一文看懂Native Rollup：关于 ZK Rollup 的 PoS & PoW 混合共识

作者: Opside 联创 & CEO – nanfengpo

关于PoS & PoW 的混合共识

native rollup是一个基于 zk 的三层架构扩容解决方案，其中layer 2是一个EVM兼容的且对于 Rollup十分友好的链，layer 3则由系统原生支持的多个zkRollup（称为native rollup）组成。Layer 2为zkRollup做了很多系统层面的优化。这个三层架构中的layer 2和layer 3，共用了一个PoS与PoW融合的共识机制：

Layer 2：
- PoS：layer 2将采用ETH 2.0的PoS并对其进行必要的改进。因此，layer 2的共识层将有超过10万个验证者。任何人都可以质押token来成为验证者。这些验证者也将根据EIP-4844提供一个数据可用性层，从而容纳layer 3的Rollup提交的batch。此外，layer 2的PoS是可证明的，验证者会定期把PoS 证明提交到layer 1上。验证者可以获取PoS这部分的区块奖励和Gas费。
Layer 3：
- PoS（排序器）：排序器除了提议layer 2的区块，也提议layer 3的区块（即数据 batch），也就是说验证者同时是layer 3中native rollup的排序器。排序器可以获取其中的交易Gas费。
- PoW（Prover）：只要拥有zkp的算力，任意验证者都可以成为native rollup的prover。Prover为layer 3的各个Native rollup生成zk 证明。对于排序者提交的layer 3的各个区块，prover依据PoW的规则来竞争，最先提交zk 证明的prover将获得layer 3的区块奖励。

关于Native rollup的去中心化共识机制

下面将详细介绍layer 3中的native rollup的去中心化共识机制。

Sequencer (排序器)

sequencer (排序器)这个角色由layer 2的验证者来承担。每个layer 2的区块中，所有native rollup都有且仅有1笔交易来提交各自的rollup 区块，且这些rollup 区块只能由layer 2区块的验证者来提交。如果该layer 2区块中没有包含所有的native rollup的区块，则该区块无效。
即使某个native rollup在一段时间内没有交易，验证者也必须提交该rollup的区块。此时该rollup的区块为空。
排序器的收益是该排序器提交的各个native rollup的区块中的交易手续费。注意，所有native rollup中的交易手续费都是由layer 2 token 来支付的。因此，该排序器打包的rollup交易越多，收益也越多。
当排序器把rollup block打包上链后，该rollup 区块就进入了finalized状态。因此该区块最终确认所需要的时间与layer 2是相同的。
如果某一个rollup 区块没有在一定时间内被prover提交的证明验证，则该区块会被跳过，相应的排序器也将受到惩罚。

Prover

与排序器必须是当前layer 2区块的验证者不同，prover可以是任意的layer 2的验证者。只要一个验证者具有zkp算力，即可称为任意的native rollup的prover。
这些prover通过PoW的方式来竞争，最先提供某个rollup 区块的有效证明的，就能获得相应的区块奖励。注意，所有native rollup的区块奖励，都是由layer 2 token来支付的。这部分 token 就是layer 2的PoW部分的奖励，系统会根据zkp算力的供需平衡来自动调整PoW的奖励额度。
排序器打包的rollup 区块中，已经包含了生成证明所需要的所有数据。因此，对于每个rollup，prover可以并行生成多个区块的证明。同样的道理，这些区块证明的验证也是并行的。
当一个rollup 区块和它的所有父区块都被验证时，该区块就被验证了，即验证完成状态。

总结

通过 PoS & PoW的混合共识机制，layer 2和layer 3具有相同的共识层与验证者集合，确保了整个架构的安全性和去中心化。更为重要的是，layer 3的各个Native Rollup在底层架构上拥有了一个规范化的去中心化解决方案。layer 2定义了一个统一的系统合约，rollup的开发者只需要实现这些规范化的接口，并注册rollup 插槽成为native rollup。这样，开发者可以更加关注业务逻辑的实现，而不必关心在底层架构层面layer 2与layer 3如何交互，也不需要维护rollup的全节点和zkp算力。