以太坊:Rollup的現在和將來

在過去幾年里，區塊鏈空間的需求一直在大幅增長，特別是隨著DeFi應用程序的興起和NFT市場在2021年的突然爆炸式增長。

因此，gas費用——用戶為以太坊交易支付的成本——也大幅增加。2021年11月，以太坊的基本轉賬費用約為5美元，而DeFi交易(例如Uniswap)的費用可能超過100美元。對于普通用戶來說，這些高成本可能非常令人沮喪，這也解釋了為什么許多吞吐量更高、費用更低的區塊鏈在最近幾個月受到關注，例如Solana、Cardano或Binance Smart Chain。

為了適應不斷增長的需求，擴大規模是必要的。擴展僅僅意味著提供更多的每秒交易(TPS)。區塊鏈有兩種方式可以做到這一點。

第一種方法是要么增加區塊大小，要么減少區塊之間的時間，或者兩者兼得。這是Binance和Solana等高TPS區塊鏈采用的解決方案。可以將交易數據看作是道路上的車輛，而節點則是檢查點。檢查站每小時只能處理這么多車。如果你想處理更多的流量，就需要建立更大的檢查點。

Opside已在測試網上線ZK-Rollup LaunchBase:8月14日消息，去中心化ZK-RaaS平臺Opside已在測試網上線ZK-Rollup LaunchBase，支持開發者構建專用應用程序Rollup，包括Layer1、zkEVM、Gas、Data Availability與Sequencer各個組件。LaunchBase現允許開發者從Opside、Goerli、Mumbai與BNB測試網等EVM兼容的Layer1中選擇以構建其應用程序的特定rollup，支持Polygon zkEVM、zkSync、Scroll與Starknet四個zkEVM。[2023/8/14 16:24:39]

用區塊鏈術語來說，這意味著需要更強大的硬件來讓節點處理交易，需要更多的磁盤空間來存儲數據。當增加節點需求時，在某些時候會將普通的個體排除，最終只有幾十個節點由企業實體運行。換句話說，你中心化了，這意味著你失去了審查阻力和安全性。

Cardano創始人：rollups部署正在迅速推進，Midnight將成為首個采用項目:7月23日消息，Cardano創始人Charles Hoskinson提供了關于該網絡rollups部署的更新。一位推特用戶指出，Hoskinson今年在YouTube視頻中兩次談到了rollups，并進一步詢問他具體指的是哪個項目。對此，Hoskinson談到了需要rollups的側鏈項目。他補充說，團隊正在執行一個非常積極的時間表，Midnight將成為第一個用戶。

去年，Cardano開發公司Input Output Global推出了隱私區塊鏈Midnight，它將作為Cardano區塊鏈的側鏈運行。Midnight將利用零知識證明以及私有和公共計算的結合，提供一個無需信任的生態系統，在合規的同時保護敏感的個人和商業數據。用例可能包括財務工作流、醫療保健數據和供應鏈操作等。

據悉，在4月份的一次AMA活動上，Hoskinson暗示將在Cardano上發布ZK-rollups，并補充說一個“美好的計劃”正在準備中。[2023/7/24 15:54:00]

以太坊的安全模型依賴于個人電腦上運行的數萬或數十萬個節點。BTC的模式也是如此。對運行一個節點的低要求意味著更多的參與者：每個人都可以以很小的成本完成它。這種模式非常抵觸審查制度：要強迫遍布全球的一萬個人要比強迫十幾個私人公司要困難得多。

Orbiter Finance：向其他錢包轉賬旨在平衡各Rollup網絡流動性:6月18日消息，據官方消息，Layer 2橋接項目Orbiter Finance發推表示：已注意到社區對我們向其他錢包地址轉賬的擔憂，現在此澄清，此舉是旨在平衡各Rollup網絡流動性，Orbiter跨鏈服務運行正常。如果遇到任何卡頓的問題，請檢查交易哈希并確認轉賬金額的最后四位是否為900X。如果修改了轉賬金額或沒有正確使用我們的網站，請訪問正確網站并查看交易狀態，并等待退款。[2023/6/18 21:45:23]

去中心化模型也更能抵抗技術故障。最近，Solana經歷了大約17個小時的中斷。相比之下，去年夏天導致以太坊鏈暫時分裂的漏洞并沒有導致網絡離線，而是導致一些交易停滯。

為了避免危及安全或去中心化，可以遵循另一條擴展路徑：第二層解決方案。第二層是運行在區塊鏈基本網絡之上的較小的網絡，減輕了區塊鏈的一些工作。

Google Cloud 在客戶用例中新增路印協議 Loopring 的 zkRollup 擴容方案:Google Cloud 在客戶和案例研究中新增路印協議 Loopring 的 zkRollup 擴容方案。根據該案例專頁的描述，路印協議 Loopring 選擇 Google Cloud 的可擴展性和速度來減少交易時間，為 zkRollup 客戶提供更好體驗，可將用戶資金釋放等待時間縮短 40％。Google Cloud 計算引擎通過自定義 VM 解決方案可節省 15％的計算成本，從而為用戶降低了交易費用，此外還可將部署時間從幾分鐘縮短到幾秒鐘，以提高員工效率，最終增強交易計算性能并改善客戶服務。[2020/12/19 15:47:42]

以太坊的擴展路徑是開發一種稱為Rollup的第二層(L2)解決方案。Rollup將交易的計算部分從基礎(或L1)層移開，但在安全性方面依賴于L1。因此，Rollup可以每秒執行更多的交易，同時仍然保持以太坊的共識和安全模型。

