Optimistic Rollups

Os optimistic rollups são protocolos de camada 2 (L2) projetados para aumentar a taxa de transferência da camada base do Ethereum. Eles reduzem a computação na cadeia principal do Ethereum processando transações offchain, oferecendo melhorias significativas nas velocidades de processamento. Diferentemente de outras soluções de escalabilidade, como sidechains, os optimistic rollups obtêm segurança da Rede Principal publicando resultados de transações na cadeia, ou plasma chains, que também verificam transações no Ethereum com provas de fraude, mas armazenam os dados da transação em outro lugar.

Como a computação é a parte lenta e cara de usar o Ethereum, os optimistic rollups podem oferecer uma melhora de dimensionamento de 10 a 100 vezes superior. Os optimistic rollups também gravam transações no Ethereum como calldata ou em blobs, reduzindo os custos de gás para os usuários.

Pré-requisitos

Você deve ter lido e entendido nossas páginas aos Ethereum scaling e layer 2.

O que é um optimistic rollup?

Um optimistic rollup é uma abordagem para dimensionar o Ethereum que envolve mover a computação e o armazenamento de estado para offchain. Os optimistic rollups executam transações fora do Ethereum, mas publicam dados de transação na Rede Principal como calldata ou em blobs.

Operadores de optimistic rollup agrupam diversas transações offchain em grandes lotes antes de enviá-las ao Ethereum. Esta abordagem permite dividir os custos entre várias transações em cada lote, reduzindo as taxas para os usuários finais. Os optimistic rollups também usam técnicas de compactação para reduzir a quantidade de dados publicados no Ethereum.

Os optimistic rollup são considerados "otimistas" porque assumem que as transações offchain são válidas e não publicam provas de validade para lotes de transações postados onchain. Isso separa os optimistic rollups dos rollups de conhecimento zero que publicam criptográficas para transações fora da cadeia.

Em vez disso, os optimistic rollups dependem de um esquema de comprovação de fraude para detectar casos em que as transações não são calculadas corretamente. Depois que um lote de rollup é enviado no Ethereum, há uma janela de tempo (chamada de período de desafio) durante a qual qualquer pessoa pode desafiar os resultados de uma transação de rollup, computando uma .

Se a comprovação de fraude for bem-sucedida, o protocolo do rollup executa novamente as transações e atualiza o estado do rollup de forma adequada. O outro efeito de uma comprovação de fraude bem-sucedida é que o sequenciador responsável por incluir em um bloco a transação incorreta é penalizado.

Se o lote de rollup permanecer sem desafio (ou seja, se todas as transações foram executadas corretamente) após o período de disputa expirar, ele será considerado válido e aceito no Ethereum. Outros podem continuar a construir sobre um bloco não confirmado do rollup, mas com uma ressalva: as transações serão revertidas se baseadas em uma transação executada incorretamente publicada anteriormente.

Como os optimistic rollups interagem com o Ethereum? Optimistic rollups e o Ethereum

Os optimistic rollups são soluções de escalabilidade fora da cadeia desenvolvidas para operar sobre o Ethereum. Cada optimistic rollup é gerenciado por um conjunto de contratos inteligentes implementados na rede Ethereum. Os Optimistic rollups processam transações fora da cadeia principal do Ethereum, mas lançam transações offchain (em lotes) em um contrato de rollup onchain. Como na blockchain do Ethereum, esse registro de transações é imutável e compõe a cadeia do optimistic rollup.

A arquitetura de um optimistic rollup compreende as seguintes partes:

Contratos na cadeia: a operação do optimistic rollup é controlada por contratos inteligentes em execução no Ethereum. Isso inclui contratos que armazenam blocos de rollup, monitoram atualizações de estado e rastreiam depósitos de usuário. Neste sentido o Ethereum serve como camada de base ou "camada 1" para os optimistic rollups.

Máquina virtual fora da cadeia (VM): embora os contratos que gerenciam o protocolo de optimistic rollup sejam executados no Ethereum, o protocolo de rollup realiza a computação e o armazenamento de estado em outra máquina virtual, separada da Máquina Virtual Ethereum. A VM offchain é onde os aplicativos ficam e as mudanças de estado são executadas; ela serve como a camada superior ou "layer 2" para um optimistic rollup.

