輕松理解Rollup：詳解ZK Rollups、Optimistic和Arbitrum的區別-ODAILY_ROLL

原文作者：Future小哥哥

01什么是Rollup

Rollup顧名思義，為歸納，整理的意思。

在以太坊網絡中，由于ETH網絡帶寬的原因，Gas費用常常在網絡交易較多擁堵時，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，和節假日旅游景區吃飯排隊時間增加與價格提高；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，由于以太坊網絡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復制，發送到以太坊之外連接的Layer2協議進行計算。然后，將結果信息壓縮打包整理，整裝待發，重新發回到在鏈上網絡。

報告：美國的加密貨幣交易商能夠輕松繞過海外衍生品平臺的封鎖:《華爾街日報》周五援引數據公司Inca Digital的研究報告稱，美國的加密貨幣交易商正在繞過那些旨在阻止他們使用FTX和Binance等離岸交易所的措施。總部設在美國的交易者能夠使用旨在掩蓋他們所在國家的虛擬私人網絡，或者他們干脆謊稱自己來自哪里。這項研究是通過掃描推特上關于成功交易等的歡呼雀躍的推文進行的。（coindesk）[2021/7/30 1:25:28]

而壓縮塊中，存有大量的簽名確認信息。原先鏈上每筆交易一個Block里面只能有一個確認Sign簽名，而現在這個塊等于壓縮了很多筆交易簽名的VIP簽名塊。VIP一個過了，等于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，等于100個問題OK了。

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鏈上的部分數據不變，所以，中間的代表人物的靠譜程度，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，這里暫時先快速講解一下，幾位代表，ZKRollups和Optimistic的淺層區別：

02什么是ZKRollups

ZKRollups,ZKSnark或者叫ZeroKnowledgeRollups，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SilvioMicali在密碼學的主要貢獻之一。

ZK的四大特點：

ZeroKnowledge:驗證者無需看到交易平臺有數據

分析 | DASH網絡或能輕松擴展到PayPal目前交易水平的一半以上:據dashforcenews消息，亞利桑那州立大學區塊鏈研究實驗室發表一項新研究表明，DASH網絡能夠輕松地擴展到PayPal目前交易水平的一半以上。據悉，新發表的研究論文標題為“中本網絡的阻斷傳播”，主要通過增加區塊的大小探索將Dash網絡擴展到質量級別的可行性。根據該論文的共同作者Darren Tapp博士的說法，這將增加Dash與主要全球支付網絡競爭的能力，Tapp表示，10MB的區塊可以處理大約120 tx / sec。這只是PayPal平均處理量的一半以上。”[2018/7/10]

Succinct:言簡意賅的，簡練的

Non-Interactive:無需知道驗證者是誰

ArgumentofKnowledge:證明交易的真實性與正確性

華爾街比特幣公牛Tom Lee認為比特幣在2018年將輕松翻倍 甚至將翻三倍:華爾街最大的比特幣公牛之一，Fundstrat Global Advisors聯合創始人兼研究部主管Tom Lee在接受CNBC的采訪中表示，他認為比特幣1028年可以輕松翻倍，甚至翻三倍。他預計到2018年中期，比特幣將漲至兩萬美元。如果成功在上半年漲至兩萬美元，預計到2018年下半年比特幣漲勢將更加明顯。Tom Lee仍然建議投資者買入/持有比特幣。[2018/1/11]

所以ZkRollups的核心方法，即通過嚴謹復雜的驗證算法，Layer2協議中的驗證者來認證不同數據的真實性(ValidityProof)，從而將認證結果打包。以太坊網絡排除多余工作信息后，可以直接將存有大量壓縮簽名信息的數據block吸收進網絡。

任何人都可以參與網絡認證，成為認證者，所以，本質上來說，ZKSnark也是一種PoW共識機制的Layer2協議。

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Layer2被以太坊驗證的速度很快，可以很快把存在Layer2的資產，提幣回Layer1以太坊

比特幣2017年表現再次超越各大傳統資產，2018年將輕松破4萬美元？:就在2017年擊敗所有證券、股票、黃金和資產的價格上漲和利潤率之后，比特幣已經開啟了新的一年。比特幣投資者Mike Novogratz重申他的比特幣目標價格為50000美元，他公開表示他對比特幣市值在2018年底超過1萬億美元很有信心。[2018/1/2]

很適合應用在Payment，銀行，交易平臺等需要快速結算的業務

：由于算法較為復雜，對應用開發有點門檻

但如果未來能基于算法，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

03什么是OptimisticRollupsLayer2

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，

Layer2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，那么該驗證者將被罰款部分Token，并把其作為獎勵給與發現問題的人。

每次數據打包后，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。

OptimisticRollups也具有智能合約功能，可以擁有相應的治理Token,

OpRollups與ZKRollups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里面更傾向于選擇一組值得信賴的認證者，監督整個打包交易的過程。

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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

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Layer2提幣到Layer1的速度較慢，通常需要1周以上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OPToken，Optimism是利用Optimistic方法的Layer2協議之一，而Arbitrum也是利用OptimisticRollups模式開發的Layer2協議。由于Opitmism項目和OptimisticRollup的方法名稱很類似，所以很容易搞混。

04什么是Arbitrum

首先，如前所述，Arbitrum本質上也是一種利用樂觀型OptimisticRollup模式的Layer2協議項目。經常用于與Opitmisim項目進行對比，目前在Layer2層面的TVL屬于眾多協議最高。OP項目在進行認證時，只進行一輪欺詐證明，并且Layer2的交易計算依靠Layer1來執行。

而Arbitrum在驗證時，進行多輪fraudproofs.同時，Aribitrum的交易，并不在Layer1上進行執行，并且有自己的虛擬機，更加兼容ETH網絡。

小結：

本文盡量用輕松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，還可以咨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。最后再整理一下：

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。

ZkRollups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。

OptimisticRollups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OptimiscticRollups方法為基礎開發的項目。

Zksync,ZKxxxxxxx很多ZK，都是以ZKRollups方法為基礎或噱頭，開發的項目。

目前的ZKRollups更適合Payment，等需要快速交易的業務，算法稍復雜；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。

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