文章源自元宇宙見聞(yyzjianwen)

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前情提要| 以太坊|可行的Gas費解決方案——EIP-4488

以太坊在誕生後遭遇最多的質疑就是性能問題,在二層網絡解決方案Plasma幾乎全面潰敗後,前沿研究領域又將眼光放在了Rollup技術上。

對此不少用戶提出自己的疑惑:什麼是Rollup?

Rollup是什麼?

Rollup的核心理念其實很簡單,就是將原本散佈在區塊中的大量交易數據,打包成一筆「濃縮」的交易,發佈到鏈上。

為確保其中每筆交易的有效性,各種Rollup方案設計了不同的機制以確保整個過程的安全性與Layer 1保持一致。

ZK Rollup以零知識證明zk-SNARKs的密碼學技術確保安全性,而Optimistic Rollup則繼承了Plasma的懲罰機制,以確保節點如果作惡將付出很大的代價。

綜上:Rollup旨在解決的問題(因計算過載而導致的網絡擁堵),還讓我們大概了解了Rollup解決方案需要做到什麼。

Rollup是中心化的?

Rollup區塊生產的中心化特性是Rollup能夠如此高效地處理交易的部分原因。

但這也提出了一個明顯且令人擔憂的問題:如果沒有多數人的共識,Rollup如何確保區塊生產是正確的——如果區塊生產者碰巧是惡意的,會發生什麼?

這種中心化讓習慣於基於共識的區塊鏈的加密用戶感到困惑。

事實上,如果故事到這裡結束,我們可能會(錯誤地)得出結論,如Avalanche聯合創始人Kevin Seqniqi在推特上發布的那樣,Rollup只是“由單方復制的數據庫”

實際上,正如我們將看到的,中心化的指控與其說是錯誤的,不如說是邏輯上的誤導。

通常情況下,沒有強大共識機制的中心化區塊鏈很容易受到腐敗和惡意收購的影響。

然而,在Rollup的獨特情況下,缺乏去中心化實際上並不是其安全性和完整性的問題。要理解為什麼會這樣,我們需要更深入地挖掘。

Rollup 類型

Rollup是將交易捆綁、壓縮和發送到共識層進行驗證的解決方案。

通過同時驗證多個交易,它們極大地提高了效率,同時允許以太坊在不犧牲安全性的情況下從每秒15個交易增加到3000多個交易(TPS)。

本質上,用戶沒有將交易發送到Layer 1礦工,而是將其交易發送到Rollup服務器,從而驗證這些交易是否有效。

因此,他們正在以太坊主鏈之外執行交易執行,但這些Rollup然後將交易數據發佈到以太坊主鏈。將交易發佈到主鏈時,他們繼承了Layer 1的安全屬性。

有兩種類型的Rollup ,它們具有不同的安全模型:Optimistic Rollup和零知識(Zero Knowledge,ZK)Rollup 。

Optimistic Rollup

Optimistic Rollup捆綁了數百個傳輸,並且只發布鏈上所需的最低信息,沒有證據。

這基本上假設沒有實施欺詐或惡意行為,因此被稱為“Optimistic”的名稱。只有當轉讓或狀態受到質疑時,Optimistic Rollup才會提供證據。

Optimistic Rollup的好處,除了明顯地增加了擴展性外,還包括EVM和穩固兼容性,這意味著你可以在以太坊Layer 1上做的任何事情,都可以在Optimistic Rollup上做。

然而,由於潛在的欺詐挑戰,鏈上交易的等待時間可能很長。

你必須等待大約1週才能從Optimistic Rollup中提取資產,因為這為發現和解決欺詐提供了時間。假設沒有實施欺詐或惡意行為,這是一個固有的問題。

Optimistic Rollup的另一個缺點是,需要將所有證人數據,如簽名、預言機數據等發佈在鏈上。這限制了可擴展性,特別是與零知識Rollup相比。

零知識Rollup

零知識(ZK)Rollup與Optimistic Rollup不同,因為它們通過利用零知識技術集成了隱私。

零知識是指在不披露證明必要信息的情況下向另一方證明某事(交易或狀態)的能力。

用戶沒有將交易發送到Layer 1礦工,而是將交易發送到執行交易的Rollup服務器。

ZK Rollup中使用的兩個最常見的驗證證明是ZK-SNARKS和ZK-STARKS,我會在後面的部分中聯繫ZK-STARKS。

然後生成ZK-SNARKS(零知識簡潔的非交互式知識論據)作為交易有效性的證明,並發佈到Layer 1主鏈中。

這些證據生成速度快,令人信服,驗證速度驚人。對於上下文,數百筆交易可以Rollup成一個證明,驗證該證明大約需要5毫秒。

Rollup 的未來

雖然這兩種Rollup類型目前都提供了高於本機以太坊鏈執行層的好處,但有一些具有挑戰性的方面需要改進或完成開發。