为WisdomChain引入OptimisticRollup6.20

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本文来自Wisdom Chain公链文档知识库（Wisdom Chain.Doc）.

Rollup是以太坊Layer2的一个重要概念

作为一种提高区块链吞吐量的技术，Rollup可以在有效提高网络吞吐量的同时，避免对协议层进行大量的更改，部署Rollup也不需要对网络发起硬分叉升级。

目前已有许多以太坊上的项目（如Celer，ANON等）采用了Rollup协议来替提高Dapp的吞吐量和用户体验。虽然Wisdom Chain本身已有数倍于以太坊的交易吞吐量，但对于更高频率的交易需求（如链上合约交易平台），目前的交易吞吐量还无法满足，或许Rollup协议会是一个不错的解决方案。

概述Rollup

Rollup协议有多种实现，我们以其中一种实现：Optimistic Rollup为例。

我们假设有一家公司，这家公司的每个员工会定期向Wisdom Chain发送交易，内容大概是今天做了XX事情。这里我们假设这家公司有2000名员工，每天需要发送两笔交易到Wisdom Chain上。该公司每天会为Wisdom Chain贡献约4000笔交易，每笔交易手续费约0.005WDC，那么每天的手续费消耗就是20WDC，每月手续费可达600WDC。

尽管目前WDC相对较低的价格和手续费设置让每月的交易费用似乎还可以接受，但随着Wisdom Chain知名度提高，使用人数的不断增多，势必会提高手续费成本。参考以太坊，这个公司每月的交易费用会接近200ETH，折合近38万rmb，对于公司而言如此高昂的手续费显然是不合理的。解决这个问题的方法之一，便是将交易从链上转移到链下，由一个可信的节点来负责收集交易并签署签名，如果这个节点能收集到该公司所有的交易内容，那么节点只需要付出一次交易手续费便能完成数据上链的过程，这便是Optimistic Rollup方案。

细节与步骤

在Optimistic Rollup中，首先我们需要设立一个可信任的节点，这个节点负责收集所有的交易信息、验证然后打包，打包后的信息集合将带上该节点的签名发送到区块链网络中。

当一个可信节点设置成功后，该节点将成为Rollup节点，这个节点需要同全节点一样，下载整个区块数据并实时更新区块状态。我们仍旧以之前那个公司为例子，假设目前有2000笔交易正在等待执行，公司的员工会将2000笔交易发给Rollup节点。之后，Rollup节点需要根据已有的状态和区块数据，对交易进行验证，并保存以下数据集（交易内容，交易前状态，交易后状态）。

当Rollup节点对所有交易完成了验证与执行并生成数据集后，节点需要对这个数据集进行签名，即 Sig Rollup节点|（交易内容，交易前状态，交易后状态）。最后将签名与数据集整合到一笔交易中，这个交易被称作断言Assertion，发送到区块链网络等待其他节点验证即可。需要注意的是网络中的其他节点并不会验证Rollup节点发来的数据集，仅仅只验证其签名，验证完毕后将根据数据集更新区块链网络状态。

正如其名Optimistic Rollup，实际上所有的Rollup协议由于将交易验证从链上转移到了链下，因此都是一种基于“乐观”的假设——假设大多数情况下Rollup节点不会作恶。但光有乐观假设是不足的，节点总会因为各种各样的原因出现问题。为了避免节点恶意行为，提高作恶成本，Optimistic Rollup中还有如下机制：

①Rollup节点需要向网络质押一定额度的代币，这些代币有一定的解锁时间，并会在Rollup节点做出恶意行为时被罚没。

②Rollup节点所提交断言不会被网络立即认可，存在一定时间的窗口期（一般是1周），如果其他节点认为该Rollup节点提交的断言存在恶意行为，节点可以质押一定押金并对该断言发起挑战，且区块链中的出块/验证节点会对该断言中的所有内容（包括数据集）进行重新验证、执行，比对交易状态的差距。如果的确存在恶意行为，那么Rollup节点的押金会被罚没，而发起挑战的节点则会获得一定奖励；如果不存在恶意行为，则发起挑战节点的押金会被罚没。另外，在窗口期结束时没有其他节点对断言发起挑战的话，断言中的状态信息将会被系数更新至区块链状态中。

Optimistic Rollup可以将多个交易信息经可信第三方聚合为单笔信息，由于交易中的状态变更情况是由链下节点验证而非链上节点验证，因此降低了区块链上节点的验证难度（仅需要验证Rollup节点所提交的签名，并更新由该节点提交的状态信息即可）。数据集虽然看起来并没有较单个交易的叠加更小，但数据集因为不会受链上节点的验证，故不需要为其支付高昂的手续费。依靠这种Layer2处理方案，可以很容易的提高区块链的有效吞吐量。

如何用在Wisdom Chain中？

结合WIsdom Chain的交易组成结构和验证规则，除了将Optimistic Rollup协议硬编码为规则来验证以外，交易自带的Payload空间也可用于该协议。

如果将Rollup协议编码为规则，那么该规则至少需要有以下元素：

事实上，由于Optimistic Rollup可以包含有其他事务或者智能合约的执行内容，单纯采用规则验证形式需要进行更深层面的设计（例如包含其他事务执行结果的Rollup交易应当如何进行等），这里仅仅只是一个粗浅的例子。

如果将Optimistic Rollup协议的内容聚合在Payload空间中，不形成规则验证，则需要单独设立Rollup协议的验证节点来根据Rollup节点发起的交易更新和验证状态信息。虽然这种方式可以很好的兼容其他事务的执行结果，但也复杂化了Rollup协议，提高了被攻击风险。具体的执行方法还需要进一步的探索和讨论。

不置可否的是，Rollup协议的简单构造能令其兼容许多区块链项目，Wisdom Chain也不例外。虽然目前WIsdom Chain链上交易尚不能说“拥堵”，但未雨绸缪，未病先防的思想是值得参考的，当Wisdom Chain的知名度提升，使用人数增多后，如果依然维持目前的情况，那么交易手续费和验证难度将会是不得不面对的难题，这也是Optimistic Rollup大显身手的地方。

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编译者/作者：智慧链技术社区

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