ROL:擴容方案哪家強？Optimistic Rollup 還是 ZK Rollup

區塊鏈擴容論戰：在ETH2.0到來之前，哪家才是現階段擴容最優解？

撰文：LeftOfCenter

DeFi的火爆再一次提醒我們以太坊的擴容難題急需解決，合成資產平臺Synthetix創始人KainWarwick在對多個擴容方案開發團隊進行交涉并對各個項目進行評估后，得出了一個結論，認為OptimisticRollup是目前階段最具可行性的以太坊擴容方案，且由于DeFi生態系統可組合性的特殊屬性，這就要求以太坊平臺上的DeFi項目需要就某一個具體的擴容方案達成共識。KainWarwick認為，OptimisticRollup解決方案是最容易達成社區共識的以太坊擴容方案。

KainWarwick撰文詳述OptimisticRollup優于其他擴容方案的原因，并一個一個排除掉基于共識改善的一層擴容方案、狀態/支付通道、Plasma、閃電網絡和ZKrollup等方案，當然遙遙無期的ETH2.0也不在考慮之列。KainWarwick打算讓Synthetix采用OptimisticRollup擴容方案，以此向社區證明這項技術是可行的，并且是值得進一步投入的方案選擇。

同時，KainWarwick提出了社區中對在以太坊主網上實施OptimisticRollup方案的擔心，為此他詳述了在主網上實施SynthetixOVM變體所需的治理過程，以及一旦該方案失敗將如何實施備選方案。

不過，KainWarwick這篇文章引發了MatterLabsCEOAlexGluhowski的反對，他發布長篇推文反駁，認為KainWarwick這篇文章未提到一個關鍵點，OptimisticRollup容易被黑客以較低成本實現一層軟分叉51％攻擊，只要ETH主網未轉換PoS之前，這種攻擊隱患就一直會存在。

以太坊擴容方案 SKALE V2 現已上線:金色財經消息，以太坊擴容方案 SKALE Network 宣布其 V2 鏈現已上線，并將很快發布 dapps 和 hubs 的上線計劃。[2022/4/24 14:45:02]

此外，AlexGluhowski還指出ZKRollup擴容方案的優勢，認為該方案和一層擴容方案一樣，不會因撤回延遲導致對跨層可組合性產生影響，而對于OptimisticRollup來說，則會產生延遲1周的提款問題，雖然可以用支付通道加速提款速度，但這又會增加用戶的成本。

以下是鏈聞對KainWarwick發布文章《WhyOptimism?》以及MatterLabsCEOAlexGluhowski長篇反駁推文進行的截取編譯。

社區共識

KainWarwick認為沒有十全十美的方案，所有方案都有自己的權衡取舍。以太坊上的DeFi項目彼此依存，因此，在選擇擴容方案時，正確的設計方案和權衡取舍還不是唯一的考慮，還必須考慮到其他項目的可能選擇，并對此進行優化。因此，擴容不僅僅是一種技術挑戰，它還是一種社會協調游戲。

Uniswap的Layer2demo方案Unipig為Optimism擴容方案獲得社區共識奠定了基礎，我也選擇支持該方案，我們不僅僅就特定的DeFi項目如何實施Optimism方案提供反饋，而且還將領導領導社區內就該方案如何達成協調而貢獻力量。

技術注意事項

將Synthetix部署到二層網絡上需要在最小化風險和減少對代碼庫修改上作出平衡。不可能同時在一層和二層上并行運行兩個不同代碼庫，也不可能用另一種語言重寫合約。Synthetix是以太坊上最復雜的智能合約套件之一，這增加了必須維護獨立代碼庫的影響。

基于NEAR的以太坊擴容方案Aurora完成1200萬美元融資:10月14日消息，基于 NEAR 構建的以太坊擴容方案Aurora完成1200萬美元首輪融資，參投機構包括Pantera Capital、Dragonfly Capital、Electric Capital、Zero Knowledge Validation、Global Coin Ventures、imToken、Chronicle等。NEAR表示，此次融資共吸引了100多家來自生態合作伙伴和風投領域的投資機構參與。Aurora會將這筆資金用作EVM及其正在運行的以太坊與NEAR和以太坊與Aurora橋的開發和維護。此外，Aurora還計劃拓展團隊規模，招募區塊鏈工程師，以加快產品的開發和改進工作。[2021/10/14 20:29:58]