Assim como os optimistic rollups são projetados para executar programas escritos ou compilados para a EVM, a VM offchain incorpora muitas especificações de design da EVM. Além disso, as provas de fraude computadas na cadeia permitem que a rede Ethereum imponha a validade das alterações de estado computadas na VM fora da cadeia.

Os optimistic rollups são descritos como "soluções de dimesionamento híbrido", pois ao mesmo tempo que existem como protocolos separados, as propriedades de segurança deles são derivadas do Ethereum. Entre outras coisas, o Ethereum garante a correção do cálculo offchain de um rollup e a disponibilidade de dados por trás do cálculo. Isso torna os optimistic rollups mais seguros do que os protocolos de escalabilidade puramente fora da cadeia (p. ex., sidechains) que não dependem do Ethereum para segurança.

Os optimistic rollups dependem da rede principal do Ethereum para o seguinte:

Disponibilidade de dados

Conforme mencionado, os optimistic rollups publicam dados de transação no Ethereum como calldata ou em blobs. Como a execução na cadeia do rollup é baseada em transações enviadas, qualquer pessoa pode usar essa informação – ancorada na camada base do Ethereum – para executar o estado do rollup e verificar a exatidão das transições de estado.

A disponibilidade de dados é crítica, pois sem acesso aos dados de estado, os desafiantes não podem construir provas de fraude para contestar operações de rollup inválidas. Com o Ethereum fornecendo disponibilidade de dados, o risco de os operadores de um rollup escaparem impunes de atos maliciosos (por exemplo, enviar blocos inválidos) é reduzido.

Resistência à censura

Os optimistic rollups também contam com o Ethereum para resistência à censura. Em um optimistic rollup, uma entidade centralizada (o operador) é responsável por processar transações e enviar blocos de rollup para o Ethereum. Isso tem algumas implicações:

Os operadores de rollup podem censurar os usuários ficando completamente offline ou se recusando a produzir blocos que incluam certas transações neles.
Os operadores de rollup podem impedir que os usuários retirem fundos depositados no contrato de rollup, através da retenção dos dados de estado necessários para provas de propriedade da Merkle. A retenção de dados de estado também pode ocultar o estado do rollup dos usuários e impedi-los de interagir com o rollup.

Os optimistic rollup resolvem esse problema forçando os operadores a publicar dados associados a atualizações de estado no Ethereum. A publicação de dados de rollup onchain tem os seguintes benefícios:

Se um operador de optimistic rollup ficar offline ou parar de produzir lotes de transações, outro nó poderá usar os dados disponíveis para reproduzir o último estado do rollup e continuar a produção de blocos.
Os usuários podem usar os dados da transação para criar provas Merkle que comprovem a propriedade dos fundos e retirar seus ativos do rollup.
Os usuários também podem enviar suas transações em L1 em vez de no sequenciador, neste caso, o sequenciador tem que incluir a transação dentro de um determinado limite de tempo para continuar a produzir blocos válidos.

Liquidação

Outro papel que o Ethereum desempenha no contexto de optimistic rollup é o de uma camada de liquidação. Uma camada de liquidação ancora todo o ecossistema blockchain, estabelece segurança e proporciona finalidade objetiva caso ocorra uma disputa em outra cadeia (optimistic rollups neste caso) que exija arbitragem.

A rede principal do Ethereum fornece um hub para optimistic rollups, para verificar provas de fraude e resolver disputas. Além disso, as transações realizadas no rollup só são finalizadas depois que o bloco do rollup é aceito no Ethereum. Uma vez que uma transação de rollup é confirmada na camada base do Ethereum, ela não pode ser revertida (exceto no caso altamente improvável de uma reorganização em cadeia).

Como funcionam os optimistic rollups?

Execução e agregação de transações

Os usuários enviam transações para “operadores”, que são nós responsáveis pelo processamento de transações no optimistic rollup. Também conhecido como “validador” ou “agregador”, o operador agrega as transações, compacta os dados subjacentes e publica o bloco no Ethereum.

Embora qualquer um possa se tornar um validador, os validadores de optimistic rollup devem fornecer uma caução antes de produzir blocos, de forma muito parecida com um sistema de prova de participação. Esse vínculo pode ser compido se o validador postar um bloco inválido ou se basear em um bloco antigo, mas inválido (mesmo que seu bloco seja válido). Dessa forma, os optimistic rollups utilizam incentivos criptoeconômicos para garantir que os validadores ajam honestamente.

