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Layer2擴容神器Rollup: 從Optimistic到ZK的技術演進
Layer2: Rollup 發展歷程與主流方案
Layer2 是解決以太坊擴展性問題的關鍵方案之一。通過在以太坊主鏈之上構建額外的網絡層,可以處理更多交易,同時保持主鏈的安全性和去中心化特性。
Rollup 作爲目前最主流的 Layer2 擴容方案,通過在鏈下處理交易然後將交易數據"打包"進入主鏈。相比其他鏈下交易方案,Rollup 具有以下特點:
Layer2 是相對獨立的平台,用戶可直接在 Layer2 上交易,但與 Layer1 之間的交互需通過智能合約實現。
所有交易信息都完整記錄在主鏈上,解決了數據可用性問題。
交易在 Layer2 執行,狀態摘要發布到 Layer1 鏈上進行驗證。根據驗證方式的不同,可分爲 Optimistic Rollups 和 ZK Rollups。
Rollup 發展歷程
側鏈是較早的 Layer2 方案,是與主鏈掛鉤的獨立區塊鏈,可在兩鏈間移動資產。
Plasma 是側鏈的演進,構建了樹狀的子鏈網路,可將大計算任務拆分到子鏈處理。但 Plasma 存在數據可用性攻擊、退出延遲等問題。
2019年,John Adler 提出 Optimistic Rollup 方案,解決了 Plasma 的數據可用性問題。同期,Vitalik Buterin 引入零知識證明技術,爲 ZK Rollup 奠定基礎。
2019年 Plonk 算法的提出解決了 zk-SNARK 的可信設置問題,大大推動了 ZK Rollup 的發展。
主流 Rollup 方案
Optimistic Rollups
Optimistic Rollups 假設大部分交易有效,允許在發現欺詐時挑戰和回滾。主要代表有:
Arbitrum:目前 TVL 最高的 Layer2 協議,包含 Arbitrum One、Nova 和 Orbit 三個網路。
Optimism:擁有第二大 TVL,實現 EVM 等效性。OP Stack 工具包支持構建定制 Layer2 網路。
ZK Rollups
ZK Rollups 使用零知識證明確保鏈外交易的有效性,無需挑戰期。主要代表有:
zkSync:首個主網上線的 zkEVM 項目,支持"樂觀"轉帳。
StarkNet:使用 zkSTARK 方案,結合分片技術提高吞吐量。
Polygon zkEVM:字節碼級兼容的 ZK Rollups 實現。
Scroll:支持與以太坊相同的編程語言和智能合約。
總結
Rollups 通過將計算轉移到鏈下來提高區塊鏈吞吐量。短期內 Optimistic Rollups 在通用 EVM 計算中可能佔優,而 ZK Rollups 適合特定場景。長期來看,隨着技術進步,ZK Rollups 有望成爲以太坊擴容的最終方案。