Synthetix需要向社區證明，這項技術是可行的，并且是值得進一步投入的方案選擇，就擴容方案選擇達成共識，OVM交易演示幫助鞏固了這一點。目前有充分跡象表明社區對基于以太坊的OptimisticRollup方案達成共識，但還沒有到發布SIP提案對此進行測試的程度。

KainWarwick列出了8種當前熱門的擴容方案，包括：

1，快速區塊鏈，又名“以太坊殺手”，又名替代型L1，2，ETH2.0，不過要到2032年才能正式生效3，狀態/支付通道4，側鏈5，Plasma6，零知識證明中的ZKRollup和其他解決方案7，OptimisticRollups8，閃電網絡

考慮到在過渡期間只能維護單個代碼庫，這導致上述大多數方案都不符合要求。當然，其中一些方案號稱是與EVM兼容，但實施以來并不像說起來那么簡單。可以立即排除掉的方案是快速區塊鏈、各種ZKRollup方案、閃電通道、狀態通道和Plasma。其中，雖然ZKRollup已經取得了飛速的發展，但目前所有變體版本都需要用新語言重寫合約。雖然這可以解決，但是目前語言工具相關成熟度并不高，這極大地提升了實施風險。

二層擴容方案 Hermez 智能合約已開源，已完成一次代碼審計:基于 ZK Rollup 概念的二層擴容網絡 Hermez 宣布其智能合約已開源至 Github。另外 Hermez 還表示正在對代碼進行幾項審計，第一次審計來自于 Solidified，10 月已經有 3 名審計人員對 Hermez 的智能合約及其相關組件進行三周的審計，未發現任何嚴重或重大問題。Hermez 還在和獨立審計人員 Adrià Massanet 合作，進行額外的代碼審計，并與 Trail of Bits 團隊合作，進行另一項全面的審計。[2020/11/7 11:55:18]

很多號稱是快速區塊鏈方案有些確實與EVM兼容，也可以部署Solidity合約，但其中需要妥協一些其他因素，Synthetix認為這降低了可行度，這其中包括一些尚未得到驗證或者可能會大幅降低安全性的新型共識機制。

鑒于ETH2.0還遙遙無期，因此也需要排除ETH2.0。基于通用計算的要求，又排除了另外2個，狀態/支付通道和Plasma。鑒于xDAI這樣的側鏈需要價值數億美元資產才能保證安全，排除掉了xDAI，就只有OptimisticRollup。

因此，最終得出，基于以太坊的OptimisticRollup方案是現階段最佳的權衡方案，而且Synthetix相信該團隊非常有行動力執行路線圖。

分階段實施的OptimisticRollup方案

OptimisticRollup方案尚未上線以太坊主網，因此目前仍然存在很大的執行風險，這也是為什么Synthetix暫未提案SIP關閉一層上的Synthetix。但作為現階段風險和權衡后的最佳選項，Synthetix將竭盡全力對Synthetix進行遷移，作為最成熟的DeFi協議之一，Synthetix將竭盡全力試水該測試方案，承擔早期的實施風險，并引領其他項目采用該方案，建立擴容方案的社區共識。

動態 | 分片是最有希望能夠實現高性能而不降低去中心化程度的鏈上擴容方案 ?:TokenInsight今日發布《分片技術研究報告（上）》，報告指出分片的核心思想是“分而治之”，是將公鏈網絡中的所有節點劃分為不同的分片，各個分片處理不同的任務，分片之間并行處理，從而提升公鏈整體性能。分片的引入可以從根本上減少節點所需資源，降低節點配置門檻，是最有希望的鏈上擴容方案。

分片技術現階段的應用還面臨著不小的挑戰：在分片內需要克服 PoW 共識中的 51% 攻擊問題和 PBFT 共識的節點數量限制及女巫攻擊問題；在分片間需要克服分片間雙花攻擊問題和跨分片交易的過載問題；在系統層面需要克服單點過熱問題以及分片數、節點數變化引起的系統狀態動態調節問題。

目前分片技術仍處于測試驗證階段，暫無大規模應用的項目。此外，對于公鏈而言，如果沒有強大的生態，公鏈本身的性能再高也是沒有意義的。[2019/1/17]

