ROL:Rollup 即服務挑戰與機會：從多鏈到多 Rollup

原文標題：《DAOrayaki ｜Rollup 即服務（RaaS）的機會：從多鏈到 multi-rollup》

撰文：nanfengpo

編譯：Xinyang

Cosmos 和 Polkadot 采用多鏈結構的擴展方案。他們的區塊鏈 SDK，Tendermint 和 Substrate，被許多項目用于定制自己的區塊鏈。這些區塊鏈使用跨鏈協議，如 Cosmos IBC、Polkadot XCM 和 bridges?來進行互動。然而，這些協議很難保證高安全性，這導致了頻繁的黑客竊取。因此，跨鏈協議沒有帶來預期的效果，區塊鏈之間仍保持相對獨立。

From Cosmos Network - Internet of Blockchains and Getting Started · Polkadot Wiki

后來，出現了一種更安全的擴展技術，稱為 rollup。rollup 將第 2 層的交易壓縮成一個「批次」，上傳到第 1 層，并通過欺詐證明（如 Optimistic-rollup）或有效性證明（如 ZK-rollup）證明第 1 層的狀態轉換的有效性。由于數據的可用性和狀態的有效性在第 1 層得到驗證，rollup 獲得了與第 1 層相同的安全水平，確保資產可以在第 1 層和第 2 層之間安全轉移。

Scroll聯創：測試網超400萬個唯一錢包地址，每天處理逾50萬筆交易:金色財經報道，Scroll聯合創始人YeZhang和Sandy Peng在Anna Rose的Zero Knowledge Podcast節目中分享了Scroll最近一年的項目進展和生態發展，以及Scroll團隊建設、如今的Layer2格局、Scroll硬件加速方面的成果和未來的技術路線圖。

YeZhang表示，Scroll的首要任務是盡快啟動主網，團隊已經將電路發送給審計公司，下一步將是實現去中心化證明者，最后是設計去中心化排序器。Sandy表示，目前Scroll測試網有超過400萬個唯一錢包地址，每天處理超過50萬筆交易，100多個項目向官方提交了信息。[2023/5/15 15:02:53]

到目前為止，許多 rollup 項目，如 Arbitrum、Optimism、ZkSync 和 StarkNet 都已經在使用。除了這些通用的 rollup，還出現了一些特定應用的 rollup，包括基于 StarkEx rollup SDK?的 dYdX（訂單簿 DEX）和 DeversiFi（AMM DEX）等。雖然 rollup 技術還沒有完全發展起來，掌握這種技術的團隊也不多，但市場上對這種技術的需求仍然很強烈。

斯坦福CodeX執行主任Dr. Roland Vogl博士加盟Euterpe:據官方消息，斯坦福法律科技孵化器CodeX執行主任Roland Vogl博士于近日正式加盟Euterpe團隊擔任顧問一職。作為法律界的權威人士，Vogl博士的加入為Euterpe業務發展帶來更多資源，也為Euterpe探索在版權領域的未來發展戰略提供有力翼助。

據悉，Vogl博士畢業于斯坦福大學法學院，擁有近20年法律從事經驗，是美國知名學者、律師和企業家。多年來，Vogl博士主導多個國際法律科技創新項目，參與了快速增長的國際法律科技行業的建設, 并入選2016年“Fastcase 50”。[2022/1/11 8:41:20]

通用型和特定應用型 rollup 來自 https://l2beat.com/

rollup 提供了一個獨立的執行環境，具有高 TPS、低 Gas 和從第 1 層訪問所有資產的能力，這有助于區塊鏈上的應用從 DeFi 擴展到更普遍的領域，如游戲和社交網絡。我們預計 rollup 將逐漸成為一種提供給 Web3 應用程序的服務，即 Rollup as a Service（Raas）。一些項目現在正朝著這個方向發展。以太坊 以 rollup 為中心的路線圖 和 StarkNet 的 Layer 3 架構都展示了特定應用的 multi-rollup 未來。