Espera-se que outros validadores na cadeia de optimistic rollup executem as transações enviadas usando sua cópia do estado do rollup. Se o estado final de um validador for diferente do estado proposto pelo operador, ele poderá iniciar um desafio e computar uma prova de fraude.

Alguns optimistic rollups podem renunciar a um sistema validador sem permissão e usar um único “sequenciador” para executar a cadeia. Como um validador, o sequenciador processa transações, produz blocos de rollup e envia transações de rollup para a cadeia L1 (Ethereum).

O sequenciador é diferente de um operador de rollup normal porque tem maior controle sobre a ordenação das transações. Além disso, o sequenciador tem acesso prioritário à cadeia de rollup e é a única entidade autorizada a enviar transações ao contrato onchain. As transações de nós não sequenciadores ou usuários regulares são simplesmente enfileiradas em uma caixa de entrada separada até que o sequenciador as inclua em um novo lote.

Enviando blocos de rollup para o Ethereum

Como mencionado, o operador de um optimistic rollups agrupa transações offchain em um lote e o envia ao Ethereum para reconhecimento para notarização. Esse processo envolve compactar dados relacionados a transações e publicá-los no Ethereum como calldata ou em blobs.

calldata é uma área não modificável e não persistente em um contrato inteligente que se comporta principalmente como a memória. Embora calldata persista na cadeia como parte dos logs de histórico (opens in a new tab) da blockchain, não é armazenado como parte do estado do Ethereum. Como calldata não toca em nenhuma parte do estado do Ethereum, é mais barato do que o estado para armazenar dados na cadeia.

A palavra-chave calldata também é usada no Solidity para passar argumentos para uma função de contrato inteligente em tempo de execução. calldata identifica a função que está sendo chamada durante uma transação e mantém as entradas para a função na forma de uma sequência arbitrária de bytes.

No contexto de optimistic rollups, calldata é usado para enviar dados de transação compactados para o contrato na cadeia. O operador de rollup adiciona um novo lote chamando a função necessária no contrato de rollup e passando os dados compactados como argumentos de função. O uso de calldata reduz as taxas do usuário, pois a maioria dos custos que os rollups incorrem vem do armazenamento de dados na cadeia.

Aqui está um exemplo (opens in a new tab) de um envio de lote de rollup para mostrar como este conceito funciona. O sequenciador invocou o método appendSequencerBatch() e passou os dados da transação compactados como entradas usando calldata.

Alguns rollups agora usam blobs para postar lotes de transações no Ethereum.

Os blobs não são modificáveis e não são persistentes (assim como calldata), mas são removidos do histórico após ~18 dias. Para mais informações sobre blobs, consulte Danksharding.

Compromissos de estado

A qualquer momento, o estado do optimistic rollup (contas, saldos, código de contrato etc.) é organizado como uma árvore de Merkle chamada de “árvore de estado”. A raiz dessa árvore Merkle (raiz do estado), que faz referência ao estado mais recente do rollup, é criptografada e armazenada no contrato rollup. Cada transição de estado na cadeia produz um novo estado de rollup, ao qual um operador se compromete calculando uma nova raiz de estado.

O operador é obrigado a enviar ambas as raízes de estado, antigas e novas, ao publicar lotes. Se a raiz de estado antiga corresponder à raiz de estado existente no contrato onchain, esta última será descartada e substituída pela nova raiz de estado.

O operador de rollup também precisa confirmar uma raiz Merkle para o próprio lote de transações. Isso permite que qualquer pessoa prove a inclusão de uma transação no lote (na L1), apresentando uma prova de Merkle.

Os compromissos de estado, especialmente raízes de estado, são necessários para provar a correção das mudanças de estado em um optimistic rollup. O contrato de rollup aceita novas raízes de estado de operadores imediatamente após serem publicadas, mas pode posteriormente excluir raízes de estado inválidas para restaurar o rollup ao seu estado correto.

Prova de fraude

Conforme explicado, os optimistic rollups permitem que qualquer pessoa publique blocos sem fornecer provas de validade. No entanto, para garantir que a cadeia permaneça segura, os optimistic rollups especificam uma janela de tempo durante a qual qualquer pessoa pode contestar uma transição de estado. Portanto, os blocos de rollup são chamados de “asserções”, pois qualquer pessoa pode contestar sua validade.