但是，隨著越來越接近主網遷移，目前存在3個主要問題：

1）欺詐證明2）集中化3）提款延遲

最關鍵的技術問題是欺詐性狀態過渡。有人聲稱，當前的實施階段不包括欺詐證明，實際上情況是自動生成的欺詐提交還未上線。Optimism團隊選擇一種分階段的方法，以便在增加復雜性之前測試諸如存款和取款這樣的特定功能。Synthetix會在主網啟用之前，提供防欺詐提交自動化功能。如果沒有完整功能的欺詐證明，就沒有主網資金可以存入OptimisticRollup方案的以太坊網絡中。對于遷移到一個低安全保障網絡的SIP社區提案我個人會投反對票，也會敦促社區中其他人這樣做。這也是xDAI和其他POA網絡由于安全性較低被認為不可行的原因之一。

另一個引入關注的問題是，OptimisticRollup雖然聲稱是去中心化的，但卻具有中心化特征。KainWarwick認為這種觀點是錯誤的，但這種擔憂當然是非常正確的。在過去的幾年中，社區投入了大量的時間和資源針對去中心化進行權衡處理。值得注意的是，「sequencer」可在最小犧牲下改善用戶體驗。

動態 | 分布式系統專家王嘉平提出Monoxide擴容方案有望打破不可能三角瓶頸:計算機網絡頂級學術會議 NSDI 宣布錄用由兩位華人研究人員撰寫的關于區塊鏈擴容方案的論文。該論文提出名為Monoxide的區塊鏈擴容方案，可以在由 4.8 萬個全球節點組成的測試環境中，實現比比特幣網絡高出 1000 倍的每秒事務處理量，以及 1000 倍的狀態內存容量，從而有望打破不可能三角這個長期困擾區塊鏈性能的瓶頸。Monoxide擴容方案的提出者王嘉平和 Wang Hao 均畢業于中國科學院計算所，王嘉平曾就職于微軟研究院，長期從事分布式系統研究，Wang Hao 就職于俄亥俄州立大學，從事分布式系統和數據庫系統方面的研究。NSDI 是 USENIX 旗下的旗艦會議，是計算機網絡系統領域久負盛名的頂級會議。該論文發表，是主流學術界首次對區塊鏈擴容方案相關研究的認可。[2018/12/21]

KainWarwick認為，人們對網絡中「sequencer」這個角色有誤解。需要注意的是，「sequencer」不是訪問OptimisticRollup的必要條件，而是用于顯著改善用戶體驗的工具。大多數人還誤認為，單個排序者意味著糟糕的單點故障，但其實，故障點問題發生在所有一層網絡上的常規情況。雖然回到第一層區塊鏈不是理想的方案，但是有很多潛在的解決方案，包括備用排序者，即活躍排序者發生故障或遭到攻擊，備用備用排序者可進行介入。目前目標是盡快向一個排序者網絡發展，所有這些擔心只是暫時的。

最后一個問題是因撤回延遲對跨層可組合性的影響。這是除了一層擴容方案之外的所有擴容方案都會遇到的問題。這類延遲意味著，在挑戰期資金鎖定在二層網絡中，基于此，目前有幾種解決方法。一種是，由驗證者組成的網絡在橋接兩側提供資金，通過提供立即提款的服務承擔風險，同時收取費用。實際上，Connext就在研究此類解決方案。但這并不能完全解決可組合性問題，因為在啟動另一筆交易之前仍需在主網上確認資金，這又回到了所有擴容方案的基礎問題。這就是為什么KainWarwick認為盡快在OptimisticEthereum上運行所有主流DeFi協議的并行版本至關重要。這將允許幾乎所有當前的DeFi交易在二層網絡上進行，質押也可能會完全遷移到二層網絡，但是交易合約將繼續在一層和二層網絡上并行運行。

需要明確的是，在提案SIP開始進行OptimisticEthereum主網遷移之前，Synthetix會發布功能性主網所需的所有內容，KainWarwick相信這會未來幾個月內發生。

主網過渡后

Synthetix如何過渡到OptimisticRollup方案的以太坊主網上仍然是社區內部討論的問題。首先，社區必須達成共識，即應該在二層主網上啟動并行和有限版本的網絡。一旦實現這一目標，就需要審查最初的主網啟動的結果，并確定剩下過渡將如何進行。

synthetixDAO可能會在主網發布后的頭幾周內提供資金，之后將通過SIP提案決定最終將一定比例的協議獎勵轉移到OptimisticRollup方案的以太坊主網中。一旦將協議獎勵轉移到并行網絡，就可以監視采用情況，并由市場為遷移的風險定價。考慮到降低的gas費成本，在OptimisticEthereum上收益可能會更低，但是由于大多數SNX持有者將遷移推遲到以后，平臺風險有可能會導致收益變得更高。

