ROLL:淺談Zk和Optimistic Rollups：原理、區別和前景

如何理解Zk和Optimistic Rollups的前景和區別？

撰寫：Salazar.eth推文

編譯：深潮 TechFlow

人們說，如果能有一個更新，能將 ETH L1 的 TPS 提高 100 倍，Gas 費減少 100 倍，那我們就不需要 Rollup。

但真的是這樣嗎？

其實不是的。原因是 L1 的速度越快，Gas 越低，Rollup 的速度就越快。

所以，你會選擇 100x L1 還是 10000x Rollup？

ETH 的擴展是以太坊社區中討論最多的話題之一。因此，尋找擴展解決方案一直是 ETH 生態系統中多個團隊的首要任務。

數據：Arbitrum網絡日轉賬筆數超92萬筆，續創歷史新高:金色財經報道，據Arbiscan頁面數據顯示，昨日Arbitrum網絡日轉賬筆數續創歷史新高，達929,689筆。[2023/2/21 12:19:16]

目前，存在三種熱門方式來擴展以太坊：第 1 層擴展（ETH 2.0），在第 1 層之上的擴展（第 2 層擴展——狀態通道、Plasma 和 Rollup），以及側鏈。

以太坊社區對擴展性的擔憂導致了以太坊在多個層面的升級開發，這種升級被稱為 ETH 2.0。ETH 2.0 的目的旨在使以太坊更具可擴展性、安全性和持久性。

側鏈是一個獨立的區塊，通過雙向橋與主鏈（ETH L1）相連。側鏈與主鏈有不同的共識機制，并且不依賴主鏈的安全性。因此，這就導致側鏈的安全性低于 L2。人們一直都把 Polygon 當作一個側鏈，這是錯誤的。Polygon 是一個提交鏈，提交鏈是一個非托管的側鏈，它的共識機制依賴于主鏈（ETH L1）。

工信部批復組建國家虛擬現實創新中心:11月7日消息，近日，工業和信息化部批復組建國家石墨烯創新中心、國家虛擬現實創新中心、國家超高清視頻創新中心等3家國家制造業創新中心。其中，國家虛擬現實創新中心依托南昌虛擬現實研究院有限公司組建，建于江西南昌，股東單位匯聚了虛擬現實硬件、軟件、內容制作與分發、應用與服務等環節的行業骨干力量。創新中心聚焦制約我國虛擬現實產業發展的關鍵共性技術難題，建設關鍵共性技術研發、測試驗證、檢測、技術服務、人才培養和國際合作等平臺，逐步構建覆蓋虛擬現實全產業鏈的產業創新生態推動我國虛擬現實產業高質量發展。[2022/11/7 12:28:21]

L2 是指任何建立在以太坊之上的系統，它繼承了 ETH L1 的安全性。它們包括 Plasma、Rollups 和狀態通道。

*在這篇文章中，我們將專門介紹 Rollups*

MicroStrategy首席執行官：ETH是一種證券，BTC是加密貨幣領域的唯一商品:7月10日消息，MicroStrategy首席執行官Michael Saylor表示，ETH是一種證券，因為它是通過ICO發行的，有一個管理團隊，有一個預挖，有一個硬分叉，有持續的硬分叉，有一個不斷被推后的難度炸彈，并且其網絡多年來發生了許多根本性的變化。要將數字資產歸類為商品，它需要由完全去中心化的協議支持，即使他們想改變它，也沒有人可以改變它。BTC屬于商品。因為比特幣網絡的核心無法改變，就像黃金的物理構成一樣。（Cointelegraph）[2022/7/10 2:03:50]

Rollups 是一種常見的擴展解決方案，其工作方式是在 L1 之外處理和執行交易，但將交易發布到 L1。這使得 Rollups 提供擴展功能的同時，又能從 L1 中獲得安全。

為了實現這一點，Rollups 的交易通常會選擇在單獨的鏈上執行，該鏈可以運行特定于 Rollup 的 EVM。

元宇宙游戲Chibi Clash完成300萬美元私募輪融資，Jump Capital等參投:5月31日消息，Web3元宇宙游戲Chibi Clash宣布完成300萬美元私募輪融資，本輪融資由Alliance、Genblock Capital、Jump Capital、C2 Ventures、Kyros Ventures、NGC Fund、PANONY、PetRock Capital、Polygon Ventures、Shima Capital、Avocado DAO、Rainmaker Games等參投。ChibiClash正在構建一個以旗艦汽車格斗游戲為中心的Web3游戲世界，游戲采用了《爐石傳說》的游戲玩法和《冒險島》的藝術風格，玩家可以使用NFT解鎖武器升級。[2022/6/1 3:54:06]