Se alguém contestar uma asserção, o protocolo de rollup iniciará o cálculo da prova de fraude. Todo tipo de prova de fraude é interativo – alguém deve publicar uma asserção antes que outra pessoa possa contestá-la. A diferença está em quantas rodadas de interação são necessárias para calcular a prova de fraude.

Os esquemas de prova interativa de rodada única refazem as transações disputadas na L1 para detectar asserções inválidas. O protocolo de rollup emula a reexecução da transação contestada na L1 (Ethereum) usando um contrato verificador, com a raiz do estado computada determinando quem vence o desafio. Se a alegação do desafiante sobre o estado correto do rollup estiver correto, o operador será penalizado ao ter seu vínculo cortado.

No entanto, a reexecução de transações em L1 para detectar fraudes exige a publicação de compromissos de estado para transações individuais e aumenta os acúmulos de dados que devem ser publicados onchain. Refazer transações também implica custos de gás significativos. Por esses motivos, os optimistic rollups estão mudando para a prova interativa de múltiplas rodadas, que atinge o mesmo objetivo (ou seja, detectar operações de rollup inválidas) com mais eficiência.

Comprovação interativa de múltiplas rodadas

A prova interativa de múltiplas rodadas envolve um protocolo de vaivém entre o declarante e o desafiante supervisionado por um contrato de verificador L1, que finalmente decide a parte em questão. Depois que um nó L2 desafia uma asserção, o declarante é obrigado a dividir a asserção contestada em duas metades iguais. Cada asserção individual neste caso conterá tantos passos de computação quanto a outra.

O desafiante escolherá então qual afirmação quer desafiar. O processo de divisão (chamado de “protocolo de bisseção”) continua até que ambas as partes estejam disputando uma asserção sobre uma única etapa de execução. Nesse ponto, o contrato L1 resolverá a disputa avaliando a instrução (e seu resultado) para capturar a parte fraudulenta.

O declarante é obrigado a fornecer uma "prova em uma etapa" verificando a validade do cálculo contestado de uma única etapa. Se o declarante falhar em fornecer a prova de uma etapa, ou o verificador L1 considerar a prova inválida, eles perderão o desafio.

Algumas observações sobre este tipo de prova de fraude:

A prova de fraude interativa de múltiplas rodadas é considerada eficiente porque minimiza o trabalho que a cadeia L1 deve fazer na arbitragem de conflitos. Em vez de repetir a transação inteira, a cadeia L1 só precisa reexecutar uma etapa na execução dos rollups.
Os protocolos de bissecção reduzem a quantidade de dados publicados onchain (não há necessidade de publicar confirmações de estado para cada transação). Além disso, as transações de optimistic rollup não são restringidas pelo limite de gás do Ethereum. Por outro lado, os optimistic rollups reexecutando transações devem garantir que uma transação L2 tenha um limite de gás mais baixo para emular sua execução dentro de uma única transação Ethereum.
Parte do vínculo malicioso do declarante é atribuída ao desafiante, enquanto a outra parte é queimada. A queima evita a colisão entre validadores; se dois validadores conspirarem para iniciar desafios falsos, eles ainda perderão uma parte considerável de toda a participação (stake).
A prova interativa de múltiplas rodadas exige que ambas as partes (o declarante e o desafiante) façam movimentos dentro da janela de tempo especificada. Não agir antes que o prazo expire faz com que a parte inadimplente perca o desafio.

Por que as provas de fraude são importantes para os optimistic rollups

As provas de fraude são importantes porque facilitam a finalidade sem confiança nos optimistic rollups. A finalidade sem confiança é uma qualidade dos optimistic rollups que garante que uma transação – desde que seja válida – será eventualmente confirmada.

Nós maliciosos podem tentar atrasar a confirmação de um bloco de rollup válido iniciando desafios falsos. No entanto, as provas de fraude eventualmente provarão a validade do bloco de rollup e fazer com que ele seja confirmado.

Isso também se relaciona com outra propriedade de segurança dos optimistic rollups: a validade da cadeia depende da existência de um nó honesto. O nó honesto pode avançar na cadeia corretamente publicando asserções válidas ou disputando asserções inválidas. Seja qual for o caso, os nós maliciosos que entram em conflito com o nó honesto perderão suas participações (stakes) durante o processo de comprovação de fraude.

