第十四期：以太坊重要的扩展方向，Optimistic Rollup和ZK Rollup(下)

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2021年3月6日：币民经济日报第十四期

一：可信设置

如果在ZK Rollup中使用的ZKP需要通用的可信设置，则我们将得出“N分之一”诚实参与者的假设。根据参与者的数量和质量，这可能是可接受的风险，也可能是不可接受的风险。但安全是安全的，这就是为什么我对高效无须信任的SNARKs最新进展感到非常兴奋的原因，尤其是Matter Labs正在进行构建上。

二：密码学

与Groth16相比，最新一代的SNARKs正在使用的是更多经过实践检验的加密原语。Matter Lab的工作基于FRI，因此甚至可以说是具有后量子的安全性。但是，要完全冷静下来，应该应用两种缓解策略：

*与RSA挑战类似，必须以比实际产品版本更低安全参数来部署大量奖金。如果发现了实际攻击，研究者会在产品代码被破坏数年前克服挑战。

*所有状态转换必须仅由ZKR的运营商发送，而ZKR的运营商实质上充当双重验证的保护层。

延迟（达成可验证最终性所需的时间）

*Optimistic Rollup

由于上面安全性部分提到的问题，仅在1-2周欺诈证明的挑战窗口期内Optimistic Rollup才能是安全的。在这段时间过去之前，任何交易都不能认为是最终的，内部Rollup tx和退出都不是最终的。

不幸的是，对于最终用户来说，检查交易是否具有最终性，没有比通过整个上一次挑战期执行所有交易更快的方法了。需要特别注意的是，用户无法单纯依赖博弈理论来保证区块的最终性，因为单个运营商节点中的漏洞或（黑客入侵）仍可能导致还原。

最终性的时间（PoW下）：2周

最终性的时间（PoS下）：1周

*ZK Rollup

当前ZKP计算上很密集。目前，对于1000tx的区块，我们可以在普通服务器硬件上有20分钟证明生成时间。正在进行的GPU证明程序实现（Matter Labs和Coda实施）有望将tx速度提高至少10倍。在不远的将来，专用硬件可能会拥有更高的计算能力。最终，我们期望看到在一分钟内完成区块的最终性。

最终性时间（现在）：20分钟

最终性时间（未来）：1分钟内

Rollup交易内部的快速确认

在这两种类型的Rollup中，通过存入一定的安全保证金（如果交易没有包含进承诺的区块，保证金会被消减），运营商都可以向用户签发即时交易确认。这为最终性提供了经济保证。

这种方法有局限。它对于可互换代币的转移运转良好，但不适合于NFT和通用合约请求。该NFT可能没有市场价值，或者当这些资产的所有者不想在任何情况下立即“出售”它。通用合约请求不适用是因为如果链上的某些之前交易被还原，不容易准确量化货币价值。简单的例子：为接受稳定币预言机价格广播的最终价格，运营商应该质押多少资金合适？

三：快速提取资金

快速退出，类似于快速内部Rollup确认。运营商可以与流动性提供商合作，以将可互换代币即时提取给用户，而无须等待退出交易在Rollup中成为具有最终性的交易。这要求大量的抵押品，这跟最终性达成的时间成正比。假设对Optimistic Rollup来说，不久将来的现实的最终性时间为1周，而ZK Rollup为5分钟，那么，Optimistic Rollup将需要2000倍于ZK Rollup的抵押品才能支持每周相同的提款量。

四：隐私

*Optimistic Rollup

Optimistic Rollup可以支持Layer 2以太坊 （混合器等）上的任何可用的隐私解决方案。既然Optimistic Rollup本身也是Layer 2，在其上实现的任何隐私解决方案将作为Layer 3。这可能导致隐私服务更加分散，并导致较小的匿名集，这使得隐私的实用性非常低（我们甚至可以在zcash上观察到，默认情况下交易不会隐藏）

*ZK Rollup

为了获得真正的隐私，系统必须默认支持它。从技术的角度看，ZK Rollup可以在某种情况下默认轻松支持在协议层面代币转移的隐私交易，也可以区分公共和私人智能合约。

同时，构建完全匿名的zcash风格交易（即不仅隐藏金额，也隐藏交易的参与者），它将要求改变ZK Rollup的存储模型，从基于账户模型变为基于UTXO模型，这会产生很多问题，且不太可能发生。

五：结论

Optimistic Rollup目前处于PoC阶段。（PoC是指概念证明阶段。

从长远和落地角度，更看好ZK Rollup）我们希望很快会实现产品级实施。如果证明它移植现有代码相对容易，那么，项目将逐渐开始采用它并构建新的基础架构：Layer 2支持将在钱包中出现，预言机将开始广播到Optimistic Rollup等。

ZK Rollup在特定应用方面已经更加成熟（例如ERC20代币的转移）

但会逐步向完全通用的智能合约方向发展。最终，移植任何基于EVM和WASM的智能合约到ZK Rollup也是可能的，在当前的技术发展速度下，这可能耗费数年时间即可完成。

对于这两种类型的Rollup，类似的基础设施改变会发生在钱包、预言机以及其他智能合约组件中。这要求大量的工作，随着更多项目对Layer 2 扩展技术感兴趣，这些工作会加速。既然Optimistic Rollup承诺比ZK Rollup更早实现通用化的基于EVM的智能合约，它将极大地推动社区采用Layer 2的动机。

对于用户和dApp，从一个Rollup跳到另外一个Rollup，将会比从ETH最初迁移到Layer 2更容易。桥接会让这一过程更加顺畅。由于这种切换的简易，这种解决方案在UX方面会取得显著优势，从长远看，很可能会成为唯一的赢家。

不管结果如何，这都会是非常重要且让人兴奋的发展。无论如何，最终的赢家都是以太坊社区。

今天就说到这里，我们明天见~！

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编译者/作者：大潘说区块链

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