位于OptimisticRollup中的SNX發行的sUSD與針對托管SNX發行的sUSD應沒有什么大的不同。Synthetix將允許基于托管的SNX鑄造sUSD，以最大程度地增加可用抵押品。如果需要，可以將遷移到二層網絡中的SNX再遷移回去，這意味著，OptimisticRollup方案中的SNX應被視為網絡內的有效抵押品，只不過是一層網絡中SNX的另一種狀態而已。因此，在二層網絡上鑄造的sUSD應該可以與一層網絡中的sUSD互換。當然也有反對這種方法的論點，包括實施的復雜性。所以，必須決定哪種方法最適合社區。

如果以上轉換被證明有效，那么Synthetix將繼續開展剩下的遷移：只需繼續轉移較大比例的通脹獎勵，直到將100％的通脹獎勵轉移到L2，并且所有活躍的SNX抵押都在二層網絡上進行。至此，Synthetix需要支持合成資產Synth在一層網絡和二層網絡上的交易。因此，在此過程中需要管理多個相互關聯的依賴項。

備用計劃

以太坊擴容以及為此和其他智能合約平臺的競爭需要數十億美元的投入。雖然現在看來OptimisticRollup是最優的可用方案，但不排除還有更加優秀的方案在今后冒出來，因此，Synthetix會隨時關注新技術，一旦發現DeFi社區中出現新的擴容方案共識，關注另一種替代方案。

此外，還必須為最壞情況做準備：如果OptimisticRollup啟動失敗或中止，Synthetix必須迅速將資源轉移到其他解決方案的盡職調查中，同時優化現有的一層系統。

反對意見：Optimistic方案并不安全

不過，以太坊二層擴容解決方案開發團隊MatterLabsCEOAlexGluhowski認為，KainWarwick的這篇文章未提到一個關鍵點，OptimisticRollup存在固有的安全性缺陷，即用戶在單個OptimisticRollup實例中投入不能超過5000萬美元。

VitalikButerin曾經指出，OptimisticRollup方案具有一種反網絡效應，即單個OptimisticRollup的交易量越大，全節點驗證者會越少，即，依靠「1ofN」的誠實假設是更不安全的。「1ofN」誠實假設是指，參與者雖然有N個，只要其中至少有一個按期望運作，系統就會正常工作。任何基于欺詐證明的系統都屬于這一類，可信設置也是如此，盡管在這種情況下，N通常更小。但你希望N盡可能地大。然而，這還不是重點。

此外，OptimisticRollup方案可被黑客在一層網絡中實施軟分叉后進行51％攻擊，竊取該Rollup中的資產。目前，此類攻擊的名義成本為每小時25.6萬美金或每周4300萬美金，考慮到攻擊者只需作出合理承諾就可迫使理性的礦工屈服，實際成本還要低得多。

只要ETH主網一直保持PoW，這種攻擊就一直會是隱患。但ZKRollup沒有這些問題，除了加密假設外，ZKRollup還提供與一層網絡完全相同的被動安全保證。

這意味著，如果單個OptimisticRollup持有的資金量無法達到數十億美元，那么具無法滿足可組合可組合DeFi協議的條件。

AlexGluhowski還指出，文章中所說「除了一層擴容方案之外的所有擴容方案都會因撤回延遲導致對跨層可組合性產生影響」并不正確，應該改為「除了一層擴容方案和ZKRollup之外的所有擴容方案都會因撤回延遲導致對跨層可組合性產生影響」，因為ZKRollup也沒有這個問題。

對于OptimisticRollup來說，延遲1周的提款流程確實是一個問題，但雖然可以使用支付通道加速提款速度，但這又會帶來其他問題，大大降低資本效率，換句話說，這會增加用戶的成本。StarkWare曾經發布過一篇OptimisticRollup困境的文章對此進行闡釋。

ZKRollup方案可以在幾分鐘內提供確定性，根本不會有此問題的困擾。這讓從一層向ZKRollup支持的二層方案漸進轉化成為可能。

其運行流程如下，用戶將資產存儲到一個ZKRollup中，安全性達到一層的級別，同時，可與二層中的合約進行擴容交互。即使與一層中的舊協議進行交互，也只有幾分鐘的延遲。此外，ZKRollup中的多個交易可以被捆綁，作為一層上的單個交易一次性執行，因此這可以有效地擴展二層和一層之間的交互。

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