Interoperabilidade L1/L2

Os optimistic rollups são projetados para interoperabilidade com a rede principal do Ethereum e permitem que os usuários passem mensagens e dados arbitrários entre as camadas L1 e L2. Eles também são compatíveis com a EVM, então você pode portar dapps existentes para optimistic rollups ou criar novos dapps usando as ferramentas de desenvolvimento do Ethereum.

1. Movimentação de ativos

Entrar no rollup

Para usar um optimistic rollup, os usuários depositam ETH, tokens ERC-20 e outros ativos aceitos no contrato de ponte do rollup na L1. O contrato-ponte retransmitirá a transação para L2, onde uma quantidade equivalente de ativos é cunhada e enviada para o endereço escolhido pelo usuário no optimistic rollup.

As transações geradas pelo usuário (como um depósito L1 > L2) geralmente são enfileiradas até que o sequenciador as reenvie para o contrato de rollup. No entanto, para preservar a resistência à censura, os optimistic rollups permitem que os usuários enviem uma transação diretamente para o contrato de rollup onchain se ela tiver sido atrasada além do tempo máximo permitido.

Alguns optimistic rollups adotam uma abordagem mais direta para evitar que os sequenciadores censurem os usuários. Aqui, um bloco é definido por todas as transações submetidas ao contrato L1 desde o bloco anterior (por exemplo, depósitos) além das transações processadas na cadeia de rollup. Se um sequenciador ignorar uma transação L1, ele publicará a raiz de estado errada (provavelmente); portanto, os sequenciadores não podem atrasar mensagens geradas pelo usuário uma vez publicadas na L1.

Sair do rollup

Sair de um optimistic rollup para o Ethereum é mais difícil devido ao esquema de provação de fraude. Se um usuário iniciar uma transação L2 > L1 para sacar fundos custodiados na L1, ele deverá esperar até que o período de desafio — que dura aproximadamente sete dias — termine. No entanto, o processo de retirada em si é bastante simples.

Depois que o pedido de retirada é iniciado no rollup L2, a transação é incluída no próximo lote, enquanto os ativos do usuário no rollup são queimados. Uma vez que o lote é publicado no Ethereum, o usuário pode computar uma prova Merkle verificando a inclusão de sua transação de saída no bloco. Então, trata-se de esperar o período de atraso para finalizar a transação na L1 e retirar fundos para a rede principal.

Para evitar esperar uma semana antes de sacar fundos para o Ethereum, os usuários de optimistic rollup podem empregar um provedor de liquidez (LP). Um provedor de liquidez assume a propriedade de uma retirada na L2 pendente e paga ao usuário na L1 (em troca de uma taxa).

Os provedores de liquidez podem verificar a validade do pedido de retirada do usuário (executando a própria cadeia) antes de liberar fundos. Dessa forma, eles têm garantias de que a transação será confirmada eventualmente (ou seja, finalidade sem confiança).

2. Compatibilidade com a EVM

Para os desenvolvedores, a vantagem dos optimistic rollups é a compatibilidade — ou, melhor ainda, a equivalência — com a Máquina Virtual Ethereum (EVM). Os rollups compatíveis com a EVM cumprem as especificações do Ethereum Yellow Paper (opens in a new tab) e suportam a EVM no nível de bytecode.

A compatibilidade com EVM em optimistic rollups tem os seguintes benefícios:

i. Os desenvolvedores podem migrar contratos inteligentes existentes no Ethereum para cadeias de optimistic rollups sem precisar modificar extensivamente as bases de código. Isso pode economizar tempo das equipes de desenvolvimento ao implantar contratos inteligentes Ethereum na L2.

ii. Desenvolvedores e equipes de projeto que usam optimistic rollups podem aproveitar a infraestrutura do Ethereum. Isso inclui linguagens de programação, bibliotecas de código, ferramentas de teste, software cliente, infraestrutura de implantação e assim por diante.

O uso de ferramentas existentes é importante porque essas ferramentas foram amplamente auditadas, depuradas e melhoradas ao longo dos anos. Também elimina a necessidade de desenvolvedores Ethereum aprenderem a construir com uma pilha de desenvolvimento totalmente nova.

3. Chamadas de contrato entre cadeias

Usuários (contas de propriedade externa, da sigla EOA) interagem com contratos L2 enviando uma transação ao contrato de rollup ou fazendo com que um sequenciador ou validador faça isso por eles. Os optimistic rollups também permitem que contas de contrato Ethereum interajam com contratos L2 usando contratos de ponte para retransmitir mensagens e passar dados entre L1 e L2. Isso significa que você pode programar um contrato L1 na rede principal do Ethereum para invocar funções pertencentes a contratos em um optimistic rollup de L2.

