关于Rollup你应该知道的基础知识

Layer 2 是解决?案的统称, 旨在通过在以太坊主?(第 1 层) 上处理交易来帮助扩展应?程序, 同时利?强?的主?分散式安全模型。当前以太坊交易速度慢，电费上涨使??量增?时出现??体验差的问题。第 2 层协议就是为了解决这个问题诞?。

Layer 2 是什么

Layer 2 是解决?案的统称, 旨在通过在以太坊主?(第 1 层) 上处理交易来帮助扩展应?程序, 同时利? 强?的主?分散式安全模型。当?络繁忙时, 交易处理速度会受到影响, 这会使某些类型的 dapps 的??体验变差。随着?络的?益繁忙, 电费也随着交易发送?的竞标?上涨。这可能会使使?以太坊变得?常昂贵。

Rollup 是什么

rollup 中?直译为打包，以前的?法为编程语?模块打包器，相当于 python 中的 module。现在?于第 2 层协议中的?种解决?案。总的来说，它们把主链下的很多交易打包，?成?份声明或者证明，证明此包内的所有交易合法（即交易前 Merkle 树的根和前?包内的交易后根对应的上，且交易内容合 规），然后只将其中?部分内容发布到主链，从?增加速度，减少电费和交易费消耗。

特点

交易执?在主?之外；

但交易数据或交易证明存储于主?, 以便于验证.

种类

零知识证明 zk-rollup;

优化 optimistic-rollup(笔者?译)

ZK-Rollup

简介

这?仅为简单介绍，详细部分会另开?章介绍。简单来说，零知识证明就是在不暴露秘密的情况下，说服对?我有这么?个秘密。例如对于 A,B 两?，A 知道秘密 a, b (和 a+b=7)，B 知道线性映射 f(x)，B 发给 A 映射 f, A 计算 f(a) 和 f(b) 并发给 B，B 计算 f(a)+f(b)=f(a+b)。如果 f(a+b)=f(7)，那么 B 可以确 信 A 知道 a+b=7。从历史来讲，零知识这?概念最早出现于 1985 年，Shafi Goldwasser, Silvio Micali, and Charles Rackoff「The Knowledge Complexity of Interactive Proof-Systems」。?零知识证明?于 Rollup 最早出现于 2018 年 Barry 的??书中。

零知识证明在 rollup 中的作?

这?零知识证明主要是?于以太坊区块链上发布并公开记录该区块的有效性。在 Layer2 上被打包的交易将会以?个证明的形式发布于主链，这使得每个?都有验证它的办法。主要?的是防?有?恶意 利?Layer2 上的交易来篡改信息。值得注意的是，零知识证明并不是隐私保证，也不是加密系统。因为除了拥有该秘密的?以外，没有?可以解密。从诞??今，零知识证明或者说 ZK-Rollup 经历了三个发展阶段：SNARK, STARK, 和 Bulletproofs. ?前来说 Zcash, ZK Sync(Matter Labs), DarkForest(Game) 等在使?SNARK，Monero 使? Bulletproofs. 从下图中可以对?这三种?法的区别。具体例?将在后?介绍。

特点

对?Plasma 和侧链

由于 Plasma 和侧链的扩容性问题，Rollup 本?被视为新兴解决?案，?ZK-Rollup?是其中可扩容性最强的，也是处理交易速度最快的，相对于 Plasma 和 OP-Rollup??。它的数据只有很少?部分存储于主链上。

单笔交易费降低。

对?OP-Rollup

?般说来，它的验证速度快，证明?成速度很慢。但是由于它的?成依赖于智能合约，所以相当于 把所有?的?作分给了?个?做，剩下的?的?作就是简单的验证，这?单指 SNARK。

不需要欺诈游戏，从?使交易快速被验证?块 (约?分钟)。

零知识证明的计算困难要求数据优化以获取最?吞吐量。

ZK-Rollup 需要?成?个初始串，这会使系统中?化?些。

量?计算可以破解，这?指 SNARK。STARK 可以抵御量?攻击。

它需要的安全性假设更?。

OP-Rollup

简介

优化 Rollup 出现于 2019 年 7?，由 John Adler 在以太坊基?会研究论坛上提出想法。?前使? Optimistic-Rollup 的有 Optimism, Fuel Labs, Arbitrum 想法较为简单，这?OP-Rollup?共有两种链下??，聚合者 (Aggregator) 和验证者 (Validator)。在 Layer2 发?的交易被聚合者打包，并?成?个 Merkle 树的头，和智能合约。在聚合者质押?笔资? 后，聚合者可以将打包的交易上传?主链。验证者审查该打包，可以提出质疑，并给出欺诈证明 (fraud proof)。

欺诈证明：验证者可以审查资?状态和总和，对?于??的本地状态，若发现有?正常更新，则验证 者可以提出质疑并更改从该区块到之后的所有区块 (区块在从 rollup 上传?主链后会有 1-2 周的质疑时 间，若此时间内??质疑则该区块完结)。提出质疑的验证者可以得到聚合者质押的资?。

OP-Rollup 使?博弈论和验证游戏来确保数据验证，它们的运作假设是每个?都遵守道德规范，但如 果有恶意?发布交易，则区块回退，因此命名为 Optimistic Rollups。

特点

? 交易周期：相对于 ZK-Rollup??，OP-Rollup 需要 1-2 周时间完结区块。交易速度不慢，但交易状态完结需要较?周期。

? 应?性：?前??两种 Rollup 均?持 EVM。ZK-Rollup 最近也?持 EVM，使得 OP-Rollup 失去了原本优势的其中之?。

? 交易速度与交易费：现实交易速度 500 笔/每秒，相对于 ZK-Rollup 的 2000 笔/每秒存在劣势。

? 数据记录：所有交易数据均记录在主链，?需信任第三?，但也加重了交易费。

? 安全假设：OP-Rollup 假设?多数验证者是诚实的。

另?份对?表格?下图：

总结

总结??，Rollup 想法并不难掌握，该想法侧重于打包链下交易并设法放?主链。打包的交易发?并执?于链下，从?加快交易速度。链上存储的数据减少?只需要 Merkle 树的头或者?个证明，从?节省费?。对???，笔者更看好 ZK-Rollup 在?期的前景，OP-Rollup 原本最?的优势在于其应?性及?户体验良好。这两点优势在 ZK-Rollup 已经应?EVM 及?前?速发展中已经逐渐消失。?ZK-Rollup 的安全性 更强，理论交易速度更快，存储数据更少从?更加节省费?。只有?点?前存疑，就是 ZK-Rollup 的计算性过?，可能还是会导致费?上的劣势。另?点疑问将在下篇?章中给出，当然也可能是笔者对于 SNARK 应?于实践的过程了解不甚所导致。

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编译者/作者：区块律动BlockBeat

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