Адаптивні гібридні ролапи: інтелектуальна маршрутизація між ZK та оптимістичною верифікацією
DOI:
https://doi.org/10.32347/st.2025.4.1206Ключові слова:
веб3, адаптивні гібридні ролапи, штучний інтелект, блокчейнАнотація
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
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Mykola Malenko

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автор(и) та Редакція згодні на те, що Редакція також матиме право:
- здійснювати необхідне оформлення Твору/Статті за результатами його редакційної обробки;
- визначати самостійно кількість видань, друк додаткових копій і тираж Твору/Статті, кількість копій окремих видань і додаткових тиражів;
- опублікування Твору/Статті в інших виданнях, пов’язаних з діяльністю Редакції
В журналі діє ліцензія CC BY 4.0