Адаптивні гібридні ролапи: інтелектуальна маршрутизація між ZK та оптимістичною верифікацією

Автор(и)

  • Микола Маленко Київський національний університет будівництва та архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0002-7360-7749

DOI:

https://doi.org/10.32347/st.2025.4.1206

Ключові слова:

веб3, адаптивні гібридні ролапи, штучний інтелект, блокчейн

Анотація

Дана стаття присвячена дослідженню обмежень сучасних гібридних ролап-рішень та розробці адаптивної моделі L2-архітектури з використанням механізмів штучного інтелекту. Показано, що існуючі підходи до поєднання оптимістичної та ZK-верифікації здебільшого ґрунтуються на статичних правилах або ручному виборі режиму, що не дозволяє ефективно враховувати динаміку навантаження, ризики та доменні особливості застосунків. На основі аналізу оптимістичних, ZK та гібридних ролапів запропоновано адаптивну гібридну rollup-модель з ШІ-маршрутизацією транзакцій, яка поєднує класифікацію транзакцій, GNN-базоване прийняття рішень, LSTM-прогнозування мережевих умов, dual-path систему виконання та модуль безперервного навчання. Описано Predictive Routing Algorithm, що здійснює проактивний вибір між ZK- та оптимістичним шляхом з урахуванням вартості, затримки, безпеки та профілю ризику, а також механізм Dynamic Resources Allocation, який динамічно перерозподіляє ресурси між шляхами. Запропонований багатокритеріальний фреймворк оптимізації демонструє можливість налаштування ваг цілей під специфіку різних класів DeFi та Web3-протоколів. Показано, що впровадження такої моделі є перспективним для систем із високою транзакційною інтенсивністю, оскільки дає змогу перейти від ручних конфігурацій до автоматизованих політик керування ресурсами та ризиками, що спираються на аналіз фактичних даних, в гібридних rollup-архітектурах.

Посилання

Thibault LT, et al. Blockchain Scaling Using Rollups: A Comprehensive Survey. IEEE Access, vol. 10, 2022, pp. 93039-93054. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3200051

Park S, et al. Impact of EIP-4844 on Ethereum: Consensus Security, Ethereum Usage, Rollup Transaction Dynamics, and Blob Gas Fee Markets. arXiv preprint arXiv:2405.03183, 2024, https://doi.org/10.48550/arXiv.2405.03183

Spoto F, et al. A Survey on Data Availability in Layer 2 Blockchain Rollups: Open Challenges and Future Improvements. Future Internet, vol. 16, no. 9, 2024, p. 315. https://doi.org/10.3390/fi16090315

Fidelity Digital Assets. The Rise of Layer 2 Scaling on Ethereum. Fidelity Digital Assets Research, 2024. https://www.fidelitydigitalassets.com/research-and-insights/rise-layer-2-scaling-ethereum

L2BEAT. Layer 2 Scaling Solutions Comparison. L2BEAT Analytics, 2024. https://l2beat.com/

Ethereum Foundation. Optimistic Rollup Challenges. ethereum.org, 2024. https://ethereum.org/developers/docs/scaling/optimistic-rollups/

Base Documentation. Base Challenge Period. Coinbase, 2024. https://docs.base.org/

zkSync Documentation. zkSync Era Architecture. Matter Labs, 2024. https://docs.zksync.io/build/resources/era-architecture

StarkWare. StarkNet Architecture Overview. StarkWare Documentation, 2024. https://docs.starknet.io/documentation/architecture_and_concepts/

Ethereum Foundation. Zero-knowledge rollups. ethereum.org, 2024. https://ethereum.org/developers/docs/scaling/zk-rollups/

Polygon. Polygon zkEVM Data Compression. Polygon Technology, 2024. https://docs.polygon.technology/zkEVM/

ZKM Documentation. Hybrid Rollup Architecture. ZKM Official Documentation, 2024. https://docs.zkm.io

Rockaway X. BOB: The First Hybrid ZK Rollup That Lets Users Control Their Security. Medium, 2024, https://www.rockawayx.com/insights/bob-becomes-first-hybrid-zk-rollup

Morph Documentation. The Optimistic zkEVM Scaling Solution: Responsive Validity Proof. Morph Docs, 2024. https://docs.morphl2.io/docs/how-morph-works/responsive-validity-proof/

Yuan F, et al. AI-Driven Optimization of Blockchain Scalability, Security, and Privacy Protection. Algorithms, vol. 18, no. 5, 2025, p. 263. https://doi.org/10.3390/a18050263