公告 | 路印上線基于zkRollup的最新一代去中心化交易平臺網頁版:路印上線基于zkRollup的最新一代去中心化交易平臺的網頁版，該版本基于路印協議3.1.1，定位為公測Beta1。（路印Loopring）[2020/2/28]

那么Rollup是如何工作的呢? Rollup是由強大節點組成的小型網絡，可以非常快速地執行交易，并且只使用基礎層發布交易數據的壓縮版本。回到我們的道路類比，想象一下高速地鐵把乘客從城市的一個地方帶到另一個地方。更快的運輸時間，更少的個人汽車，因此更少的擁擠道路。這個類比的突破是，Rollup比地鐵好得多：它們就像地鐵，你可以坐上任何地方，直接去你想去的地方。神奇的地鐵！

Rollup可以在L2網絡中使用很少的節點，有時甚至只有一個節點。為什么?因為他們依賴L1達成共識和安全。換句話說，具有數十萬節點的基礎層仍然是決定Rollup是否誠實的層。

這個擴展路徑專門用于每個層。基礎層成為共識層和安全層。第二層是執行層。因此，基礎層可以保持去中心化，而第二層可以提供更快的交易執行，因此每秒有更多的交易。由于以太坊是一個智能合約鏈，執行是主要的瓶頸。

總而言之，Rollup接收一批交易，在自己的機器上執行它們，并向基礎層發送一些數據以更新其狀態。然后繼續下一批，以此類推。

有兩種類型的Rollup，取決于它們如何在基礎層上發布數據。

Optimistic Rollup壓縮每個交易數據(按10倍左右)，并將該數據連同交易執行的結果發布到基礎層。例如，由于執行智能合約而導致的賬戶余額變化。

Optimistic Rollup是“相信我!””類型。他們不會試圖證明自己是誠實的。然而，如果有人不同意他們公布的結果，他們可以通過質押一些以太并發布欺詐證明來挑戰Rollup。在基礎層運行的一組智能合約將決定誰是對的，而被證明是錯的一方將被削減其份額。

由于這種機制，Optimistic Rollup允許在每次發布后預定的“挑戰”時間，通常是一周左右。實際上，這意味著將資金從基礎層轉移到Optimistic Rollup的用戶可能要等幾天才能取出資金。

這顯然是一個痛點，但它正在由第三方解決，這些第三方可以保證立即獲得Optimistic Rollup結果，并因此允許立即提取。事情仍在快速發展，所以我預計這個問題將在不久的將來得到解決。

Optimistic Rollup的主要吸引力在于其對開發人員的簡單性。它們可以與以太坊的虛擬機完全兼容，因此只需很少或無需修改即可運行現有的智能合約。這使得像Arbitrum這樣的公司可以在2021年推出一個完整的應用生態系統，其中包括從Aave到Uniswap等第三方的應用。

Optimism是今年推出的另一個大的樂觀匯總，也支持一堆去中心化的應用程序和錢包。

第二種類型的Rollup是ZKRollup。ZK代表零知識。它是密碼學的一個高級分支，目的是在不透露內容的情況下證明某些東西是正確的。ZK Rollup不會將每個交易的數據發布到基礎層。相反，他們發布一個加密證明——稱為有效性證明——表明Rollup的新狀態確實是處理的一批交易的結果。

生成有效性證明需要復雜的計算，但結果非常小，而且很容易被基礎層的規則節點“檢查”。這意味著，與Optimistic Rollup不同，對一批交易不存在“等待時間”。如果有效性證明是正確的，那么它將在基礎層上被接受，并繼續進行Rollup。特別是，用戶可以毫不延遲地從Rollup中提取資金到基礎層。

另一方面，由于其數學復雜性，ZK Rollup往往比Optimistic Rollup更具應用程序特定性。在 ZK rollup 上部署特定的 DeFi 應用程序比在樂觀的應用程序上部署需要更多的工作。至少在目前，ZK Rollup并不提供所有智能合約的通用解決方案。

那么，這一切對以太坊的終端用戶有什么影響呢? Rollup為用戶提供了更快、更便宜的體驗。更便宜是因為來自第1層的費用分攤到許多交易中，更快是因為Rollup可以在將當前批量處理發布到基層之前保證交易的結果。

這就是為什么使用這兩種Rollup的應用程序在過去幾個月里的活動顯著增加的原因。例如，Arbitrum的總鎖定價值(TLV)從2021年9月初的6000萬美元上升到兩個月后的26億美元!

展望未來，以太坊可擴展性路徑的另一個組件是分片。分片是將驗證任務拆分為多個節點子集的過程，每個子集只驗證部分交易。這個過程將允許同時驗證更多的交易，而不會增加對單個節點的需求，但是要在不損害安全性的情況下正確實現是很復雜的。基本上，這是區塊鏈的并行處理。

以太坊預計在權益證明之后的2023年左右實現64分片解決方案。這將使基礎層的可用數據成倍增加，從而提供更多的空間供Rollup使用，從而進一步擴展以太坊!

換句話說，分片和Rollup的效果被設計成相互疊加，推動以太坊進入非常高的TPS領域:理論上，在每秒10,000到100,000個交易之間。當然，這依賴于合并(轉移到權益證明)和分片的發生沒有任何重大問題。目前這只是一條路，但很有希望。

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