MIS:Optimistic Rollup 的兩難困境：資金效率與安全性難全_TIM

三句話講完

我們認為，流動性提供者會更喜歡ZKR-Uniswap，而非OR-Uniswap，因為前者的資本效率更高。

若想提高OR的資本效率，需要縮短其挑戰期，從而降低對Layer1發動“欺詐+審查”攻擊的成本。

從根本上來說，這是OR在資本效率和安全性之間的兩難困境：提高資本效率一定會降低安全性。

背景

近幾個月來，以太坊上的gas價格上漲引起了人們對可擴展性解決方案，尤其是Layer2可擴展性方案，的興趣。這類方案大致可分為兩類：有效性證明vs.欺詐證明。我們之前在這篇文章和這篇文章中比較過這兩類方案。

有效性證明類方案包括ZK-Rollups和Validium。以太坊主網上已經部署了類似的系統，包括我們自己的StarkEx。

Optimism上線 “超級鏈”Superchain頁面：過去2年已為用戶節省26.9億美元鏈上費用:金色財經報道，Optimism在社交媒體宣布上線以太坊L2 Base“超級鏈”Superchain頁面，Optimism表示過去兩年已累計為用戶節省了26.9億美元的費用、15.8年的交易確認等待時間，Superchain建立在OverPowered（OP）Stack上，尋求將原本孤立的L2集成到一個可互操作和可組合的系統中，是一個水平可擴展的鏈網絡，共享安全性、通信層和開源開發堆棧。此外，Coinbase將加入OP Labs，為Optimism Collective使命做出貢獻。[2023/2/24 12:26:45]

欺詐證明類方案包括OptimisticRollups。其中一些方案即將在公共測試網上線。OR是最新一代欺詐證明設計，其前輩是閃電網絡和Plasma。對于那些深受以太坊擁堵之苦的去中心化應用開發者來說，OR是很有吸引力的，因為這類方案能夠保持Solidity代碼不變，并將去中心化應用遷移至成本較低且具有可擴展性的OR上。

Optimism總鎖倉量為38.4億美元，近7日下跌7.48%:金色財經消息，據L2BEAT數據顯示，截至目前，以太坊Layer2上總鎖倉量為38.4億美元，近7日下跌13.77%。其中鎖倉量最高的為擴容方案Arbitrum，約19.6億美元，占比51.02%。其次是dYdX，鎖倉量7.15億美元，占比18.62%。Optimism占據第三，鎖倉量6.9億美元，占比17.98%，近7日下跌7.48%。[2022/6/21 4:42:38]

OR背后的基本概念：只將交易數據發送到主鏈上。計算和狀態存儲不再發生在主鏈上，而是轉移Rollup上，由Rollup上的區塊生產者和驗證者來執行計算工作。該方案假設至少有一位用戶會及時發現欺詐并向主鏈報告，從而確保系統的完整性。當一個OP區塊的挑戰期結束以后，該塊也就被公認具有終局性了。

以太坊二層擴容網絡Boba Network主網啟動Layer-2 Optimistic Rollup:9月20日消息，以太坊二層擴容網絡Boba Network宣布主網啟動其Layer-2 Optimistic Rollup，該協議于9月20日在Messari Mainnet發布。Boba希望以此降低gas費用，提高吞吐量，并拓展DeFi和NFT功能。（Forkast）[2021/9/20 23:39:06]

分析

接下來，我們將從流動性提供者和用戶的角度來分析OR。

假設有一個與Uniswap一樣大的應用可以輕而易舉地通過移植現有的Solidity代碼來無縫遷移到OR上。讓我們從流動性提供者和用戶的角度來分析OR。

流動性提供者

Optimism：發現了L2上降低Gas費用的新技術，將在下次升級中推出:9月8日消息，以太坊擴容方案Optimism在推特上表示，發現了L2上降低Gas費用的新技術，將在下次升級中推出。此外，Optimism還表示在新技術推出之前至少會發布一個文檔來解釋其原理并開放該技術以供研究，希望該技術也可以用于其他L2協議。[2021/9/8 23:09:32]

如上文所述，OR會定義一個挑戰期，以便發現并報告欺詐行為。取款的等待時間必須長于DTD，否則該系統很容易就會因為失竊而失去償債能力。

出于安全的考慮，延長DTD會比較好，從而提高下述這種攻擊的成本：

OR驗證者發現欺詐，并將fraud_detected交易發送至內存池。這時，OR驗證者已經履行了職責：發現并“報告”了欺詐。但是，只有將fraud_detected交易上鏈，這個告狀才是有效的。

