Ethereum кросс-чейн получает новое решение: как EEZ преодолевает «изоляцию» ликвидности на L2?

Автор: 0xJaehaerys, Baihua Blockchain

Все знакомы с проблемой фрагментации ликвидности. Ликвидность экосистемы Ethereum распределена между L1 и десятками L2.

На Rollup невозможно выполнить следующие действия в одной транзакции: занять USDC на мейнете в Aave, обменять его на ETH в Uniswap, а затем внести в качестве залога в перпетуальный контракт DEX. Вам придётся открывать кросс-чейн мосты, совершать кросс-чейн переводы, авторизовываться здесь, отправлять туда, снова переходить через мосты и наконец вносить депозит.

Экономическая зона Ethereum (EEZ) превращает это во одну транзакцию. Rollup в рамках EEZ могут использовать все ресурсы Ethereum и других Rollup из EEZ так, как если бы они находились на одной цепи (синхронная композабельность).

Что такое EEZ

EEZ состоит из смарт-контрактов на Ethereum и правил, соединяющих различные цепи с этими контрактами. Это не новая цепь и не новый технологический стек. Подключенная цепь может использовать ресурсы Ethereum или любой другой подключенной цепи в рамках одной транзакции. Идея восходит к шардированию исполнения (execution sharding — старый план масштабирования Ethereum), а доказательства в реальном времени (real-time proving) позволили воплотить её в жизнь.

Исходным пунктом EEZ является тот факт, что количество цепей вокруг L1 не уменьшится. Даже при максимальном приближении L1 не сможет обеспечить глобальную экономику — у него недостаточно пропускной способности. Кроме того, не всем подходит проживание на L1: там никто не поможет вам исправить ошибки, а банкам или торговым платформам требуются другие правила. Цепи будут разнообразными: от EVM и не-EVM до публичных, приватных и разрешительных, и наша задача — обеспечить их совместную работу как единого целого.

Каждая цепь в пределах зоны продолжает выполнять транзакции на предпочитаемой виртуальной машине (VM) и в заданном порядке. Она самостоятельно определяет, кто допускается в сеть и каким доказательствам доверяет. Все цепи в данной зоне разделяют блоки Ethereum. Каждая из них может использовать ликвидность, контракты и ключи на L1 в рамках одного блока. Именно отсюда произошло название «Экономическая зона» — территория с общим рынком, где каждая цепь действует по собственным независимым правилам.

Чтобы присоединиться к EEZ, цепь должна соответствовать как минимум двум условиям: доказывать своё состояние в течение одного слота (slot) и откатываться вместе с Ethereum в случае реорганизации (reorg).

Второе условие необходимо для предотвращения ситуации, когда после реорга какой-либо Rollup остаётся в отброшенном историческом состоянии. Первое же условие несколько лет назад было абсолютно недостижимо.

С технической точки зрения EEZ опирается на три основных компонента:

Что такое доказательства в реальном времени

Доказательство корректности (validity proof) служит для подтверждения того, что цепь следовала своим правилам и достигла нового состояния: контракты на Ethereum проходят проверку без необходимости повторного выполнения блоков данной цепи.

Доказательства в реальном времени подразумевают генерацию доказательства за один слот Ethereum (12 секунд). Сегодня это уже реальность: RISC Zero и SP1 способны доказать блок за 12 секунд (на видеокартах от 8 до 16 штук, стоимостью от 1 до 5 центов); при сокращении времени генерации блока процесс можно ускорить ещё больше.

Ещё год назад доказательства в реальном времени вызвали огромный резонанс. Тогда для ZisK требовалось 24 видеокарты RTX 5090, а сегодня достаточно всего четырёх (Ethproofs).

EEZ нуждается в нём, потому что Ethereum не выполняет код Rollup, принимая ответы только при наличии сопроводительного доказательства. Ранее создание доказательства занимало минуты или даже часы, и ответ не мог прибыть в том же блоке, который инициировал запрос; однако доказательство, сгенерированное за один слот, делает это возможным.

В архитектуре EEZ ответы Rollup на кросс-чейн вызовы подготовлены заранее, до формирования блока. Комбинер вычисляет результаты, доказатель подтверждает их, а билдер (builder) включает доказательство вместе с транзакциями, нуждающимися в этом ответе, в блок Ethereum. Все эти операции должны быть завершены в одни те же 12 секунд.

