Polygon提案：用ZK验证器将Polygon PoS连接到AggLayer

来源：Polygon论坛；作者：白水，

前言

我们邀请社区讨论一项提案，使用零知识 (ZK) 验证器将 Polygon PoS 安全地连接到 AggLayer，以验证网络的共识机制，从而建立网络结算到 AggLayer 的最终性。此共识证明是对悲观证明的补充，可确保连接到 AggLayer 的所有链的安全。有关悲观证明的更多信息，请参见此处：介绍悲观证明 2

共识证明将由 Plonky3 证明系统通过 Succinct Labs 的 SP1 进行保护，SP1 是一种通用 zkVM，允许 AggLayer 证明标准 Rust 的执行。有关 Polygon Labs 和 Succinct Labs 之间合作的更多信息，请参阅此处：基于 Plonky3 构建的 SP1 将有助于确保统一流动性 1

此次升级将带来两大直接好处：

通过 AggLayer 聚合流动性、用户和状态，为用户和开发者带来更大的网络效应；

升级的桥梁体验，包括无需许可的代币转移。

背景

一年前，社区开始讨论一项提案，该提案将使 Polygon PoS 成为 zkEVM Validium，从而将网络升级为由 ZK 驱动的L2。这仍然是 Polygon PoS 最终状态的长期目标。实现这一目标的挑战很大程度上取决于对维护 Polygon PoS 低费用、以太坊为所有人服务的精神的承诺。

用于将 Polygon PoS 升级到 ZK L2 的 Type 1 zkEVM 证明器已经能够以低成本证明现有的以太坊区块。对于 Polygon PoS 的应用，现在的问题是如何大规模地做到这一点。

就目前而言，如果这次讨论是有利的，并且随后的 PIP 被社区接受，那么升级将作为成为完整 ZK L2 的中间步骤。将 Polygon PoS 连接到 AggLayer 将提供统一桥的好处，同时仍然能够依赖验证器集提供的强化安全保障。

技术细节

如果社区讨论围绕此提案展开，未来的 PIP 或 PIP 们将提供适当的技术规范。但是，从高层次来看，此升级至少需要以下内容：

共识证明：将在以太坊上部署新的共识验证合约。此合约将能够验证 Polygon PoS 是否达成共识，同时，任何提款是否符合悲观证明逻辑所规定的标准。将创建一项提案，将其添加到 Unified Bridge 可用验证合约列表中。（有关这一点的其他考虑，请参阅下面的实际问题。）

Bridge 实施：Unified Bridge 合约将部署在 Polygon PoS 上。

PoS 门户：PoS Portal Bridge 中的现有代币将升级为使用 Unified Bridge，所有权将被销毁，从而消除对这些代币的多重签名控制。

网络角色：使用共识证明设计结算到 AggLayer 将需要一些实体提交所需的信息。（有关这一点的其他考虑，请参阅下面的实际问题。）

客户端变更

完成此升级不需要对 Bor 或 Heimdall 进行任何重大的客户端更改。虽然升级到 Heimdall v2 可能会进行未来优化，但这对于初始部署而言并非必需。

桥变化

完成此升级不需要更改支持 FxPortal 或 Plasma Bridge 的 StateSync 机制。此外：

Unified Bridge 将作为独立的新桥部署。

使用 PoS Portal 映射的代币将升级为使用 Unified Bridge 而不是 FxPortal，并且 PoS Portal 将被弃用。

时间线

如果此次讨论结果令人满意，将发布正式的 PIP。主要依赖项是完成悲观证明的生产就绪实施，预计在夏季中旬完成。一旦完成，将发布正式的 PIP，最有可能在秋季完成。按照这个时间表，假设社区接受，将 Polygon PoS 连接到 AggLayer 可能会在 2024 年底之前完成。

与此同时，Polygon PoS 的核心工程师预计即将到来的 Ahmadabad 硬分叉将在 7 月部署，Heimdall v2 预计将在之后某个时间推出。目前，这两项升级都不是将 Polygon PoS 连接到 AggLayer 的依赖项。但是，共识证明还有另一种实现方式，需要对 Heimdall 进行更深层次的更改。

实际问题

基于签名的共识证明

该提案概述了使用 Polygon Plonky3 来表示 Polygon PoS 的共识，其中 SP1 zkVM 提供了 Rust 的可维护性和开发人员速度优势。广义上讲，共识证明的目标是表示本地链状态。这也可以通过修改 Heimdall 以使用不同的签名方法来实现。

例如，如果在共识期间使用了 BLS 或 ICE-FROST 阈值签名，则该单个签名可以代表 AggLayer 的共识。这种方法的一个好处是简单：Polygon PoS 和 AggLayer 之间的通信可以作为一项任务添加到 Heimdall，与当前向 L1 提交检查点的同一流程相同。

一个潜在的缺点是，这种方法需要对网络的共识机制进行更深入的更改，这可能会延长开发时间。这种设计将消除对新网络角色的需求。

与 AggLayer 通信的网络角色

为了使 Polygon PoS 使用共识证明连接到 AggLayer，需要一个新角色。此角色将负责向 AggLayer 提交以下信息：

网络的本地桥接状态；

共识证明。

如何以及由谁执行此功能是一个积极调查的领域。在高层次上，协议研究人员正在考虑以下之一：

允许列表地址首先执行此角色，目标是在 AggLayer 堆栈有机会强化后使其无需许可；

该角色立即无需许可，在这种情况下，网络参与者将执行此功能以换取一些尚未量化的奖励。如果这是首选方案并且没有其他安全问题，则需要确定通过什么机制选择此网络参与者；一个潜在的选择是使用 Heimdall 中现有的领导选择。

总结

Polygon PoS 拥有 4 亿多个唯一地址、从以太坊桥接的 20 亿美元以上资产以及数万个应用程序，仍然是世界上使用最广泛的区块链之一。用户和开发人员之所以喜欢它，是因为它拥有强大的社区、网络效应和适用于所有人的低费用，通常比著名的以太坊 L2 低几个数量级。

Polygon Labs 的核心开发人员多年来一直专注于以太坊扩展技术的研究和开发；它从 Polygon PoS 开始。多年来，他们得出了两个结论：ZK 技术是实现可验证的链下计算的唯一实用方法，而聚合是在不牺牲链主权的情况下实现多链互操作性的唯一方法。

Succinct Labs 和 Polygon Labs 的共同努力基于共同的信念，即与开源技术的合作可以构建最佳的公共利益。关于 Polygon PoS 未来的讨论结果最终掌握在社区手中。我们再次邀请您分析、讨论并希望达成实施该提案的共识。