Artenie A. C., et al. Exploring the Synergy Between Ethereum Layer 2 Solutions and Machine Learning to Improve Blockchain Scalability. Computers, vol. 14, no. 9, 2025, p. 359. https://doi.org/10.3390/computers14090359

Dalila R, Riccardo R, Carla P, Sabina R, et al. AI-enhanced Blockchain Technology: A Review of Advancements and Opportunities. Journal of Network and Computer Applications, vol. 225, 2024, p. 103858. https://doi.org/10.1016/j.jnca.2024.103858

Moetez Abdelhamid, Layth Sliman, Raoudha Ben Djemaa, and Guido Perboli, et al. A Review on Blockchain Technology, Current Challenges, and AI-Driven Solutions. ACM Computing Surveys, 2024. https://doi.org/10.1145/3700641

Optimism Collective. Optimism Bedrock Explainer. Optimism Documentation, 2024. https://community.optimism.io/docs/developers/bedrock/

Arbitrum Documentation. Fraud Proofs in Arbitrum. Offchain Labs, 2024. https://docs.arbitrum.io/

Kalodner H, et al. Arbitrum: Scalable, Private Smart Contracts. USENIX Security Symposium, 2018, pp. 1353-1370, https://www.usenix.org/conference/usenixsecurity18/presentation/kalodner

Park S, et al. EIP-4844 Economic Impact Analysis. arXiv preprint, 2024, https://arxiv.org/abs/2405.03183

Picco G., Fortugno A. Dynamic Fraud Proof. arXiv:2502.10321, 2025. https://doi.org/10.48550/arXiv.2502.10321

Groth J. On the Size of Pairing-based Non-interactive Arguments. Annual International Conference on the Theory and Applications of Cryptographic Techniques, Springer, 2016, pp. 305-326, https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-662-49896-5_11

Ben-Sasson E, et al. Scalable, Transparent, and Post-quantum Secure Computational Integrity. IACR Cryptology ePrint Archive, 2018, https://eprint.iacr.org/2018/046.pdf

Buterin V. An Incomplete Guide to Rollups. Vitalik.ca, 2021. https://vitalik.eth.limo/general/2021/01/05/rollup.html

zkSync Documentation. zkEVM Compatibility Types. Matter Labs, 2024. https://docs.zksync.io/

StarkWare. Centralization Risks in ZK Rollups. StarkWare Blog, 2024. https://starkware.co/blog/

Conway K.D. et al. opML: Optimistic Machine Learning on Blockchain. arXiv:2401.17555, 2024. https://doi.org/10.48550/arXiv.2401.17555

Derka M. et al. Sequencer Level Security (SLS). arXiv:2405.01819, 2024. https://doi.org/10.48550/arXiv.2405.01819

Zircuit Documentation. Sequencer Level Security Deep Dive. Zircuit Docs, 2024. https://docs.zircuit.com/learn/zircuit-technology/sls

Wu Z., Pan S., Chen F., Long G., Zhang C., Yu P.S. A Comprehensive Survey on Graph Neural Networks. IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems, 2021, vol. 32, no. 1, pp. 4-24. https://doi.org/10.1109/TNNLS.2020.2978386

Saad M, et al. Veritas: Layer-2 Scaling Solution for Decentralized Oracles on Ethereum Blockchain with Reputation and Real-Time Considerations. Journal of Sensor and Actuator Networks, vol. 13, no. 1, 2024, https://www.mdpi.com/2224-2708/13/2/21

Arbitrum Documentation. How Arbitrum Works. Offchain Labs, 2024. https://docs.arbitrum.io/how-arbitrum-works/inside-arbitrum-nitro

Teutsch J, Reitwießner C. A Scalable Verification Solution for Blockchains. TrueBit Protocol, 2017. https://people.cs.uchicago.edu/~teutsch/papers/truebit.pdf

Wood G. Ethereum: A Secure Decentralised Generalised Transaction Ledger. Ethereum Project Yellow Paper, 2014, https://mholende.win.tue.nl/seminar/references/ethereum_yellowpaper.pdf

Harz D., Zamyatin A., BOB: The Hybrid L2 Vision Paper. BOB Documentation, 2024. https://docs.gobob.xyz/

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-12-31

Як цитувати

Маленко, М. (2025). Адаптивні гібридні ролапи: інтелектуальна маршрутизація між ZK та оптимістичною верифікацією. Смарт технології: промислова та цивільна інженерія, 4(17), 47–58. https://doi.org/10.32347/st.2025.4.1206

Номер

Розділ

Інформаційні технології