As chamadas de contrato de cadeia cruzada acontecem de forma assíncrona, o que significa que a chamada é iniciada primeiro, e então executada posteriormente. Isso é diferente das chamadas entre os dois contratos no Ethereum, onde a chamada produz resultados imediatamente.

Um exemplo de uma chamada de contrato de cadeia cruzada é o depósito de token descrito anteriormente. Um contrato em L1 deposita em caução os tokens do usuário e envia uma mensagem para um contrato L2 emparelhado para cunhar uma quantidade igual de tokens no rollup.

Como as chamadas de mensagem entre cadeias resultam na execução do contrato, o remetente geralmente é obrigado a cobrir os custos de gás para a computação. É aconselhável definir um limite de gás alto para evitar que a transação falhe na cadeia de destino. O cenário de ponte de token é um bom exemplo; se o lado L1 da transação (depositando os tokens) funcionar, mas o lado L2 (cunhando novos tokens) falhar devido ao baixo gás, o depósito se tornará irrecuperável.

Finalmente, devemos observar que as chamadas de mensagem L2 > L1 entre contratos precisam levar em conta os atrasos (as chamadas L1 > L2 são normalmente executadas após alguns minutos). Isso ocorre porque as mensagens enviadas para a rede principal a partir do optimistic rollup não podem ser executadas até que a janela de desafio expire.

Como funcionam as taxas de optimistic rollups?

Os optimistic rollups usam um esquema de taxa de gás, muito parecido com o Ethereum, para denotar quanto os usuários pagam por transação. As taxas cobradas em optimistic rollups dependem dos seguintes componentes:

Gravação de estado: os optimistic rollups publicam dados de transação e cabeçalhos de bloco (compostos pelo hash do cabeçalho do bloco anterior, raiz do estado, raiz do lote) no Ethereum como um blob, ou "objeto binário grande". O EIP-4844 (opens in a new tab) introduziu uma solução de baixo custo para incluir dados na cadeia. Um blob é um novo campo de transação que permite que os rollups publiquem dados de transição de estado compactados no Ethereum L1. Diferentemente do calldata, que permanece permanentemente na cadeia, os blobs são de curta duração e podem ser removidos dos clientes após 4096 épocas (opens in a new tab) (aproximadamente 18 dias). Ao usar blobs para postar lotes de transações compactadas, os optimistic rollups podem reduzir significativamente o custo de gravação de transações na L1.
Gás de blob usado: as transações que transportam blobs empregam um mecanismo de taxa dinâmico semelhante ao introduzido pelo EIP-1559 (opens in a new tab). A taxa de gás para transações do tipo 3 leva em consideração a taxa base para blobs, que é determinada pela rede com base na demanda de espaço de blobs e no uso de espaço de blobs da transação que está sendo enviada.
Taxas do operador da L2: este é o valor pago aos nós do rollup como compensação pelos custos computacionais incorridos no processamento de transações, muito semelhante às taxas de gás no Ethereum. Os nódulos de rollup cobram taxas de transação mais baixas, já que as L2s têm capacidades de processamento mais altas e não enfrentam os congestionamentos de rede, que forçam os validadores no Ethereum a priorizar transações com taxas mais altas.

Os optimistic rollups aplicam vários mecanismos para reduzir as taxas para os usuários, incluindo o processamento de transações em lote e a compressão de calldata para reduzir os custos de publicação de dados. Você pode consultar o rastreador de taxas da L2 (opens in a new tab) para ter uma visão geral em tempo real de quanto custa usar optimistic rollups baseados em Ethereum.

Como os optimistic rollups dimensionam o Ethereum?

Conforme explicado, os optimistic rollups publicam dados de transações compactados no Ethereum para garantir a disponibilidade dos dados. A capacidade de compactar dados publicados onchain é crucial para aumentar a produtividade no Ethereum com optimistic rollups.

A cadeia principal do Ethereum impõe limites sobre a quantidade de dados que os blocos podem conter, denominados em unidades de gás (o tamanho médio do bloco é de 15 milhões de gás). Embora isso restrinja quanto gás cada transação pode usar, também significa que podemos aumentar as transações processadas por bloco reduzindo os dados relacionados à transação, melhorando diretamenteo dimensionamento.

