輕鬆理解Rollup:ZK Rollups與Optimistic,Arbitrum的區別
BlockBeats 律動財經 2023-02-13 15:30
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01 什麼是 Rollup
Rollup 顧名思義,為歸納,整理的意思。
在以太坊網路中,由於 ETH 網路帶寬的原因,Gas 費用常常在網路交易較多擁堵時,會有較大幅度的提升。使得交易一次的成本很高,有時甚至達到幾十,幾百美金一筆,而且速度很慢。
這就類似我們工作日吃飯,和節假日旅遊景區吃飯排隊時間增加與價格提高(平時一個麵包 5 塊,遊園高峰期賣你 50);或者通過高速路口收費站平日與假期的區別一樣。
以太坊每一筆交易都包含了數據,而每一個數據都會消耗 gas,由於以太坊網路設置了每個區塊數據量的上限,以及 TPS 上限。所以,我們如何將以太坊的容納度與速度,TPS 提升,而又不用將所有內容數據轉移到 offchain 呢?Rollup 就應聲而出
而 Rollup 的作用,就是將以太坊需要計算的內容 Copy 複製,發送到以太坊之外連接的 Layer2 協議進行計算。然後,將結果資訊壓縮打包整理,整裝待發,重新發回到在鏈上網路。
而壓縮塊中,存有大量的簽名確認資訊。原先鏈上每筆交易一個 Block 裡面只能有一個確認 Sign 簽名,而現在這個塊等於壓縮了很多筆交易簽名的 VIP 簽名塊。VIP 一個過了,等於 100 個過了。這就間接將 ETH 的 TPS 大幅提升。
這就類似每個人都有 1 個問題,但挨個參會陳述費時費力。就通過推選的,被信任的代表,來匯總審核大家的問題,集中處理,從而大幅提高了效率。1 個代表問題解答完了,等於 100 個問題 OK 了。
鏈上的部分數據不變,所以,中間的代表人物(Rollup Layer 2 協議)的靠譜程度,也決定了以太坊的安全性,Rollup 的模式不同也就產生了不同的風格與優劣。
所以,這裡暫時先快速講解一下,幾位代表,ZK Rollups 和 Optimistic 的淺層區別:
02 什麼是 ZK Rollups
ZK Rollups, ZKSnark 或者叫 Zero Knowledge Rollups,顧名思義,通過零知識證明驗證來進行 Rollups 環節。零知識證明,也是區塊鏈公鏈項目 Algorand 的創始人 Silvio Micali 在密碼學的主要貢獻之一。
ZK 的四大特點(注意是 ZK 不是 JK):
Zero Knowledge: 驗證者無需看到交易平台有數據
Succinct: 言簡意賅的,簡練的
Non-Interactive: 無需知道驗證者是誰
Argument of Knowledge: 證明交易的真實性與正確性
所以 Zk Rollups 的核心方法,即通過嚴謹複雜的驗證算法,Layer 2 協議中的驗證者(ZkSnarker/ Validator)來認證不同數據的真實性 (Validity Proof),從而將認證結果打包。以太坊網路排除多餘工作資訊後,可以直接將存有大量壓縮簽名資訊的數據 block 吸收進網路。
任何人都可以參與網路認證,成為認證者,所以,本質上來說,ZKSnark 也是一種 PoW 共識機制的 Layer 2 協議。
【優點】:
很適合應用在 Payment,銀行,交易平台等需要快速結算的業務
【缺點】:由於算法較為複雜,對應用開發有點門檻
但如果未來能基於算法,開發出對 Dapp 更友好的模式,ZK 還是最具有長期擴容價值的方法
03 什麼是 Optimistic Rollups Layer2
Optimistic 的方法如其名字的意思:樂觀的,開始認為所有發送的交易都是值得信賴認證過的,
Layer 2 驗證者需要先質押 Token 作為保證金,如果驗證過程中,別人發現了有問題的打包,那麼該驗證者(Sequencer)將被罰款部分 Token,並把其作為獎勵給與發現問題的人。
每次數據打包後,會有驗證期,以供其他驗證者檢查是否有問題,是否需要重新退回打包。
Optimistic Rollups 也具有智能合約功能,可以擁有相應的治理 Token,
Op Rollups 與 ZK Rollups 方法本質的區別是,ZK 所有人都可以參與通過 PoW 認證來參與認證,而 OP 裡面更傾向於選擇一組值得信賴的認證者,監督整個打包交易的過程。
【優點】:
1. 適合開發 Dapp,可以幾乎無縫遷移原本在 Layer1 的項目,同時也在開發相應的 OVM 虛擬機
【缺點】:
Layer2 提幣到 Layer1 的速度較慢,通常需要 1 周以上(因為需要給驗證者驗證打包的真實性)但目前正在有優化的補充協議幫助加速此種模式的速度。
有驗證者作惡的風險成本。
我們經常用來談論的 OP Token, Optimism 是利用 Optimistic 方法的 Layer2 協議之一,而 Arbitrum 也是利用 Optimistic Rollups 模式開發的 Layer 2 協議。由於 Opitmism 項目和 Optimistic Rollup 的方法名稱很類似,所以很容易搞混。
04 什麼是 Arbitrum
首先,如前所述,Arbitrum 本質上也是一種利用樂觀型 Optimistic Rollup 模式的 Layer 2 協議項目。經常用於與 Opitmisim 項目進行對比,目前在 Layer2 層面的 TVL 屬於眾多協議最高。OP 項目在進行認證時,只進行一輪欺詐證明,並且 Layer 2 的交易計算依靠 Layer1 來執行。
而 Arbitrum 在驗證時,進行多輪 fraud proofs. 同時,Aribitrum 的交易,並不在 Layer1 上進行執行,並且有自己的虛擬機,更加兼容 ETH 網路。
小結:
本文儘量用輕鬆的例子講解困惑很多周圍朋友的幾個熱點概念,包括作者本人也曾被各種 OP, ZK 系列項目和方法論困擾。經過思考和例子的講解,希望能夠讓大家有個更清晰的概念,技術層面的愛好,還可以諮詢相應協議開發的工程師,為了保留一些腦細胞,本文就不對技術細節進行詳細闡述了。最後再整理一下:
Rollup 指的是一種整理方法,把一堆交易任務送到 Layer2 協議去打工,從而提升以太坊的運行效率。
Zk Rollups 是指一種利用零知識證明的密碼學算法,在無需知道驗證者是誰的情況下,完成外包工作的 Layer2 方法。
Optimistic Rollups 是指利用一堆驗證者,在默認打包是好的情況下,通過獎懲機制,監督發掘是否有 Bug 的 Layer2 方法。
Optimism 和 Arbitrum 都是 Optimisctic Rollups 方法為基礎開發的項目。
Zksync, ZKxxxxxxx 很多 ZK,都是以 ZK Rollups 方法為基礎或噱頭,開發的項目。
目前的 ZK Rollups 更適合 Payment,等需要快速交易的業務,算法稍複雜;而 Optimistic 類方法更適合 Dapp 開發與 Defi 業務,就是提幣時間有點長。
其他 Layer2 協議,Plasma,Metis,還有利用博弈機制和 AI 的 Truebit 等,都在探索以太坊的擴容最優解。
註:本文為科普目的,無投資建議,請理性判斷,文章轉載,請註明作者出處,如果轉載推特,請 @santili1021
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