账户,计算输出账户,并确认以太坊上的承诺是正确的。


这里也会存在两种可能的重大错误类型:


不正确的输出 :验证者提供正确输出链上的 ZK 证明。Eclipse 使用 RISC Zero 来创建 SVM 执行的 ZK 证明,这延续了项目方之前证明 BPF 字节码执行的工作(详见 GitHub 扩展链接 3)。这使得我们的结算合约可以在不必在链上运行交易的情况下确保正确性。


不正确的输入 :验证者在链上发布历史数据,表明输入状态与宣称的不符。则利用 Celestia 的量子引力桥(Quantum Gravity Bridge)让 Eclipse 结算合约核实历史数据存在欺诈行为。


Eclipse 与 ETH 和 Celestia 的连接


图源:@jon_charb


DA 是 Rollup 成本支出的主要部分之一,目前以太坊 L2 的数据可用性主要有两种方法,Calldata 和 DAC(Data Availability Committees)。


Calldata:例如 Arbitrum 或 Optimism 等 Layer2 方案直接在链上将交易数据作为 calldata 发布到以太坊高度抗审查的区块中。以太坊将调用数据与计算和存储统一定价在一个单位下:Gas,这也是 Rollup 向以太坊支出的主要成本之一。为提升效率 EIP-4844 升级引入了 Blobspace 来取代 calldata,以此为所有 Rollup 提供了每个区块 375 KB 的目标值;


DAC:与直接在链上发布 calldata 相比,DAC 的吞吐量要高得多,但用户需要信任一个小型委员会或验证者小组,以避免恶意扣留数据。也包括再质押解决方案(Restaking-based solutions)在内的 DACs 对 L2s 引入了重大的信任假设,从而迫使 DAC 依靠声誉、治理机制或代币投票来抑制或惩罚隐瞒数据的行为,所以一定程度上讲使用外部 DA 时需要用到 DAC。


需补充说明的是,在 Eclipse 中使用 Celestia 了 Blobstream 权益证明共识网络,以允许 Layer2 访问 Celestia 的 Blobspace,达到根据压缩方案 8 MB blobspace 这大致相当于每秒 9,000 到 30,000 个 ERC-20 传输。但过程中使用 Blobstream 的 Layer2 会依赖于 Celestia 验证者证明,安全保障过程轻节点如果检测到 2/3 的 Celestia 验证者通过保留数据的恶意行为,可将其进行惩罚,客观讲 DAC 与原生链 DA 的信任度相比仍存不足,但站在创新和市场叙事的角度思考这种不足是无法避免的。


图源:Eclipse 官方 - Eclipse 模块化相互作用逻辑


据官方文档解释说明,如上图所示 Eclipse 通过 Celestia 的 Blobstream(如上文介绍基于 DAS 扩展的以太坊模块化 DA 解决方案),向以太坊证明的 Eclipse 数据已经测试运行,让桥接器可根据 Celestia 的签名数据根来验证为欺诈证明提供的数据安全。其用户通过原生以太坊桥将资金存入 Eclipse,流程概述如下:


1. 用户在以太坊上调用 Eclipse 存款桥合约(合约地址见扩展链接 1);

2.Eclipse 在 SVM 执行器中(计算 SVM 结果并输出至 Ecilpse 新状态节点),中继器(ETH 与 Eclipse 通道)完成用户发送地址和接受地址跨链数据交互;

3. 中继器调用 SVM 桥接程序,负责将用户存款发送到目标地址;

4. 中继器通过 zk-light 客户端验证存款交易(待落实);

5. 最后包含后续存款的转账交易区块通过 Solana Geyser 插件完成并发布。


在这一过程中会将 SVM 执行器通过 Geyser 将每个 Eclipse 插槽发布到消息队列,其插槽会发布到 Celestia 作为数据块,而 Celestia 的验证者器对已提交数据块进行承若用于证明交易被包含在 Eclipse 链中并与数据根相对应,最后每个 Celestia 数据块通过 Blobstream 中继到以太坊上的 Eclipse 桥接器合约中。


图源:Eclipse 官方:Celestia 和 SVM 执行器互动


与此同时,和以太坊其它使用欺诈证明的 Layer2 类似,Eclipse 与以太坊之间提取资金也需质疑窗口期,便于验证者可以在状态转换无效的情况下提交欺诈证明。


-SVM 执行器会定期向以太坊发布 Eclipse 插槽的一个 epoch(过程按预先确定的批次数量)承诺并发布抵押;

-Eclipse 的桥接合约进行基础检查,以确保所发布的数据格式完好(详见参考文章【2】欺诈证明设计章节);

-如果提交的批次通过基础检查则会产生预定义窗口,在此窗口内如果批次承诺,意味着状态转换无效,验证者既可发布欺诈证明;

-如果验证者成功发布了欺诈证明,他们就赢得了执行者的担保,发布的批次被拒绝,Eclipse L2 的规范状态回滚到最后一次有效的批次承诺。在此 Eclipse 的管理者将有权选出新的执行者;

-但如果通过了质疑期而没有通过欺诈证明,执行者将收回其抵押品和奖励;

-最后 Eclipse 桥接合约会完成最终确定批次中所包含的所有提款交易。


小结


Eclipse 目前仍处于早期开发测试网阶段,是以太坊上的第一个 SVM Layer2,目前测试网已上线,主网计划于 2024 年 Q1 季度发布。以太坊目前仍是将 Rollup 视为核心的发展路线,抛开正统性话题不谈,这在一定程度上意味着以太坊将 Layer2 的广义定义交给了市场,所以明面的赋能也暗藏着各类形态的竞争。Eclipse 正是借助这点,借用模块化的发展将以太坊安全性,Solana 的高性能以及 Celestia DA 三者相结合起来进行强市场叙事。


回顾以太坊的发展进程,非常有趣的点在于上轮的市场行情是在 DeFi Summer 的炒作下出现了大量「DeFi 套娃」与「DeFi 乐高」的创新和加码,让整个生态出现井喷式发展。本轮在 LSD 和 Re-staking 的结合下出现了大量的「质押套娃」和「质押乐高」组合,让 EigenLayer、Blast 以及 BTC 生态的 Merlin 在短期内 TVL 屡创新高。如果将套娃和乐高视为市场情绪的主旋律,那模块化在未来也可以弹奏出属于自己套娃和乐高旋律。


模块化的魅力之处在于组件的解耦效益,从而实现堆栈中的每一层创新,让每个模块的优化都可以放大其它模块的优化,或许未来对于开发者和用户而言,模块化的发展进程可能会产生大量的可竞争选择。


参考文章
【1】https://blog.celestia.org/introducing-blobstream/ 介绍 Blobstream:将模块化 DA 传送到以太坊
【2】https://mirror.xyz/eclipsemainnet.eth/0Q9NufkOPaRfCwi0yFj-_D4eONgscqpr00HGgYCwkHA?ref=twitter 探索 Eclipse 的 Canonical 以太坊桥接和验证系统

扩展链接
(1)https://sepolia.etherscan.io/address/0x7C9e161ebe55000a3220F972058Fb83273653a6e Ecilpse 存款合约桥地址
(2)https://github.com/solana-foundation/solana-improvement-documents/pull/65 SIMD:SVM 的欺诈证明

(3)https://github.com/Eclipse-Laboratories-Inc/zk-bpf 证明 BPF 字节码执行



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