在下一個步驟中，交易信息被分組，并由一個排序器發布到 ETH L1 上。

浙江郵政發行數字版權藏品:金色財經報道，據浙江郵政微金融官方公眾號，中國郵政集團有限公司浙江省分公司推出浙江郵政x愛爾芙·郵小猴數字版權藏品，限量10000份，每份價格為19.9元。5月28日上午9點-5月29日下午17點為預約抽簽期，系統將抽取3999名中簽用戶。中簽用戶可在5月30日上午10點優先搶購該藏品。如未在優先搶購時間內參與，則視為放棄機會，藏品將在5月30日中午12點正式發行，每位用戶只可購買1份。[2022/5/30 3:50:08]

上述整個過程包括執行交易，獲取數據，對其進行壓縮，并將交易'卷起'到主鏈的形成一個批次。詳細地說，在 Rollups 中的一批交易被'匯總'到一個狀態根（一個用作見證的小單位），其中包含了足夠的信息來驗證 L2 上發生的每一個交易。

那么 ETH 又是如何知道發布的數據是有效的呢？

Rollups 在 L1 上部署了一組智能合約，負責處理存款和提款，并驗證證明。這個證明是 Optimistic Rollups 和 Zk Rollups 之間的主要區別。

對于 Optimistic Rollups 來說，它向 ETH L1 發布交易，并假定它是正確的。在欺詐用戶進行無效交易的情況下，網絡必須識別他們，恢復正確的交易，并對欺詐用戶進行懲罰。

為了實現這一點，Optimistic Rollups 具有爭議解決系統，可以識別無效的交易和不良行為者，并阻止他們參與系統中的進一步欺詐行為。

Optimistic Rollups 為了能重放 L1 執行的交易，并且保證其確切狀態與在 Rollups 上執行交易時存在的確切狀態相同，就需要創建一個“管理合約”。

Optimistic Rollups 的用例是 Optimism、Arbitrum 和 Cartesi，你可以很輕松的在網絡上查找到其確切資料。下面我們來看看 Zk Rollups。

ZkRollups 使用有效性證明（如 Zksnark，ZkStark ）來檢查交易，并在將其發送到 ETH 鏈之前檢查其合法性。

ETH Zk Rollups 使用復雜的數學計算和密碼學來確保交易在 ETH 主鏈上被 "結算"，而不是類似于 Optimistic Rollups 的爭議解決系統。盡管它很復雜，但團隊花了數年時間試圖將復雜的交易信息細化為更簡單的證明，以便于驗證。

僅在今年，就有 3 個 Zk EVMs 進入了測試網階段，其中一些已經進入主網，這包括 Scroll，Polygon Hermez，以及 Zksync2.0。

接下來，我們來看看 Optimistic Rollups 和 Zk Rollups 的區別。

資金提現緩慢——由于爭議解決系統，網絡在交易最終完成之前，會給網絡用戶一些時間來提交他們的欺詐證明。

提款可能會很慢，大多數時候，用戶必須等待 7 天才能將資金取回 L1。然而，現在也有項目提供快速流動性退出，來挽救這種情況。

EVM 的兼容性——Optimistic Rollups 仍然需要編寫他們自己的 EVM 。大多數情況下，合約可以從 L1 發送到 Optimistic Rollups，而不需要做任何改變。

快速取款——由于沒有爭議解決程序，因此在Zk Rollups 中的提款速度很快，并且在交易孵化到 L1 時還提供了有效性證明。

EVM 兼容性——由于 Zk 技術所涉及的復雜性和密碼學，大多數 Zk Rollups 并不兼容EVM，例如 Starkware。

與 EVM 兼容的 Zk Rollups 的是 ZkEVM。ZkEVM 允許開發者將 ETH 主鏈上的 Solidity 合約移植到 Rollup 上，而不需要改變底層代碼。

無論是 Zk 還是 Optimistic 還是側鏈，都是一場旨在完善 ETH L1 主網的競賽，其目的都是為了更好地提高 ETH 的可擴展性和完善區塊鏈。

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