Rollup跨鏈橋HopProtocol推出跨鏈橋Hoptimism:Rollup跨鏈橋HopProtocol推出連接以太坊擴容解決方案Optimism和以太坊以及其他擴展解決方案的跨鏈橋Hoptimism，可以在幾分鐘內將資產轉入和轉出Optimism。[2021/8/26 22:38:08]

StarkNet 的架構描述，采用了 特定應用的 multiple rollup 作為 Layer 3，來源 Medium

rollup 在提供 RaaS 方面仍然面臨以下挑戰。

首先，讓我們來談一談 rollup SDK。人們可以在 SDK 的基礎上快速部署一些配置和啟動 rollup。為避免重新發明車輪，開源的 rollup 是 SDK 開發的更好選擇。對于 Optimistic-rollup，Arbitrum 和 Optimism 都是開源的。從 L2beat 那里，我們可以看到 Metis 和 Boba 都是在 Optimism 的代碼基礎上開發的。相比之下，ZK-rollup 的開源程度不高。ZkSync 發布了 v1 版的完整代碼，但 v2 版只有合約代碼（嵌入了 zkEVM）。StarkEx 只發布了合約代碼，并通過一個封閉的源代碼向第三方提供其他模塊。StartNet 只提供 Cairo 的代碼。

安永已開源以太坊二層方案Nightfall 3，采用ZK-Optimistic Rollup機制:7月2日消息，安永宣布推出并開源以太坊二層方案c，Nightfall 3采用ZK-Optimistic Rollup機制，將零知識證明（ZK或ZKP）與處理交易驗證的新模型相結合，以提高效率并降低交易成本。ZK-Optimistic Rollup為了確保只有正確形成的第二層區塊被納入最終的區塊鏈記錄，從經濟上激勵用戶挑戰不正確的區塊，當提出挑戰時，智能合約對挑戰的準確性進行仲裁，獎勵正確的挑戰，并刪除不正確的第二層區塊。（Prnewswire）[2021/7/2 0:22:54]

盡管 Optimistic-rollup 系統擁有更成熟的代碼庫和對 EVM 更好的支持，但欺詐證明的固有特性使它們在最終性和安全性方面遠遠落后于 ZK-rollup 系統。ZK-rollup 第 2 層的交易在第 1 層被證明后立即完成，而 Optimistic-rollup 第 2 層的交易由于有挑戰期，需要幾天時間才能完成。另一方面，Optimistic-rollup 需要更多的安全假設：至少 1-out-of-N 誠實操作者來保證欺詐證明提交，有一個抗審查的第 1 層來保證欺詐證明接受。

總而言之，我們現在就可以在現有的開源代碼基礎上快速建立一個 Optimistic-rollup SDK，但從長遠來看，ZK-rollup SDK 似乎更有吸引力。當然，除了代碼庫的問題，ZKVM 的設計，即 ZKP 可驗證的智能合約，也是迫切需要的。目前，各種 ZKVM 解決方案正在開發中。每個解決方案的方法仍然不統一。

二層解決方案Cartesi擬于二季度前在測試網上實施擴容方案Cartesi Rollups:基于Layer2Linux的基礎架構平臺Cartesi在發布的2021年路線圖中表示，計劃在2021年第二季度前在測試網上實施Cartesi Rollups，下半年將發布Rollups聚合服務以及Rollups驗證者市場，并將發布可在主網上實現Cartesi Rollups的DescartesV2.0。DescartesSDK使開發人員可以使用Linux操作系統的所有軟件工具來構建計算密集型DApp，借助SDK，DApp可以在成熟的Linux環境中以脫鏈方式運行這些計算。[2021/2/4 18:52:15]

一圖比較 ZKVM，來源：Ye Zhang’s talk「An overview of zkEVM 」

如前所述，分批交易需要以 rollup 方式發送到第 1 層，因此 rollup 的 TPS 受限于第 1 層的存儲空間，也就是數據可用性（DA）問題。以太坊已經提出了一系列的第 1 層存儲擴展解決方案，包括 EIP-4488、Proto-Danksharding 和完整的 Danksharding（目前正在尋求提案）。除了第 1 層的擴展，許多項目如 Celestia 和 Polygon Avail 也在嘗試擴大第 2 層的存儲容量。然而，這些解決方案的安全性和易用性仍需進一步研究。

