如何理解 ZK 和 Optimistic Rollup 的前景和区别?

撰文:Salazar.eth 

编译:深潮 TechFlow

人们说,如果能有一个更新,能将 ETH L1 的 TPS 提高 100 倍,Gas 费减少 100 倍,那我们就不需要 Rollup。

但真的是这样吗?

其实不是的。原因是 L1 的速度越快,Gas 越低,Rollup 的速度就越快。

所以,你会选择 100x L1 还是 10000x Rollup?

ETH 的扩展是以太坊社区中讨论最多的话题之一。因此,寻找扩展解决方案一直是 ETH 生态系统中多个团队的首要任务。

目前,存在三种热门方式来扩展以太坊:第 1 层扩展(ETH 2.0),在第 1 层之上的扩展(第 2 层扩展——状态通道、Plasma 和 Rollup),以及侧链。

以太坊社区对扩展性的担忧导致了以太坊在多个层面的升级开发,这种升级被称为 ETH 2.0。ETH 2.0 的目的旨在使以太坊更具可扩展性、安全性和持久性。

侧链是一个独立的区块,通过双向桥与主链(ETH L1)相连。侧链与主链有不同的共识机制,并且不依赖主链的安全性。因此,这就导致侧链的安全性低于 L2。人们一直都把 Polygon 当作一个侧链,这是错误的。Polygon 是一个提交链,提交链是一个非托管的侧链,它的共识机制依赖于主链(ETH L1)。

L2 是指任何建立在以太坊之上的系统,它继承了 ETH L1 的安全性。它们包括 Plasma、Rollups 和状态通道。

在这篇文章中,我们将专门介绍 Rollups。

Rollups 是一种常见的扩展解决方案,其工作方式是在 L1 之外处理和执行交易,但将交易发布到 L1。这使得 Rollups 提供扩展功能的同时,又能从 L1 中获得安全。

为了实现这一点,Rollups 的交易通常会选择在单独的链上执行,该链可以运行特定于 Rollup 的 EVM。

在下一个步骤中,交易信息被分组,并由一个排序器发布到 ETH L1 上。

上述整个过程包括执行交易,获取数据,对其进行压缩,并将交易'卷起'到主链的形成一个批次。详细地说,在 Rollups 中的一批交易被'汇总'到一个状态根(一个用作见证的小单位),其中包含了足够的信息来验证 L2 上发生的每一个交易。

那么 ETH 又是如何知道发布的数据是有效的呢?

Rollups 在 L1 上部署了一组智能合约,负责处理存款和提款,并验证证明。这个证明是 Optimistic Rollups 和 Zk Rollups 之间的主要区别。

对于 Optimistic Rollups 来说,它向 ETH L1 发布交易,并假定它是正确的。在欺诈用户进行无效交易的情况下,网络必须识别他们,恢复正确的交易,并对欺诈用户进行惩罚。

为了实现这一点,Optimistic Rollups 具有争议解决系统,可以识别无效的交易和不良行为者,并阻止他们参与系统中的进一步欺诈行为。

Optimistic Rollups 为了能重放 L1 执行的交易,并且保证其确切状态与在 Rollups 上执行交易时存在的确切状态相同,就需要创建一个「管理合约」。

Optimistic Rollups 的用例是 Optimism、Arbitrum 和 Cartesi,你可以很轻松的在网络上查找到其确切资料。下面我们来看看 Zk Rollups。

ZkRollups 使用有效性证明(如 Zksnark,ZkStark )来检查交易,并在将其发送到 ETH 链之前检查其合法性。

ETH Zk Rollups 使用复杂的数学计算和密码学来确保交易在 ETH 主链上被 "结算",而不是类似于 Optimistic Rollups 的争议解决系统。尽管它很复杂,但团队花了数年时间试图将复杂的交易信息细化为更简单的证明,以便于验证。

仅在今年,就有 3 个 Zk EVMs 进入了测试网阶段,其中一些已经进入主网,这包括 Scroll,Polygon Hermez,以及 Zksync2.0。

接下来,我们来看看 Optimistic Rollups 和 Zk Rollups 的区别。

Optimistic Rollups:

资金提现缓慢——由于争议解决系统,网络在交易最终完成之前,会给网络用户一些时间来提交他们的欺诈证明。

提款可能会很慢,大多数时候,用户必须等待 7 天才能将资金取回 L1。然而,现在也有项目提供快速流动性退出,来挽救这种情况。

EVM 的兼容性——Optimistic Rollups 仍然需要编写他们自己的 EVM 。大多数情况下,合约可以从 L1 发送到 Optimistic Rollups,而不需要做任何改变。

Zk Rollup:

快速取款——由于没有争议解决程序,因此在 Zk Rollups 中的提款速度很快,并且在交易孵化到 L1 时还提供了有效性证明。

EVM 兼容性——由于 Zk 技术所涉及的复杂性和密码学,大多数 Zk Rollups 并不兼容 EVM,例如 Starkware。

与 EVM 兼容的 Zk Rollups 的是 ZkEVM。ZkEVM 允许开发者将 ETH 主链上的 Solidity 合约移植到 Rollup 上,而不需要改变底层代码。

无论是 Zk 还是 Optimistic 还是侧链,都是一场旨在完善 ETH L1 主网的竞赛,其目的都是为了更好地提高 ETH 的可扩展性和完善区块链。