Rollup 即服务挑战与机会：从多链到多 Rollup

原文标题：《DAOrayaki ｜Rollup 即服务（RaaS）的机会：从多链到 multi-rollup》

撰文：nanfengpo

编译：Xinyang

Cosmos 和 Polkadot 采用多链结构的扩展方案。他们的区块链 SDK，Tendermint 和 Substrate，被许多项目用于定制自己的区块链。这些区块链使用跨链协议，如 Cosmos IBC、Polkadot XCM 和 bridges?来进行互动。然而，这些协议很难保证高安全性，这导致了频繁的黑客窃取。因此，跨链协议没有带来预期的效果，区块链之间仍保持相对独立。

From Cosmos Network - Internet of Blockchains and Getting Started · Polkadot Wiki

后来，出现了一种更安全的扩展技术，称为 rollup。rollup 将第 2 层的交易压缩成一个「批次」，上传到第 1 层，并通过欺诈证明（如 Optimistic-rollup）或有效性证明（如 ZK-rollup）证明第 1 层的状态转换的有效性。由于数据的可用性和状态的有效性在第 1 层得到验证，rollup 获得了与第 1 层相同的安全水平，确保资产可以在第 1 层和第 2 层之间安全转移。

BNB Chain将于2023年上半年探索zkBNB、Optimistic Rollup等拓展解决方案:2月16日消息，据 BNB Chain 2023 年路线图内容显示，BNBChain 将于 2023 年上半年通过启动 ZkBNB 以及 Optimistic Rollup 主网来探索多样化的网络扩展解决方案，为不同的业务案例提供更多选择。ZkBNB 以及 Optimistic Rollup 主网都将继续使用 BNB 作为 Gas Token，Optimistic Rollup 主网的网络吞吐量大约在 5000-10000Tps/s，Gas 将比 BSC 更少。[2023/2/16 12:10:54]

到目前为止，许多 rollup 项目，如 Arbitrum、Optimism、ZkSync 和 StarkNet 都已经在使用。除了这些通用的 rollup，还出现了一些特定应用的 rollup，包括基于 StarkEx rollup SDK?的 dYdX（订单簿 DEX）和 DeversiFi（AMM DEX）等。虽然 rollup 技术还没有完全发展起来，掌握这种技术的团队也不多，但市场上对这种技术的需求仍然很强烈。

以太坊扩容项目Scroll将于1月9日执行Pre-Alpha网络重置:1月3日消息，以太坊扩容项目Scroll表示将于1月9日执行Pre-Alpha网络重置，提高Pre-Alpha测试网吞吐量。网络重置完成后，Scroll建议用户重置并从钱包中删除所有Scroll网络，然后再重新添加。[2023/1/3 22:22:55]

通用型和特定应用型 rollup 来自 https://l2beat.com/

rollup 提供了一个独立的执行环境，具有高 TPS、低 Gas 和从第 1 层访问所有资产的能力，这有助于区块链上的应用从 DeFi 扩展到更普遍的领域，如游戏和社交网络。我们预计 rollup 将逐渐成为一种提供给 Web3 应用程序的服务，即 Rollup as a Service（Raas）。一些项目现在正朝着这个方向发展。以太坊 以 rollup 为中心的路线图 和 StarkNet 的 Layer 3 架构都展示了特定应用的 multi-rollup 未来。

StarkNet 的架构描述，采用了 特定应用的 multiple rollup 作为 Layer 3，来源 Medium

Akin Group合伙人：Caroline Ellison和Gary Wang将成为SBF案件的“游戏规则改变者”:金色财经报道，Akin Group 合伙人Ian McGinley表示，由于已认罪，Alameda Research 前首席执行官 Caroline Ellison和 FTX 联合创始人 Gary Wang将为成为“Sam Bankman-Fried 案件的游戏规则改变者”， 虽然结果仍有待观察，因为“当有两名合作的证人时，就很难在陪审团面前翻案，SBF的律师几乎不可能说服陪审团不相信两名证人，这在很大程度上改变了游戏规则。”[2022/12/28 22:11:38]

rollup 在提供 RaaS 方面仍然面临以下挑战。

首先，让我们来谈一谈 rollup SDK。人们可以在 SDK 的基础上快速部署一些配置和启动 rollup。为避免重新发明车轮，开源的 rollup 是 SDK 开发的更好选择。对于 Optimistic-rollup，Arbitrum 和 Optimism 都是开源的。从 L2beat 那里，我们可以看到 Metis 和 Boba 都是在 Optimism 的代码基础上开发的。相比之下，ZK-rollup 的开源程度不高。ZkSync 发布了 v1 版的完整代码，但 v2 版只有合约代码（嵌入了 zkEVM）。StarkEx 只发布了合约代码，并通过一个封闭的源代码向第三方提供其他模块。StartNet 只提供 Cairo 的代码。

