ROLL:Rollup 即服務挑戰與機會：從多鏈到多 Rollup_TROLL幣

原文標題：《DAOrayaki ｜Rollup 即服務（RaaS）的機會：從多鏈到 multi-rollup》

撰文：nanfengpo

編譯：Xinyang

Cosmos 和 Polkadot 采用多鏈結構的擴展方案。他們的區塊鏈 SDK，Tendermint 和 Substrate，被許多項目用于定制自己的區塊鏈。這些區塊鏈使用跨鏈協議，如 Cosmos IBC、Polkadot XCM 和 bridges?來進行互動。然而，這些協議很難保證高安全性，這導致了頻繁的黑客竊取。因此，跨鏈協議沒有帶來預期的效果，區塊鏈之間仍保持相對獨立。

From Cosmos Network - Internet of Blockchains and Getting Started · Polkadot Wiki

后來，出現了一種更安全的擴展技術，稱為 rollup。rollup 將第 2 層的交易壓縮成一個「批次」，上傳到第 1 層，并通過欺詐證明（如 Optimistic-rollup）或有效性證明（如 ZK-rollup）證明第 1 層的狀態轉換的有效性。由于數據的可用性和狀態的有效性在第 1 層得到驗證，rollup 獲得了與第 1 層相同的安全水平，確保資產可以在第 1 層和第 2 層之間安全轉移。

以太坊賬戶抽象提案EIP-4337新增簽名聚合，可為rollups降低數據成本:10月3日消息，據以太坊創始人V神（Vitalik Buterin）近日發布的推文，其于2021年9月聯合發起的以太坊賬戶抽象提案EIP-4337近期發布了新版本，添加了包括BLS簽名算法的簽名聚合。簽名聚合功能能夠讓構建者和批次提交者也能聚合簽名（例如BLS、SNARKs），大大減少了鏈上的數據。

V神表示，ERC-4337為賬戶抽象提供了真正有價值和必要的東西，可為使用智能合約錢包的用戶操作提供“去中心化費用市場”。我們正在慢慢精準實現賬戶抽象的實際路徑，本次發布新增的簽名聚合功能可以為rollups降低數據成本，這也將成為采納ERC-4337的動力之一。

據悉，賬戶抽象（Account Abstraction）是通過省略以太坊賬戶體系中不必要細節，來減少復雜性并提高有效性有效地（消除了對EOA的需求和對智能合約錢包的特殊處理）。[2022/10/3 18:38:21]

到目前為止，許多 rollup 項目，如 Arbitrum、Optimism、ZkSync 和 StarkNet 都已經在使用。除了這些通用的 rollup，還出現了一些特定應用的 rollup，包括基于 StarkEx rollup SDK?的 dYdX（訂單簿 DEX）和 DeversiFi（AMM DEX）等。雖然 rollup 技術還沒有完全發展起來，掌握這種技術的團隊也不多，但市場上對這種技術的需求仍然很強烈。

RareLink聯合創始人：ZK-Rollups短期依然不是Layer1的救星:金色財經報道，3月17日舉辦的“New Paradigm”系列活動第一期《Web3.0的下一代基礎設施是什么？》主題分享中，RareLink聯合創始人Kai-Tai Chang分享到，ZK-Rollups是一種在鏈下運行計算并通過有效性證明將它們提交到鏈上的縮放形式，ZK-Rollups可能是唯一能夠使加密技術擴展到數十億用戶的解決方案，它提供了唯一的隱私保障機構可能需要參與公共、可互操作的區塊鏈，以便充分保護專有客戶數據。一些早期采用者可能會快速推動生態系統的發展，但我們不能指望他們的成功會快速引來ZK-Rollups的熱潮，它們不完全兼容EVM，需要一定的修改及調整才能完成在Layer1和其他Layer2之間的來回跳轉。盡管Optimistic和ZK-Rollups之間的可編程性差距正在不斷縮小，但今天我們仍需要在簡單性，兼容性和結算速度中權衡。[2022/3/17 14:02:58]

通用型和特定應用型 rollup 來自 https://l2beat.com/

rollup 提供了一個獨立的執行環境，具有高 TPS、低 Gas 和從第 1 層訪問所有資產的能力，這有助于區塊鏈上的應用從 DeFi 擴展到更普遍的領域，如游戲和社交網絡。我們預計 rollup 將逐漸成為一種提供給 Web3 應用程序的服務，即 Rollup as a Service（Raas）。一些項目現在正朝著這個方向發展。以太坊 以 rollup 為中心的路線圖 和 StarkNet 的 Layer 3 架構都展示了特定應用的 multi-rollup 未來。

zkSync官方錢包整合Orbiter Finance跨rollup橋:2月15日消息，以太坊 Layer2 擴展方案 zkSync 宣布其官方的 zkSync v1 錢包已經整合 Orbiter Finance 的去中心化跨 rollup 橋，用戶可以從以太坊主網、Polygon 和 Arbitrum 上以較低低成本轉入資產。[2022/2/15 9:52:51]

