為什么說第二代Optimistic Rollup是Layer2的未來？_IMI

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。

數字出版與元宇宙產業發展研討會在京召開:金色財經報道，2月23日，第十二屆數字出版博覽會“數字出版與元宇宙產業發展”研討會在北京人衛酒店召開。當天下午舉行的圓桌論壇圍繞“元宇宙生態下的新型融合出版”“元宇宙產業中的新技術和成果應用”等內容展開，多位專家、學者共同參與研討。（中國新聞出版廣電報）[2023/2/23 12:25:48]

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。

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。

Doodles NFT交易總額突破20萬枚ETH，過去7天漲幅達268.87%:金色財經報道，據 NFTgo.io 數據顯示，Doodles NFT 交易總額已突破 20 萬枚 ETH，截至目前為 20.5 萬枚 ETH，當前該系列地板價為 6.6 ETH。此外，或受 Doodles 2 發布影響，Doodles NFT 過去 7 天交易額達到 4620 ETH，漲幅為 268.87%。[2023/1/28 11:34:02]

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

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。

Conor：SBF或能接觸到他的錢包的人很可能在多個區塊鏈上轉移了數千萬美元的先前未報告的交易:金色財經報道，Coinbase員工Conor在社交媒體上稱，SBF（或能接觸到他的錢包的人）很可能在Avalanche、BSC、Arbitrum和Polygon區塊鏈上轉移了數千萬美元的先前未報告的交易。最近在1月2日和1月3日也有活動，我發現一個有3000多萬美元的接收錢包，此外，我瀏覽了鏈接到SBF的每個地址并檢查了其他區塊鏈。ETH的私鑰在其他EVM鏈上工作，我總共發現了12個以前未被媒體報道的錢包。這些錢包將大約14.4萬美元的資產轉移到了各個地方，包括幣安。

在Arbitrum上收到資金的錢包尤其有趣，它之前在11月13日，即FTX宣布破產后的2天，獲得了1266 ETH的種子，它在其他鏈（BSC、FTM等）上也有幾千萬的資金。[2023/1/6 10:24:38]

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。

HUMBL終止收購加密礦企Bitstream Mining背后公司Agora Digital Holdings:9月17日消息，Web3商務平臺HUMBL已終止收購加密礦企Bitstream Mining背后公司Agora Digital Holdings。HUMBL曾于2022年8月11日宣布將收購Agora Digital Holdings, Inc.，作為收購對價，該公司所有者將獲得價值約6000萬美元的HUMBL優先股，但現在由于各種交割條件約束，雙方未能就一些關鍵條款達成一致，最終相互同意終止收購交易協議。（globenewswire）[2022/9/17 7:02:49]

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:

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。

a16z：加密仍處于早期階段，相當于互聯網的1995年:5月17日消息，a16z發布2022年加密貨幣概括報告。該報告指出，加密貨幣正處于第四個價格創新（price-innovation）周期之中，加密貨幣的價格可能會不穩定，但對于創業者來說，Web3仍然比Web2好。

2021年，Web3為創作者帶來的人均收益達到174,000美元，遠超Web2平臺（例如Spotify：636美元/藝術家，YouTube：2.47美元/頻道。）

DeFi也提升了金融的包容性。以太坊仍在Web3上占據主導地位，但競爭對手正在增多，包括Solana、Polygon、BNBChain、Avalanche和Fantom等區塊鏈的開發人員正在尋求復制以太坊的成功。

該報告總結部分表示，加密仍處于早期階段，a16z估計目前以太坊擁有700萬到5000萬的活躍用戶，相當于互聯網的1995年。[2022/5/17 3:22:41]

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)

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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