Как работают синхронные вызовы

Проще всего понять этот процесс, рассмотрев одиночный вызов от Ethereum к Rollup (путь вызова между двумя Rollup аналогичен).

Прокси (Proxy)

Вызовы к другим цепям осуществляются через прокси. У каждого контракта на Rollup есть заранее известный адрес прокси на Ethereum, и наоборот.

Этот адрес вычисляется через CREATE2 на основе адреса контракта EEZ, адреса исходного контракта и идентификатора цепи. Когда какой-либо контракт на Ethereum должен вызвать контракт на Rollup, он просто обращается напрямую к прокси этого контракта на Ethereum.

Комбинер и таблица исполнений (Composer и execution table)

Комбинер выполняет транзакцию на каждой цепи, участвующей в ней, и заносит каждый кросс-чейн вызов в таблицу исполнений (таблицу с предварительно рассчитанными ответами). Каждая запись (исполнительная запись) содержит ответ на вызов, корень состояния Rollup до и после вызова, список обратных вызовов (callbacks) Rollup в Ethereum, а также скользящий хеш (rolling hash) этих вызовов и их результатов. Одиночное доказательство покрывает всю таблицу.

Комбинер отправляет билдеру пакет транзакций (bundle), который либо включает эту группу транзакций полностью и в определённом порядке, либо игнорирует её полностью.

Первой в пакете идёт транзакция postAndVerifyBatch, которая отправляет таблицу исполнений и проверяет её доказательство. За ней следуют вызовы прокси Rollup, которые считывают ответы непосредственно из проверенной таблицы исполнений.

Проверка батча и ответы прокси

Транзакция postAndVerifyBatch проверяет доказательство батча. Какая система доказательств заслуживает доверия (ZK, TEE, multi-sig или их комбинация) и сколько доказательств требуется для каждого батча, определяется правилами онбординга Rollup.

После завершения выполнения транзакции записи исполнений из этого батча становятся доступны прокси на Ethereum.

Затем выполняется пользовательская транзакция. При обращении к прокси, тот ищет запись о данном вызове в контракте EEZ и выдаёт ответ только при соблюдении следующих условий: вызов полностью совпадает с симуляцией комбинера, запись прибывает вместе с батчем из того же блока, а скользящий хеш, образованный обратной связью (callback) Rollup в Ethereum, соответствует ожиданию.

Обратные вызовы в Ethereum

Вызовы от Rollup обратно в Ethereum выполняются самим Ethereum, а Rollup получает ответы на эти вызовы из симуляции комбинера. Вызовы могут быть вложенными: контракт Ethereum, вызванный таким образом, может через прокси вновь вызвать контракт на Rollup, причём ответ на эту вложенную операцию уже заранее присутствует в таблице исполнений.

Начальная транзакция

Направление этой транзакции противоположно — от Rollup к Ethereum. До формирования блока комбинер выполняет её на обеих цепях и заносит в таблицу исполнений всё, что вернётся в кошелек пользователя.

Билдер помещает батч с таблицей исполнений и доказательством в блок Ethereum. Вся последовательность происходит внутри одного блока. Одна единственная транзакция, инициированная вами на Rollup, занимает USDC, обменивает его на ETH и вносит средства в залоговый пул.

Если комбинер обнаруживает любую неудачную стадию в симуляции, пакет транзакций не отправляется. Если фактический результат выполнения на Ethereum не совпадает с симуляцией, все операции на Ethereum и Rollup отменяются и откатываются целиком.

Что это меняет

Описанная выше транзакция демонстрирует лишь один из возможных сценариев. Вызовы могут происходить во всех направлениях: L1 → L2, L2 → L1 или L2 → L2.

Любой Rollup может делиться ликвидностью Ethereum

Новым цепям в EEZ не нужно запускать ликвидность с нуля через токенические стимулы; они могут напрямую использовать уже существующую на L1 ликвидность и приложения. На тестовом Rollup RollupX в EEZ, размещённом на мейнете, пользователь купил CRV в пуле Uniswap на Ethereum. В то время как CRV вообще отсутствовал на Rollup, кросс-чейн мост прямо в рамках той же транзакции обмена создал инкапсулированную версию CRV (tx).