StarkNet 的架構描述，采用了 特定應用的 multiple rollup 作為 Layer 3，來源 Medium

rollup 在提供 RaaS 方面仍然面臨以下挑戰。

首先，讓我們來談一談 rollup SDK。人們可以在 SDK 的基礎上快速部署一些配置和啟動 rollup。為避免重新發明車輪，開源的 rollup 是 SDK 開發的更好選擇。對于 Optimistic-rollup，Arbitrum 和 Optimism 都是開源的。從 L2beat 那里，我們可以看到 Metis 和 Boba 都是在 Optimism 的代碼基礎上開發的。相比之下，ZK-rollup 的開源程度不高。ZkSync 發布了 v1 版的完整代碼，但 v2 版只有合約代碼（嵌入了 zkEVM）。StarkEx 只發布了合約代碼，并通過一個封閉的源代碼向第三方提供其他模塊。StartNet 只提供 Cairo 的代碼。

V神提出跨Rollup擴展方案以實現L2項目相互通信:3月3日消息，近日V神于社區論壇提出了一種針對特定類型的跨Rollup擴展的解決方案，以連接第二層擴展項目。根據該方案，雖然目前有許多項目已經部署了第二層Rollup方案，但問題在于各種二層項目不能直接在L2上實現相互通信。V神提議使用Rollup在兩個支持智能合約的協議之間進行傳輸。假設一個rollup可以處理簡單的事務，而另一個則具有完全的智能合約支持特性。為確保未來交易的安全，智能合約將被編程為接受“備忘錄”，其中包括任何人向它發送的額外數據。事務將創建一個連接層，在所有這些隔離的合約中保存存款，允許rollup A通過該層發送到rollup B。針對該方案，Alon Muroch表示該方案就像銀行之間的交易清算一樣。將資產批量分配到單獨的“賬戶”中可能會有限制，但兩端都設置一個大池，并按比例分攤費用可以是一種解決方案。（Cointelegraph）[2021/3/3 18:10:05]

盡管 Optimistic-rollup 系統擁有更成熟的代碼庫和對 EVM 更好的支持，但欺詐證明的固有特性使它們在最終性和安全性方面遠遠落后于 ZK-rollup 系統。ZK-rollup 第 2 層的交易在第 1 層被證明后立即完成，而 Optimistic-rollup 第 2 層的交易由于有挑戰期，需要幾天時間才能完成。另一方面，Optimistic-rollup 需要更多的安全假設：至少 1-out-of-N 誠實操作者來保證欺詐證明提交，有一個抗審查的第 1 層來保證欺詐證明接受。

金色相對論 | Jay：Rollup + 以太坊2.0 分片可以把ETH TPS 達到10萬筆/秒:11月27日消息，在今日舉行的金色相對論中，針對“從以太坊的發展過程來看，選擇pow作為1.0階段有一定的歷史因素，但隨著現在的技術發展，例如rollup以及layer2解決方案的增加，您認為以太坊還需要以太坊2.0嗎？”的問題，Loopring COO Jay表示，首先L2 方案還在很早期，zkRollup, OVM, Plasma, State channel 都是并行存在著的。目前看來Rollup 技術比較收社區推崇也是最主流的方案。但Rollup 里面也分zk 和optimism 2 大方向。未來到底是一個Rollup 獨大還是多個平行進行都還很難說。特別是在各個rollup之前還不能打通的情況下。所以在不能說服社區都用一個rollup方案或同意的情況下，2.0 需要不斷的進行下去。另外Rollup + 2.0 分片可以ETH TPS 達到10萬筆/秒。完全是一個互補的方案，而不是排斥的。只有到達這個量級才是目前生活中可以取代中心化系統的量級，所以我們更應該不斷推動。[2020/11/27 22:20:23]

總而言之，我們現在就可以在現有的開源代碼基礎上快速建立一個 Optimistic-rollup SDK，但從長遠來看，ZK-rollup SDK 似乎更有吸引力。當然，除了代碼庫的問題，ZKVM 的設計，即 ZKP 可驗證的智能合約，也是迫切需要的。目前，各種 ZKVM 解決方案正在開發中。每個解決方案的方法仍然不統一。

