詳解以太坊擴容方案：OP vs ZK Rollup_ROL

OptimisticRollup和ZKRollup作為以太坊擴容的“紅白玫瑰”一直被市場比較，大家各執一詞，你更愛哪個？

1.?Rollup的誕生

擴容，是以太坊社區和基金會由來已久的心頭病。在Web3勢不可擋的大環境下，以太坊在過去幾年間的受歡迎程度與日俱增，并最終成為了數千個dApp的宿主，龐大的交易量因速度限制而導致交易速度越來越慢，汽油費也越來越高，隨著不同公鏈的問世，用戶也開始逐漸流失。

除了以太坊在用的分片式技術來擴容外，它還可以將大部分交易移到第二層(L2)Rollup上，L2Rollup指許多與以太坊主網平行運行但同時繼承以太坊本身的可用性和完整性的第三方擴容方案，它允許交易在一個并行單獨的區塊鏈上執行。Rollup的擴容原理是將數百個已處理的交易匯總成一個批次并在與以太坊主網平行的L2鏈上按批次執行交易，最終完成的交易再按批次一次性發布到底層區塊鏈，以此來提升交易速度，降低交易汽油費。

Beosin：BASE鏈上LeetSwap中axlUSD/WETH池子遭遇價格操控攻擊分析:金色財經報道，Beosin EagleEye安全風險監控、預警與阻斷平臺監測顯示，BASE鏈上LeetSwap中axlUSD/WETH遭遇價格操控攻擊，損失金額約62萬美元。經Beosin分析攻擊的主要原因是：攻擊主要利用了pair合約中的_transferFeesSupportingTaxTokens函數，它允許任意人使用函數讓pair合約中的axlUSD轉移，導致代幣價格上升，攻擊者可以賣出代幣進行獲利。[2023/8/1 16:11:02]

在不同的Rollup方案中，OptimisticRollup和零知識證明Rollup都取得了不同程度的成果，他們執行原理差不多，主要區別在于交易驗證過程。

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▲Layer2協議利用底層區塊鏈網絡和最終賬本的安全性，為加密資產提供更快、更便宜、更高效的應用方式

2.?什么是OptimisticRollup？

與字面意思一樣，Optimistic擴容方案是基于“樂觀”機制的，采用的是欺詐證明，即系統樂觀的相信交易數據的正確性，數據不經過有效驗證，但會直接進入一個等待期，等待期里如果有任何節點提出異議并佐證惡意交易，則交易取消；若無異議，等待期結束，交易自動完成并寫入區塊。這種“欺詐證明”方案不需要在每筆交易中部署驗證，大大節省了網絡計算資源跟成本，同時也保證了及時的最終確定性。

CryptoPunk #6940以215ETH的價格成交:金色財經報道，數據顯示，CryptoPunk #6940以215ETH的價格成交。[2023/4/9 13:52:22]

OptimisticRollup最突出的兩個方案是Arbitrum和Optimism，目前Arbitrum排名第一，Optimism排名第二。事實上Optimism是第一個發明與EVM兼容的OptimisticRollup協議的公司，但是由于它的主網啟動延遲使得Arbitrum獲得了后發優勢。這兩個方案在結構上差不多，關鍵區別在于他們的防欺詐邏輯，以及未來處理兼容性問題的方式上也略有差異。

Optimism采用的是單輪非交互式欺詐證明

L2驗證人將壓縮后的數據同步到L1，同時質押保證金，如果有人對該Rollup區塊的交易數據存在爭議，則需發起挑戰且同樣質押保證金。然后Rollup協議將在L1鏈上重新計算該區塊中所有交易來判定對錯。錯誤方的保證金將被罰沒，正確方將獲得獎勵。

聯合廣場風投：啟動“2022 USV分析師計劃”，專注Web3等領域:9月13日消息，據聯合廣場風投（Union Square Ventures）官方網站，該風投已啟動“2022 USV 分析師計劃”，將專注Web3、軟件和氣候三大領域，目前已開放申請，每個分析師將主要支持1-2個合作伙伴。目前聯合廣場風投旗下管理3支基金，一個核心基金專注于投資于種子輪和A輪階段的軟件和 Web3創企、一個機會基金投資于現有投資組合、以及一個氣候基金。[2022/9/13 13:25:43]