Rollup跨鏈橋HopProtocol推出跨鏈橋Hoptimism:Rollup跨鏈橋HopProtocol推出連接以太坊擴容解決方案Optimism和以太坊以及其他擴展解決方案的跨鏈橋Hoptimism，可以在幾分鐘內將資產轉入和轉出Optimism。[2021/8/26 22:38:08]

假設在DTD期間，攻擊者租用足夠多的算力來挖礦，將包含fraud_detected交易的區塊替換掉。此舉可視為對fraud_detected交易的無聲攻擊。為什么說它是無聲的？因為從無辜旁觀者的角度來看，整個網絡似乎平安無事。如果沒能將包含欺詐證明的交易上鏈，當然不會發生交易回滾。

為了證明我們的觀點：資本效率和安全性之間存在權衡關系，我們接下來會說明其由來和影響。假設DTD有一周的時間；一些人認為時間過短帶來的風險太高）。根據我們的分析，無論DTD是1天還是兩周，都只是安全性和資本效率之間的權衡曲線上兩個不同的點而已。根據DTD時長的不同，攻擊者需要承擔的成本也在100至1000萬美元之間。攻擊者承擔的成本并不直接取決于其所追求的利益，如果OR持有數十億美元的資產，那么攻擊成本高達數百萬美元也不能阻止他們。

由于流動性提供者的行為，機會成本對去中心化應用的影響很大。這段時間來，我們已經看到流動性從Uniswap流向SushiSwap，又回到Uniswap上。將OR-Uniswap與ZKR-Uniswap進行對比。流動性提供者現在可以選擇將資金放在OR-Uniswap上鎖定一周時間，或放在ZKR-Uniswap上鎖定30分鐘。ZKR-Uniswap有一個基本優勢。從長期來看，代幣經濟或其它激勵機制難以打敗這種優勢。

經常有人問我們：快速取款能解決這一問題嗎？能夠在OR和ZK-Rollup之間創造公平的競爭環境嗎？

不能。快速取款只會通過縮短取款時間來改善用戶體驗，不會提高資本效率：必須在Layer1智能合約中鎖定足夠多的資金來支持整個DTD期間的取款。

另外，快速取款只能用于同質化資產，遇上非同質化資產就沒有用。即使對于同質化資產來說，需求量越大，機會成本越高。事實上，當很多人都想交易供不應求的同質化資產時，機會成本非常高：不妨想象一下，整個DeFi領域的用戶都想交易YFI時，提前鎖定足夠支付一周取款額度的YFI需要多少成本。在這樣收益率暴漲的時候，如果要你鎖定YFI，你希望獲得多少回報？

有些人可能會說，流動性提供者不足為慮，因為整個DeFi領域會集中到同一個OR上，降低用戶的取款頻率和交易成本。

請注意，這一假設的前提是，沒有任何去中心化應用運行在OR以外的地方，包括Layer1和ZK-Rollup等。

我們認為，即使在這一場景下，隨著OR的吞吐量增加，安全性也會下降。為什么？讓我們從用戶的角度來思考。

用戶

信任：Alice可能會相信OR，或者更具體來說，至少有一方會驗證OR的當前狀態。這就意味著，從Alice的角度來說，OR在本質上是一個可信系統。可信系統以驚人的規模運作，通常是高價值企業的基礎。這些企業在努力不辜負信任，因為它們的聲譽越來越好。

不信任：Alice可以親自驗證OR的狀態。遺憾的是，驗證OR的成本與OR的吞吐量成正比：例如，如果OR將以太坊的可擴展性提高20倍，驗證成本也會提高20倍。久而久之，只有少數富人才能負擔得起高吞吐量OR的驗證成本。

就今天來看，這種擔憂也不是杞人憂天：目前，驗證以太坊是一種利他行為。一些人認為，當前以太坊的驗證成本之高，已經到了會損害去中心化的地步：受成本的影響，驗證以太坊完整性的網絡參與者在減少。換言之，去中心化程度降低和安全性降低才是真正的問題。

結論

OR面臨兩難困境：它無法達到ZK-Rollup那樣的資本效率，因為這會降低其安全性。這是OR的固有問題，而非設計細節問題。因此，在選擇是運行在OR還是ZK-Rollup上時，任何應用都會更傾向于后者，因為后者會吸引流動性提供者。

感謝DanRobinson對本文初稿的建議。

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