Когда каждая цепь EEZ поступает подобным образом, объёмы торгов стекаются в единый пул средств на L1, не фрагментируясь между разными цепями. Прочим протоколам на Ethereum также не приходится дублировать деплой на каждой цепи. Газ за эти вызовы оплачивается на L1: чем активнее деятельность на цепях EEZ, тем выше спрос на место в блоках Ethereum.

Приложения запускают Rollup для контроля порядка транзакций и сохранения MEV, а биржевые платформы хотят иметь собственные кастомные движки матчмейкинга. Раньше платой за это становилась потеря композабельности с Ethereum, поскольку контракты и ликвидность на L1 были доступны Rollup только асинхронно. В рамках EEZ торговые площадки могут использовать свои движки для матчмейкинга ордеров, а часть заявок, которую невозможно выполнить по книжке ордеров, будет обрабатываться в синхронном блоке напрямую против пулов на Ethereum.

Управление ключами на L1

Ключи и права доступа могут оставаться на L1, поскольку контракты на Rollup способны читать состояние Ethereum в рамках одной и той же транзакции. Мультиподписной кошелёк Safe уже работает на RollupX именно так. Safe на Rollup выступает лишь как прокси, тогда как все подписанты и права доступа сохраняются в контракте Safe на мейнете.

Каждая транзакция проводит мгновенную проверку состояния L1 перед выполнением для верификации мультиподписи. Если настройки мультиподписи на мейнете меняются, эти изменения вступают в силу немедленно на всех Rollup без необходимости отдельной синхронизации и без задержек. Аналогичным образом идентификационные контракты на Ethereum могут напрямую предоставлять криптографические доказательства любому Rollup в рамках одного блока.

Разрешительные и приватные цепи

Цепи в EEZ не обязательно должны быть публичными. Приватные цепи, такие как Aztec, или разрешительные цепи, управляемые государственными органами, могут присоединиться к EEZ и пользоваться ликвидностью L1. Ближайшим работающим примером на сегодняшний день является приватный пул Bermuda Bay на RollupX, скрывающий личность трейдера, в то время как операция обмена производится в рамках одной транзакции на Uniswap V3 на L1 (tx).

Rollup в роли сопроцессора

Rollup может выступать сопроцессором для Ethereum. Задачи, чрезмерно затратные для L1 с вычислительной точки зрения, выполняются на Rollup, а контракты на Ethereum принимают решения на основе их результатов в рамках того же самого блока.

Верификация квантово-устойчивой подписи Falcon на Ethereum потребляет 5,5 миллиона газа; в демо-версии EEZ эта подпись прошла проверку на Rollup, а её результат без использования каких-либо предкомпилируемых контрактов или хардфорков напрямую авторизовал оплату через Safe на L1. Пока новая криптография и новые виртуальные машины присутствуют в цепях экономической зоны, Ethereum сможет использовать их напрямую.

Ограничения

Цепь в EEZ не может одновременно обладать быстрым временем генерации блока, синхронными вызовами к Ethereum и децентрализованным секвенсором: необходимо выбрать два из трёх (см. обсуждение на форуме Gnosis).

Например, для быстрой цепи со скоростью генерации блока 200 миллисекунд централизованный секвенсор обязателен для обеспечения синхронных вызовов к Ethereum. Только один из каждых 60 блоков является синхронным, поэтому приложения на этой цепи могут обращаться к Ethereum раз в 12 секунд. Тем не менее цепь полностью функциональна, при этом кросс-чейн сегмент функционирует на скорости L1 и зависит от доступного места в блоках L1.

Каждый кросс-чейн вызов проходит через комбинер. Он обязан видеть незашифрованные транзакции до формирования блока, в связи с чем комбинер и билдеры получают приоритетный доступ к MEV из этих операций.

В настоящее время 7% блоков Ethereum формируются самими валидаторами без участия внешних билдеров. В таких слотах синхронные вызовы не происходят.

За первый месяц работы каждый батч EEZ попал в блоки, сформированные внешними билдерами MEV-Boost. Из них 56% оказалось в блоках, созданных Titan (при этом обычно доля Titan составляет 48%). Примечательно, что теперь Titan также начал захватывать кросс-чейн MEV.

Благодаря EEZ Rollup больше не стоит перед выбором между «запуском независимой цепи» и «оставанием на Ethereum». Они сохраняют контроль над порядком транзакций и правилами, при этом беспрепятственно используя ликвидность и приложения Ethereum в рамках одного блока.