一圖比較 ZKVM，來源：Ye Zhang’s talk「An overview of zkEVM 」

如前所述，分批交易需要以 rollup 方式發送到第 1 層，因此 rollup 的 TPS 受限于第 1 層的存儲空間，也就是數據可用性（DA）問題。以太坊已經提出了一系列的第 1 層存儲擴展解決方案，包括 EIP-4488、Proto-Danksharding 和完整的 Danksharding（目前正在尋求提案）。除了第 1 層的擴展，許多項目如 Celestia 和 Polygon Avail 也在嘗試擴大第 2 層的存儲容量。然而，這些解決方案的安全性和易用性仍需進一步研究。

EIP-4488 和 Proto-danksharding 將如何增加區塊大小，來源：Vitalik’s 「Proto-Danksharding FAQ 」

在 ZK-rollup 方面，TPS 還受到 ZKP 計算速度的限制。Paradigm 和 6block 在 GPU、FPGA 和 ASIC 上有不同的硬件選擇來加速計算。此外，6block 比較了幾種 ZKP 分布式計算的軟件架構，包括礦池、證明聚合和 DIZK。ZPrize ，一個即將到來的競賽，也激勵開發者找到有價值的解決方案來加速 ZKP 計算。

確保 rollup 服務的高可用性是另一個關鍵問題。目前市場上的 rollup 服務幾乎都是中心化的，也就是說，只有特定的運營商可以向第 1 層提交批次和證明。這是一個脆弱的設計，因為 SPOF（單點故障）將很容易導致服務不可用。由于軟件錯誤和硬件故障，Arbitrum 已經多次遭受了數小時的停機。許多項目都在致力于去中心化 rollup 以避免 SPOF，包括 zkSync、StarkNet、Polygon Hermes、PoVP 和 taikocha.in。

RaaS 正在考慮應用一個好的經濟模式。目前，服務提供商的利潤主要來自于第 1 層和第 2 層之間的交易費差距，即從第 2 層收取費用作為收入，向第 1 層支付費用作為成本。Optimism 已經發行了治理代幣，但收入仍不足以維持開支。

rollup 和它們的費用，來自 https://l2fees.info/

現有的大多數 rollup 是建立在區塊鏈上的第三方服務，所以它們的主要收入僅僅來自于交易費。然而，我們可以跳出這種思維模式，將 rollup 視為區塊鏈提供的原生服務。就像 Cosmos 和 Polkadot 的設計一樣，整個系統包含一個區塊鏈和附著在區塊鏈上的多個 rollup，形成一個具有無限可擴展性的去中心化網絡。通過這種方式，網絡可以用相同的原生代幣獎勵第 1 層區塊鏈驗證者和第 2 層 rollup 運營商。這個想法類似于 Polynya 提出的 shrined rollup，值得進一步研究。

與 Cosmos 和 Polkadot 的跨鏈協議一樣，當一個區塊鏈上部署了多個 rollup 時，cross-rollup 協議是必要的。用戶也可以從第 1 層提取他們的資產，并將其存入另一個 rollup，但這個過程需要在第 1 層支付額外的費用和更多的操作步驟。一些第三方 cross-rollup 橋利用流動性池來幫助用戶在 rollup 之間即時轉移，但這些橋和跨鏈橋一樣容易被竊取。

Vitalik 在《終局》中描述的一個未來區塊鏈架構，當中有 multiple rollup 和 cross-rollup 橋

理想情況下，區塊鏈應該提供一個原生的 cross-rollup 橋，由其驗證者維護以保證安全。此外，這樣的橋最好支持從一個 rollup 到另一個 rollup 的同步消息調用，也就是說，一個 rollup 上的用戶可以直接調用另一個 rollup 上的合約。這將最大限度地提高 multi-rollup 架構中的用戶體驗。這里的底層技術很復雜，但我們期待著它的出現。

這篇文章描述了 RaaS，即為 DApps 提供 rollup 服務。顯然，區塊鏈將迎來 Web3 的 multi-rollup 未來。任何人都可以通過 SDK 快速啟動他們的 rollup，并以高性能和低成本在 rollup 上運行應用程序。在討論了 RaaS 可能面臨的所有挑戰后，我們最終提出了原生 rollup 的想法，這將有助于區塊鏈用其原生代幣獎勵 rollup 驗證者，并提供一個由其驗證者維護的 cross-rollup 橋。我們計劃進一步仔細研究，并在未來的文章中詳盡闡述。

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