什么是Rollup？

想象一下，我们回到了初中数学课堂上。「残忍」的初中数学老师给我们每人发了一张卷子，上面列了 100 道数字很大的除法题。我们的任务是解出尽可能多的题。但是，这里面有个陷阱：我们只能将最终的解和每个计算步骤写在一张答题纸上。几分钟后，我们有了一种不祥之感，越想越觉得这个任务荒谬至极。算完几道题之后，这张答题纸就已经满满当当了。

这个噩梦般的故事与 Rollup 有什么关系呢。

在这个故事里，答题纸就是以太坊区块，算术题就是智能合约交易。以太坊目前非常拥堵。每个区块内要包含的交易太多了。更糟糕的是，绝大多数交易都是计算密集型的，例如闪电贷和通过聚合器路由的交易。随着 DeFi 兴起，简单转账和支付已经成了过去时。

这就是问题的关键所在。就像数学老师要求我们将每个计算步骤都写在一张答题纸上那样，以太坊也必须处理并记录每个事务的每一笔计算。

摩根士丹利：比特币下跌并非什么新鲜事:2月1日消息，摩根士丹利：比特币下跌并非什么新鲜事，此轮调整在历史规范的范围内。（新浪财经）[2022/2/1 9:25:07]

直到 Rollup 出现。

Rollup 将计算转移到链下，只将最少的事务数据存储在链上。从这个基本意义上来讲，Rollup 就是以太坊的草稿纸。Rollup 负责所有复杂的数据处理，让每个以太坊区块都能容纳（叠卷）成倍多的智能合约事务。

这个比喻不仅直观呈现了 Rollup 旨在解决的问题（「因计算过载而导致的网络拥堵」），还让我们大概了解了 Rollup 解决方案需要做到什么（「将计算转移到链下」）。但是，Rollup 的实际运作方式、呈现形式以及魅力所在都是我们需要深入研究的。

Rollup 本质上是一条独立的区块链，但是进行了一些修改。和以太坊一样，Rollup 协议也使用「虚拟机」来执行智能合约代码。Rollup 的虚拟机独立于以太坊自己的虚拟机（EVM）运行，但是由以太坊上的智能合约管理。因此，这种联系可以让 Rollup 和以太坊之间进行通信。Rollup 负责执行事务并处理数据，以太坊负责接收并存储结果（译者注：其实以太坊还储存 Rollup 事务的数据，不仅只储存结果）。

韩国“区块链城市”中的大多数公司都不知道什么是区块链:釜山研究所最近的一份报告显示：在韩国釜山的区块链沙盒城市中，有62%的公司显然对这项技术一无所知。

自去年以来，釜山被韩国联邦政府视为区块链开发的“无监管”区域。该市在区块链领域开展了许多项目，包括基于区块链的虚拟电厂的计划，甚至是其自己的市政加密货币的计划。

来自各行各业的100家接受调查的公司中，有91%的人表示他们没有计划采用区块链技术。在对26家与区块链相关的公司的另一项调查中，有23%的人抱怨最近面临的监管障碍。此外，有19%的区块链企业还表示他们对发展感到孤独，指责政府缺乏对区块链采用的支持，而15.4%的企业则担心缺乏技术和人力资源来开发该技术。[2020/9/19]

从技术层面来说，Rollup 链和传统区块链之间的主要区别在于出块方式。

通常来说，区块链由一个分布式参与者网络（「矿工」或「验证者」，具体取决于链的类型）维护。这些参与方通过共识创建区块。简单来说，参与方通过投票决定如何处理一组交易（如何创建下一个区块）。获得多数支持的区块将被永远写到区块链上。

声音 | 赵长鹏：不明白为什么有人不接受加密货币支付:币安创始人赵长鹏刚刚发推表示：对于任何基于互联网(非物理)的业务，我不明白为什么有人不接受加密货币支付。与传统的支付网关相比，（加密货币）集成更容易、更快和更便宜，同时减少文书工作，覆盖更多样化的人口和地理。[2019/2/3]

相比之下，Rollup 链不按多数原则运行。监控 Rollup 状态的一方可以将「断言」发送至以太坊，来说明交易是如何处理的。重要的是，以太坊将决定是否接受这个断言，无论这个断言是否获得了 Rollup 上多数参与方的支持。这通常意味着，在 Rollup 上，实际只有一方负责处理交易和生成区块。（译者注：这一点也不是绝对的）

Rollup 之所以能够如此高效地处理交易，一部分原因就在于它在出块方面的中心化特性。但是，这也提出了一个令人担忧的问题：在缺乏多数决共识的情况下，Rollup 如何确保出块的正确性——如果区块创建者作恶怎么办。