Os optimistic rollups usam várias técnicas para obter a compressão de dados de transação e melhorar as taxas de TPS. Por exemplo, este artigo (opens in a new tab) compara os dados que uma transação básica do usuário (enviando ether) gera na Rede Principal com a quantidade de dados que a mesma transação gera em um rollup:

Parâmetro	Ethereum (L1)	Rollup (L2)
Nonce	~3	0
Gasprice	~8	0-0.5
Gás	3	0-0.5
Para	21	4
Valor	9	~3
Assinatura	~68 (2 + 33 + 33)	~0.5
De	0 (recuperado da assinatura)	4
Total	~112 bytes	~12 bytes

Fazer alguns cálculos aproximados sobre esses números pode ajudar a mostrar as melhorias de dimensionamento oferecidas por um optimistic rollup:

O tamanho-alvo para cada bloco é de 15 milhões de gás e custa 16 gás para verificar um byte de dados. Dividir o tamanho médio do bloco por 16 de gás (15.000.000/16) mostra que o bloco médio pode conter 937.500 bytes de dados.
Se uma transação de rollup básica usar 12 bytes, então o bloco médio do Ethereum pode processar 78.125 transações de rollup (937.500/12) ou 39 lotes de rollup (se cada lote contiver uma média de 2.000 transações).
Se um novo bloco é produzido no Ethereum a cada 15 segundos, então as velocidades de processamento do rollup chegariam a aproximadamente 5.208 transações por segundo. Isso é feito dividindo o número de transações de rollup básicas que um bloco do Ethereum pode conter (78.125) pelo tempo médio do bloco (15 segundos).

Esta é uma estimativa bastante otimista, uma vez que as transações de optimistic rollups não podem abranger um bloco inteiro no Ethereum. No entanto, pode dar uma ideia aproximada de quantos ganhos de dimensionamento os optimistic rollups podem proporcionar aos usuários do Ethereum (as implementações atuais oferecem até 2.000 TPS).

Espera-se que a introdução da fragmentação de dados no Ethereum melhore a escalabilidade dos optimistic rollups. Como as transações de rollup devem compartilhar o espaço de blocos (blockspace) com outras transações não-rollup, sua capacidade de processamento é limitada pela taxa de transferência de dados na cadeia principal do Ethereum. O Danksharding aumentará o espaço disponível para as cadeias L2 publicarem dados por bloco, usando um armazenamento "blob" mais barato e não permanente, em vez do CALLDATA caro e permanente.

Prós e contras dos optimistic rollups

Prós	Contras
Oferece grandes melhorias de dimensionamento sem sacrificar a segurança ou a falta de confiança.	Atrasos na finalização da transação devido a potenciais desafios de fraude.
Os dados da transação são armazenados na cadeia da camada 1, melhorando a transparência, segurança, resistência à censura e descentralização.	Operadores de rollup centralizados (sequenciadores) podem influenciar a ordenação de transações.
A comprovação de fraude garante uma finalidade sem confiança e permite que minorias honestas protejam a cadeia.	Se não houver nós honestos, um operador malicioso poderá roubar fundos publicando blocos inválidos e compromissos de estado.
A computação de provas de fraude está aberta ao nó L2 regular, ao contrário das provas de validade (usadas em ZK-rollups) que requerem hardware especial.	O modelo de segurança depende de pelo menos um nó honesto executando transações de rollup e enviando provas de fraude, para desafiar transições de estado inválidas.
Os rollups se beneficiam da "vida sem confiança" (qualquer um pode forçar a cadeia a avançar executando transações e publicando declarações)	Os usuários devem esperar que o período de desafio de uma semana expire antes de retirar os fundos de volta para o Ethereum.
Os optimistic rollups dependem de incentivos criptoeconômicos bem projetados para aumentar a segurança na cadeia.	Os rollups devem publicar todos os dados de transações onchain, o que pode aumentar os custos.
A compatibilidade com EVM e Solidity permite aos desenvolvedores portar contratos inteligentes nativos do Ethereum para rollups ou usar ferramentas existentes para criar novos dapps.

Uma explicação visual dos optimistic rollups

Você é o tipo de pessoa que aprende mais com recursos visuais? Assista aos Finematics explicando os optimistic rollups: