IMI:為什么說第二代Optimistic Rollup是Layer2的未來？_PTI

原文：《ForesightVentures:第二代OptimisticRollup》撰文：msfew@ForesightVentures

最近zkEVMRollup以及整個ZK生態的熱度確實非常高(DevconBogota基本是ZK+MEV+其他),以至于大多數以太坊研究者或多或少忽視了OptimisticRollup的發展,以及在第二代中這些有趣的設計細節。

為什么還需要看OptimisticRollup?

a)OP還是ZK？

盡管Vitalik早在幾年前就認定了zkEVMRollup是未來,同時各家zkEVM(Scroll,zkSync,Hermez,Consensys)也如雨后春筍一般冒出來,但OptimisticRollup仍是目前Rollup生態的絕對主力,擁有80%Layer2的市場占有率以及前十Layer2方案的半壁江山。

zkEVMRollup的終局性擴容方案的存在，會讓OptimisticRollup完全被淘汰嗎？

OptimisticRollup和zkEVMRollup并非水火不容的存在,而是在長期內(甚至永久性的時間內)會是互補的方案。

NFT借貸協議Blend新增支持Kanpai Pandas和Redacted Remilio Babies兩個NFT系列，貸款總額突破4萬枚ETH:金色財經報道，據NFT聚合交易市場Blur在社交媒體宣布，旗下NFT借貸協議Blend將在本周新增支持Kanpai Pandas和Redacted Remilio Babies兩個NFT系列。另據Dune Analytics最新數據顯示， Blend協議貸款總額已突破4萬枚 ETH，本文撰寫時達到40,131 ETH，貸款交易總量為12,534筆，獨立借款人和貸款人均超過1000個。[2023/5/23 15:19:47]

對于App-rollup來說,Optimistic機制在開發與部署上仍然是最簡潔易用的方案。

b)OP和ZK未成熟

OptimisticRollup的開發進度領先zkEVMRollup兩年左右。但我們OptimisticRollup的標桿Arbitrum與Optimism都沒有在主網完全上線開放的正式版FraudProof。

據Vitalik所說,以太坊基金會PSE的zkEVM電路有34469行代碼。這龐大的代碼量需要非常漫長的開發和持續的測試來進行打磨。我們在幾年內都無法完全依賴ZK系統所帶來的安全性。

c)OP+ZK

早在半年以前，Optimism的Kelvin就開始在推特上頻繁地討論Optimism結合zkVM的可行性。

馬斯克：Twitter計劃創建一個比傳統銀行業更高效的金融系統:金色財經報道，Elon Musk表示，Twitter計劃創建一個比傳統銀行業更高效的金融系統。(Watcher.Guru)[2023/5/17 15:07:25]

他說Optimism的Bedrock不會只是OptimisticRollup的客戶端,而是Rollup客戶端。為了完全保證Rollup的整體安全性,客戶端(或許和Arbitrum最近的收購有關系?)與證明的多樣性(ValidityProof與FraudProof)才是Rollup真正的未來。

Vitalik則完善了Kelvin的方案,認為可以通過(OP+ZK)+Governance的2+1組合來實現可靠的Rollup。

在zkEVM完全穩定和成熟前,工作流程如下:

發布區塊

等待24小時

a)如果期間沒有欺詐挑戰,發布ZKP,完全Finalize區塊。b)如果有挑戰,則引入Governance通過2of3的模型來裁定最終結果。

在zkEVM穩定與成熟后:

發布區塊

Bitech Technologies Corporation宣布啟動了ASIC生產計劃:金色財經報道，綠色能源技術提供商Bitech Technologies Corporation宣布已完成FPGA（現場可編程門陣列）?Intellisys-8芯片的設計，目前正在進行現場測試。與此同時，該公司通過在越南的合作伙伴關系為其Intellisys-8啟動了ASIC生產計劃，這是一種用于比特幣礦機的5納米ASIC芯片。[2022/11/2 12:10:28]

定期發布ZKP。

a)如果ZKP在指定期間正常發布,則依其為準。b)如果ZKP并未在期間正常發布(Proverfailure或有bug),則先引入Optimistic機制,直到ZK機制恢復。

這兩種方案都需要Optimistic機制的存在,從而保證整個Rollup系統的liveness和safety。

因此Optimistic機制的發展仍然是Rollup宇宙版圖中的重頭戲。

1.第二代OptimisticRollup

第二代OptimisticRollup一詞源于ArbitrumNitro的白皮書標題。略早與Nitro發布的OptimismBedrock也算是第二代OptimisticRollup。

兩者的整體差異其實不大(如果你讀Arbitrum和Optimism的blog,甚至會覺得是不是一樣的),本質上都是與自己的一個新的majorrelease。第二代與第一代的差別也無外乎是如下優化:

美股三大指數集體低開 區塊鏈概念股走低:8月19日消息，美股三大指數集體低開，道指下跌0.47%，納指跌1.03%，標普500指數跌0.6%。區塊鏈概念股走低，Marathon Digital跌8%，Coinbase跌8%，Micro Strategy跌7%。加密貨幣普遍走軟，比特幣和以太坊均出現大跌。[2022/8/19 12:36:29]

開發者體驗:更強的EVM等效性和兼容性,L1互操作性…

用戶體驗:更高的吞吐量,更低的gas…

但是在設計細節上仍然有取舍的不同,我們可以在這些差異上看到Arbitrum與Optimism在構建下一代OptimisticRollup上的推敲。

第二代OptimisticRollup設計選型對比

Arbitrum與Optimism的開發人員分別對兩者的架構進行了比較和對比,這里我們就僅討論與用戶或應用開發者有關的點:

a)區塊時間

區塊時間設計的選擇主要是兩種:固定時間或者可變時間。可以理解成PoS和PoW的以太坊的區別。

Optimism:固定時間(2秒)

Bybit將提供以穩定幣USDC結算的期權合約:6月27日消息，加密交易所Bybit周一宣布，將提供以穩定幣USDC結算的期權合約。

據稱，這是Bybit首次提供以USDC而非比特幣結算的期權合約，以期在合約期間為用戶提供穩定的價格。（The Block）[2022/6/28 1:34:57]

固定時間可以保證使用區塊(block.number)來作為時間戳的合約的穩定性,比如Sushiswap的Masterchef合約。這些合約不用時間戳可能是考慮到礦工對時間戳有控制權(算是Selfishmining或者MEV？)。

第一代的Optimism采用了可變時間+1tx/block的設計,因此由于時間計算的問題,Stargate的獎勵發放就出現了一些問題。

對于1tx/block的老設計,Optimism認為由于區塊頭的存在,存儲鏈的開銷太大了,除此之外狀態根也需要頻繁更新,成本過高。

Arbitrum:可變時間

可變時間設計主要是為了減小tx確認的延遲。目前一秒最多可以創建4個區塊,如果沒有tx則跳過,因此是可變時間。

對于以block。number進行計時的合約,Arbitrum上block。number會直接返回以太坊的區塊編號,因此不會有穩定性和適配上的問題。除此之外Arbitrum也提供了相應的預編譯來提供L2的區塊編號。

b)Geth的定位

Geth是以太坊的執行客戶端,占據了約80%的節點總量。

Optimism:作為獨立引擎

將Geth作為獨立執行引擎,而非庫處理。好處就是可以完全重用之前的基礎設施,同時可以無縫切換到其他執行客戶端。

Arbitrum:作為庫

由于Arbitrum有更多的L2特定狀態,例如L1和L2的gas定價,以及retryableticket,因此將Geth作為庫處理,使用hooks進行調用。

c)L1-L2消息inclusion延遲

Optimism:~2分鐘

Bedrock的延遲是幾個L1塊的長度,最壞的情況是延遲十分鐘。

Bedrock的架構更像一個L1,極端情況下可以通過reorg自己來應對L1的reorg。

超過10分鐘沒被L2包含的tx就直接被判定為無效了。

Arbitrum:10分鐘

Nitro延遲十分鐘處理,如果超過十分鐘,可以通過L1調用來強制包含tx。

Nitro的目標是為了用戶體驗,讓L2永遠不需要reorg。

兩者都是在不同角度對用戶體驗進行了取舍。

d)L1-L2消息重試機制

消息重試機制主要就是為了解決L1-L2跨鏈過程中,L1確認了,L2失敗的問題。

Optimism:合約中實現

開發者可以參考L1OptimismPortal的實現,或者在合約內定義自己的重試機制。

Arbitrum:節點中實現

重試機制在ArbOS節點中實現。

e)L2費用算法

L2的gas計算基本上就是L2executiongas+L1calldatacost。

Optimism:重用EIP-1559

好處就是錢包和其他基礎設施可以無縫接入。

Optimism對L2gas的計算基本上是將L2executiongas的成本壓到了最低(99%都是calldatacost)。

Arbitrum:使用定制系統

由于之前提到的可變區塊時間設計,因此gas定價更加復雜,所以沒有采用EIP-1559。

f)L1費用算法

Optimism:

L1gas水平到L2的傳輸幾乎是即時的。目前Sequencer的收益基本完全來源于L1gas費用的乘數,EIP-4844后,它們的收入會來自MEV。

未來會通過L1-L2的消息傳遞來傳輸這部分數據,從而保證安全性(成為協議一部分,且可被挑戰)。

Arbitrum:

Arbitrum的L1費用算法通過L1gas的平均值來收取費用,且通過自己的控制系統來從實際支付的費用中來獲取反饋,從而保證L1gas收取和支出的穩定。

整體策略中也包括,為了避免Sequencer過度收費,因此在gas價格低時才發布batch。

除此之外,兩者也探討了很多具體架構和技術細節上的區別,但內容過于domain-specific且與用戶和應用開發者無關,因此大家可以自行觀看。

3.Rollup的未來依然是Optimistic的

最近zkEVMRollup以及整個ZK生態的熱度確實非常高(DevconBogota基本是ZK+MEV+其他),以至于大多數以太坊研究者或多或少忽視了OptimisticRollup的發展,以及在第二代中這些有趣的設計細節。

Optimistic作為Rollup的領頭部隊,正在L2UX和DX上進行試驗性的開拓和開創性的創新。它們所做的可以為zkEVMRollup鋪好地基。

在未來兩到三年,甚至更長的時間內,zkEVMRollup完全可用之前,Rollup的主導地位仍會是由Optimistic占據,且80%的新Rollup(App-rollup)則會采用更為成熟和可用的Optimistic機制。

即使是在長期zkEVMRollup成熟后,為了Rollup的整體liveness和safety,Optimistic依舊會是整個系統中的重要基石。

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