EIP-4488 和 Proto-danksharding 將如何增加區塊大小，來源：Vitalik’s 「Proto-Danksharding FAQ 」

在 ZK-rollup 方面，TPS 還受到 ZKP 計算速度的限制。Paradigm 和 6block 在 GPU、FPGA 和 ASIC 上有不同的硬件選擇來加速計算。此外，6block 比較了幾種 ZKP 分布式計算的軟件架構，包括礦池、證明聚合和 DIZK。ZPrize ，一個即將到來的競賽，也激勵開發者找到有價值的解決方案來加速 ZKP 計算。

確保 rollup 服務的高可用性是另一個關鍵問題。目前市場上的 rollup 服務幾乎都是中心化的，也就是說，只有特定的運營商可以向第 1 層提交批次和證明。這是一個脆弱的設計，因為 SPOF（單點故障）將很容易導致服務不可用。由于軟件錯誤和硬件故障，Arbitrum 已經多次遭受了數小時的停機。許多項目都在致力于去中心化 rollup 以避免 SPOF，包括 zkSync、StarkNet、Polygon Hermes、PoVP 和 taikocha.in。

RaaS 正在考慮應用一個好的經濟模式。目前，服務提供商的利潤主要來自于第 1 層和第 2 層之間的交易費差距，即從第 2 層收取費用作為收入，向第 1 層支付費用作為成本。Optimism 已經發行了治理代幣，但收入仍不足以維持開支。

rollup 和它們的費用，來自 https://l2fees.info/

現有的大多數 rollup 是建立在區塊鏈上的第三方服務，所以它們的主要收入僅僅來自于交易費。然而，我們可以跳出這種思維模式，將 rollup 視為區塊鏈提供的原生服務。就像 Cosmos 和 Polkadot 的設計一樣，整個系統包含一個區塊鏈和附著在區塊鏈上的多個 rollup，形成一個具有無限可擴展性的去中心化網絡。通過這種方式，網絡可以用相同的原生代幣獎勵第 1 層區塊鏈驗證者和第 2 層 rollup 運營商。這個想法類似于 Polynya 提出的 shrined rollup，值得進一步研究。

與 Cosmos 和 Polkadot 的跨鏈協議一樣，當一個區塊鏈上部署了多個 rollup 時，cross-rollup 協議是必要的。用戶也可以從第 1 層提取他們的資產，并將其存入另一個 rollup，但這個過程需要在第 1 層支付額外的費用和更多的操作步驟。一些第三方 cross-rollup 橋利用流動性池來幫助用戶在 rollup 之間即時轉移，但這些橋和跨鏈橋一樣容易被竊取。

Vitalik 在《終局》中描述的一個未來區塊鏈架構，當中有 multiple rollup 和 cross-rollup 橋

理想情況下，區塊鏈應該提供一個原生的 cross-rollup 橋，由其驗證者維護以保證安全。此外，這樣的橋最好支持從一個 rollup 到另一個 rollup 的同步消息調用，也就是說，一個 rollup 上的用戶可以直接調用另一個 rollup 上的合約。這將最大限度地提高 multi-rollup 架構中的用戶體驗。這里的底層技術很復雜，但我們期待著它的出現。

這篇文章描述了 RaaS，即為 DApps 提供 rollup 服務。顯然，區塊鏈將迎來 Web3 的 multi-rollup 未來。任何人都可以通過 SDK 快速啟動他們的 rollup，并以高性能和低成本在 rollup 上運行應用程序。在討論了 RaaS 可能面臨的所有挑戰后，我們最終提出了原生 rollup 的想法，這將有助于區塊鏈用其原生代幣獎勵 rollup 驗證者，并提供一個由其驗證者維護的 cross-rollup 橋。我們計劃進一步仔細研究，并在未來的文章中詳盡闡述。

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