MegaETH如何利用ZK欺诈证明重塑Optimistic Rollup安全性？

大家应该都知道，在过去以太坊这条链上非常拥挤，交易的手续费又高得离谱，交易的速度还非常慢，这也是为什么Layer 2（L2）解决方案变成了最后的救命稻草，而Optimistic Rollup 正是其中最亮眼的成员之一。

不过L2 长期以来依然存在「安全」和「最终性」这两个大问题，这时候MegaETH 登场了，透过结合零知识证明（ZK）重新定义Optimistic Rollup 的安全模型，准备掀起一场L2 革命。

本文将深入探讨MegaETH 是如何利用ZK 欺诈证明机制，解决过去在互动式欺诈证明的局限性，并且透过与RISC Zero zkVM 和EigenDA 的整合，打造一个全新的L2 生态。

欺诈证明机制

每个Optimistic Rollup 的核心都在于一个关键的假设：除非有证据证明无效，否则提交的状态提案都是有效的。然而，只有在Rollup 有强大的「防诈骗机制」情况下，这个假设才会成立。所以代表如果没有防欺诈机制，只要无效状态没有人质疑，或是在结算过程中因恶意挑战而停滞，整个区块链就会变得不安全。

为了能够确保这个假设成立，Optimistic 的L2 需要支援欺诈证明机制，允许验证者（挑战者）挑战排序者（提议者）提交的可能不正确的状态提案。

机制需要确保两个关键：

错误的状态提案会被发现
错误的挑战永远不会成功

其中包含两个核心部分：

挑战子协议：负责处理针对单一状态提案的争议
锦标赛机制：负责从可能针对同一区块的众多竞争状态提案中，确定唯一的正确提案

状态提案包含三种状态：

初始状态（initial state）：以太坊上最近完成的L2 状态
负载（payload）：该点以来的L2 交易列表
最终状态（final state）：提案者声称执行该负载后的结果

所以一项提案实际上代表：

「根据这个初始状态和这个交易列表（负载），最终结果应该是X。」

挑战子协议的任务是测试这句话。如果它是假的，挑战就必须成功，提案须被拒绝。

互动式欺诈证明（二分游戏Bisection Game）

目前大多数Optimistic 采用的方法是让挑战者和提案者进行一次来回互动协议。

一旦提出争议，双方就会将计算记录（提案者称为计算步骤中间结果）分成两半，逐步缩小错误所在的位置。这个过程会反覆进行，直到双方隔离出单一的错误计算步骤（像是交易的错误执行）。

一旦确定，该步骤就会在以太坊上重播，以确定是否存在欺诈。

这个系统存在着几个问题：

延迟：每次互动都需要在以太坊上进行交易。单一争议可能会需要数小时甚至数天，尤其是在网路塞车的情况下更严重。
提案者参与的负担：就算提案者是诚实的，且挑战的原因毫无根据，提案者依然会需要去参与争议的每个步骤，执行复杂的过程。
恶意骚扰风险：不诚实的挑战者可以强迫诚实的提案者一再浪费时间和Gas费用来捍卫正确的状态。

非互动式欺诈证明（ZK 挑战模型）

MegaETH 采用不同的方法，要求挑战者简单计算一个简洁的零知识证明，证明声称的最终状态无效。该证明会展示从初始状态执行负载不会导致提案者声称的最终状态。这会透过RISC Zero zkVM 来进行，遵循OP Kailua 的混合架构来进行非互动式欺诈证明。

该证明会透过单一交易提交至以太坊上，链上验证合约确认其有效性。提案者不需要进行任何操作，无法干涉整个过程，也不会在争议中扮演任何角色。

生成证明不是一件简单的事，它需要在zkVM 中运行有争议的计算，大约要花费1,000 亿个周期，在最坏情况下成本可能接近100 美元。但这个成本只有在证明欺诈时才会产生，并且设计成由不诚实方承担。这减少了诚实挑战者的资金负担，也消除了二分系统中常见的骚扰风险。

ZK 代表欺诈而非有效性

在加密货币领域，「零知识」常会被视为仅限于ZK rollups 的缩写—— 这些系统使用ZK 证明在链上发布状态转换前进行验证，但这也仅代表了ZK 所展现出的其中一面而已。

MegaETH 使用ZK 不是为了证明正确性，而是为了证明欺诈。这让我们能够保留Optimistic Rollup 模型（具有其效率和可扩展性），同时添加一种信任最小化、非互动的机制来检测和挑战无效的状态转换。

这种混合方法称为ZK 欺诈证明，它实现了一种全新的信任模型。

相同的检测窗口，显著缩短最终确定时间

出于谨慎，MegaETH 将保留Optimistic 典型的7 天挑战窗口，这代表着任何的参与者都有整整一周的时间来对提出的状态提出争议，真正有区别的地方是在提出挑战后的状况。

在互动模型中，第七天提交的挑战可能需要额外几天才能够解决，这会冻结链在以太坊上的最终性，直到争议结束。在这个期间内，协议仍处于不确定状态，链的活性就会受到损害。

透过ZK 欺诈证明，整个争议会在大约1 小时内解决。挑战者生成证明，将其提交给L1，结果就是最终结果。

这可以保护链条免受危险的攻击：恶意挑战者不断发动虚假争议来阻止最终确定。

由 EigenDA 保障

为了确保欺诈证明过程的完整性，挑战者需要能够轻松获取有争议计算的原始区块数据。这也是为什么要将ZK 欺诈模型和EigenDA（一个去中心化、高吞吐量的数据可用性层）整合的原因。

这能够让过程变得更安全以及有效：

排序者将区块数据发布到EigenDA 上，并向以太坊提交一小部分的参考。 EigenDA 的密码学保证确保证明能够生成，且排序者无法「隐藏」数据和逃避检测。
任何监视者都可以检索区块数据，重建完整的区块并透过zkVM 运行。
如果检测到欺诈，监视者生成简洁的ZK 欺诈证明，将其提交给以太坊上的验证合约，排序者将被惩罚，无效提案就会被拒绝。

加密可靠、可扩展的信任模型

MegaETH 透过简洁、非互动的ZK 欺诈证明取代了复杂的互动式欺诈证明。这消除了骚扰风险，缩短了最终确定时间，并确保能够以更高效、可扩展的方式解决争议。

透过RISC Zero实现可证明的计算，以及EigenDA确保对原始数据的访问，任何人都可以对每个提案进行重建、证明和质疑。

结语

MegaETH 的ZK 欺诈证明模式为整个Optimistic Rollup 生态带来了全新的可能，让每个提案都变得透明而且可验证，虽然未来依然还需实大量的测试来验证其长期的表现，但MegaETH 的创新已经为L2 开启了一扇大门。

你觉得这项技术会如何改变未来的区块链生态，甚至冒出什么意想不到的应用呢？

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