這個方案的優點在于只需進行一輪交互，它在設計上要簡單得多，并消除了有關各方之間協調的需要，使欺詐證明瞬間完成，所需時間更短。

缺點是：雖然相對與以太坊主鏈的成本要少很多，但是相對與交互式最終的單一性計算，其鏈上計算的成本要更高，甚至如果需要重新計算的交易過多，可能還會受到L1區塊大小的限制。

數據：5小時前有80000枚ETH從Coinbase中轉出:金色財經消息，Tokenview數據顯示，5小時前有80,000枚ETH從Coinbase轉移到地址0xeb…d4cf。[2022/9/5 13:09:30]

Arbitrum：采用多輪交互型欺詐性證明

L2的驗證人將壓縮后的數據同步到L1，同時質押保證金，如果有人對該Rollup區塊的交易數據存在爭議，則需發起挑戰且同樣質押保證金。驗證人和挑戰者在鏈下通過二分法的方式不斷拆分存在爭議的步驟，直至將爭議范圍縮減到一個具體的步驟，再到L1鏈上對該步驟進行判定，以此高效解決爭議。

這種方式的優點：因為只驗證單步，不面臨這種限制gaslimit限制，并且能以較低的成本在鏈上解決爭議。采用多輪交互型設計也使Arbitrum可以更容易支持復雜的智能合約，在復雜的以太坊生態應用中互操作性更高。

多輪交互型設計的相對缺點：由于增加了交互次數，對應的爭議窗口設計相較于單輪交互型設計也更長更復雜，并且交互式欺詐證明需要多方合作來剖析挑戰，需要更長的時間來解決。

3.?什么是ZKRollup?

零知識證明是一種證明方法，通過這種方法，一方可以在不透露任何實際信息的情況下，向另一方證明它知道一個秘密或一個聲明是真實的。這個概念在1980年被麻省理工學院的研究人員引入，人們一直認為ZKPs過于復雜，幽默地稱其為“月亮數學”。

ZKRollup即通過零知識有效性證明的擴容方案。ZKRollup分批處理鏈下交易，并生成加密有效性證明來驗證每批交易的真實性。有效性證明將批量交易添加到L1區塊鏈。當交易批次被提交時，該證明可以被L1合約快速驗證，無效的批次可以被直接拒絕。

此外，ZK擴容方案的證明策略有很多，像SNARK、STARK、PLONK和DARK，它們都有包括數據足跡、證明時間、驗證時間、串通風險等方面各自安全強度和風險。

目前涉足ZKRollup的方案有很多，這邊先簡要列舉兩個。

Hermez

Hermez有兩個版本：1.0是一個支付平臺，目前正在運行；2.0目前還在開發中，將利用ZK-SNARK證明開發零知識以太坊虛擬機，這是一個以透明的方式執行以太坊交易虛擬機，包括具有零知識證明驗證的智能合約。因為Hermez2.0開創性的舉措，去年8月被在去年8月被Polygon以2.5億美元收購，并將其品牌統一的為PolygonHermez。

Starkware

Starkware通過ZK-STARK零知識證明協議來保護區塊鏈隱私數據，在無需耗費大量算力和專門部署安裝軟件的前提下驗證隱私信息，而且還能把數據壓縮的更小，提高了效率、透明度和安全性。

4.?OPvsZK:你更愛哪個？

市場上對這兩個類型的方案各執一詞，就以上內容再簡要概括下他們的優劣勢。

OP優勢：成本更低，開發門檻更低，互操作性更好，可自動執行智能合約；吞吐量更高；擴展性更強。

OP劣勢：有約為一周的挑戰等待期；驗證安全性通過押金和等待期來保證，而不是算法，惡意串通操作風險更高。

ZK優勢：沒有挑戰期等待期，時間更快；安全性更高；提供更強的隱私保護。

ZK劣勢：技術復雜程度高，開發成本高；需要更大的算力，使用成本更高；無法直接執行智能合約。

在短期內，OptimisticRollup在成本以及技術上的門檻更低，開發者快速上手，因此更貼合現狀，更容易解決現階段問題；ZK?Rollup的開發門檻更高，更適用于對安全隱私有極度追求的領域。長期來看，隨著ZK相關技術的不斷發展，ZKRollup的局限可能會被打破，可以釋放出強大的應用潛力。

總之，OptimisticRollup和ZKRollup走的是兩條不同的市場路徑，契合著不同的市場需求，康莊大道和光明未來可以同時屬于他們。

來源：金色財經

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