新华网：没有成熟技术，区块链拿什么来颠覆:新华网援引科技日报文章表示，“颠覆”是区块链宣扬者用得最多的一个词。然而，目前的区块链技术水平能否达到安全、可靠、稳定等标准？即便达到了，在可操作性上还应考虑社会学因素。文中指出，“伪装”与“视而不见”的结伴让区块链技术动机不纯；“鼓吹”让区块链哗众取宠；“利益”让区块链可能挣脱“市场规律”。[2018/3/25]

由于密码学货币用户已经习惯了基于共识的区块链，这种中心化会令他们感到困惑。确实，如果这篇文章到此结束，我们可能会误以为 Rollup 只是「由单个参与方复制的数据库」，就像 Avalanche 的联合创始人 Kevin Seqniqi 最近在推特上所言。

实际上，我们很快就会明白，与其说人们对 Rollup 的中心化特性的担忧是错误的，不如说是一种逻辑误导。通常情况下，缺乏强大共识机制的中心化区块链确实容易遭到破坏和恶意操控。但是，就 Rollup 解决方案而言，缺乏去中心化并不会影响它们的安全性和完整性。为了弄清楚背后的原因，我们需要更深入理解 Rollup 的原理。

和菜头：在一个新场子什么韭菜都没有，那你就是那根韭菜:昨晚和菜头公众号发文称，春节前后，朋友圈平均每天都能看到2~3条关于比特币或者区块链的内容。现在，这个数量还在持续增长，而且开始向群里蔓延。关于“韭菜”和菜头文中提及：我去买了本阿尔文德的《区块链：技术驱动金融》来自学。看了三分之一之后，我非常确定一件事情：在这一轮由比特币而起的区块链热潮里，我就是根“韭菜”。在一个新兴的场子里，如何确定自己的地位？去找周围有什么韭菜没有。如果一根韭菜都找不到，那么，你自己就是那根韭菜。[2018/3/1]

回想一下文章开头提到的数学试卷。草稿纸就是我们的救命稻草。只要将计算过程写在草稿纸上，我们就只需在答题纸上写下问题和解。Rollup 就好比是草稿纸，「将智能合约计算转移到链下，只将最少的事务数据存储在链上」。

事实上，后半句话（将事务数据存储在链上）对于 Rollup 的运作方式来说至关重要。就 Rollup 而言，只有计算（数据处理）会被转移到链下。Rollup 所处理的每笔事务的输入数据（即「调用数据」）仍存储在以太坊上。

将事务数据保存在链上为何如此重要？再拿数学试卷的例子来看，我们最后交给老师的答题纸上只有数学题和解。这样一来，即使我们没有将每个计算步骤写上去，老师也可以检查我们的作业情况。同理，永恒链上数据可得性意味着，Rollup 上的任何一个计算都可由以太坊基础层重复执行（译者注：吹毛求疵来说，这话是不对的。以太坊单笔事务可执行的计算量是有上限的）。

简而言之，Rollup 的链上数据可得性引入了内置审查流程。在将事务永久写入账本之前，以太坊可以再次确认 Rollup 上处理的事务的完整性——就像是美国最高法院的司法审查权。

Rollup 的主要优势就是其局限性。Rollup 只能将交易发送至基础层，不能强制基础层接受，因为以太坊可以在必要时推翻任何 Rollup 事务。由于存在审查过程，Rollup 事务不具备真正的终局性。

了解了 Rollup 的局限性后，我们回到上文提出的中心化问题。Rollup 的单方出块机制确实存在做恶的可能性。然而，一旦出现这种情况，以太坊会在完成审查流程后拒绝相关交易，并惩罚出块者。

对于 Optimistic Rollup 和 ZK Rollup 来说，「审查流程」的具体运作方式不同（详情请参见此处）。然而，无论是哪种 Rollup，审查流程远比以太坊自己处理交易（不依赖于 Rollup）高效得多。

总之，Rollup 系统以「制衡」为基础，从而保证以太坊的主权链地位。以太坊的共识是事实的最终仲裁者。请注意，侧链的情况完全不同。侧链不像 Rollup 那样存在审查流程，而是另有一套独立的共识机制来处理交易。侧链可以直接赋予交易终局性，而 Rollup 上的交易要等到以太坊确认后才能获得终局性。因此，侧链需要更多信任假设，因为它们无法从以太坊的去中心化安全性中受益。事实上，我认为侧链更像是兼容 EVM 的 Layer 1，而非 Rollup。

总的来说：Rollup 将计算转移到链下，从而释放更多链上空间。链上数据可得性很重要，因为它使得以太坊可以复核 Rollup 交易的完整性。反之，审查流程可以检查 Rollup 出块，免去对共识机制的需求。

Rollup 最终可以让以太坊鱼和熊掌兼得：在释放成倍多链上空间的同时不破坏网络的去中心化安全性。至少在我看来，这正是我们所期望的优雅的可扩展性方案。

感谢 t11s 和 Hasu 富有见地的评论和建议。

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