跨链路由协议Multichain集成Scroll的Pre-Alpha测试网:11月30日消息，跨链路由协议Multichain宣布已成功集成以太坊扩容项目Scroll的Pre-Alpha测试网，其测试网已支持USDC及USDT在Scroll L2与以太坊网络之间的资产跨链。

据悉，包括Lens、Covalent、Empiric、Blockwallet、Ledger、Safe、Orbitor等数十个项目已承诺部署至Scroll测试网。团队预计将有100余个项目部署在无许可测试网上部署。Scroll曾于今年4月份完成由Polychain Capital领投的3000万美元A轮融资。[2022/11/30 21:12:38]

尽管 Optimistic-rollup 系统拥有更成熟的代码库和对 EVM 更好的支持，但欺诈证明的固有特性使它们在最终性和安全性方面远远落后于 ZK-rollup 系统。ZK-rollup 第 2 层的交易在第 1 层被证明后立即完成，而 Optimistic-rollup 第 2 层的交易由于有挑战期，需要几天时间才能完成。另一方面，Optimistic-rollup 需要更多的安全假设：至少 1-out-of-N 诚实操作者来保证欺诈证明提交，有一个抗审查的第 1 层来保证欺诈证明接受。

以太坊扩容方案Arbitrum Rollup推出钱包应用可于测试网转移ETH:11月20日，以太坊扩容方案Arbitrum Rollup的开发团队Offchain Labs发推宣布推出Arbitrum Burner钱包，利用该钱包可以更简单地在Arbitrum Rollup测试网上进行ETH或代币转移。[2020/11/20 21:26:47]

总而言之，我们现在就可以在现有的开源代码基础上快速建立一个 Optimistic-rollup SDK，但从长远来看，ZK-rollup SDK 似乎更有吸引力。当然，除了代码库的问题，ZKVM 的设计，即 ZKP 可验证的智能合约，也是迫切需要的。目前，各种 ZKVM 解决方案正在开发中。每个解决方案的方法仍然不统一。

一图比较 ZKVM，来源：Ye Zhang’s talk「An overview of zkEVM 」

如前所述，分批交易需要以 rollup 方式发送到第 1 层，因此 rollup 的 TPS 受限于第 1 层的存储空间，也就是数据可用性（DA）问题。以太坊已经提出了一系列的第 1 层存储扩展解决方案，包括 EIP-4488、Proto-Danksharding 和完整的 Danksharding（目前正在寻求提案）。除了第 1 层的扩展，许多项目如 Celestia 和 Polygon Avail 也在尝试扩大第 2 层的存储容量。然而，这些解决方案的安全性和易用性仍需进一步研究。

EIP-4488 和 Proto-danksharding 将如何增加区块大小，来源：Vitalik’s 「Proto-Danksharding FAQ 」

在 ZK-rollup 方面，TPS 还受到 ZKP 计算速度的限制。Paradigm 和 6block 在 GPU、FPGA 和 ASIC 上有不同的硬件选择来加速计算。此外，6block 比较了几种 ZKP 分布式计算的软件架构，包括矿池、证明聚合和 DIZK。ZPrize ，一个即将到来的竞赛，也激励开发者找到有价值的解决方案来加速 ZKP 计算。

确保 rollup 服务的高可用性是另一个关键问题。目前市场上的 rollup 服务几乎都是中心化的，也就是说，只有特定的运营商可以向第 1 层提交批次和证明。这是一个脆弱的设计，因为 SPOF（单点故障）将很容易导致服务不可用。由于软件错误和硬件故障，Arbitrum 已经多次遭受了数小时的停机。许多项目都在致力于去中心化 rollup 以避免 SPOF，包括 zkSync、StarkNet、Polygon Hermes、PoVP 和 taikocha.in。

RaaS 正在考虑应用一个好的经济模式。目前，服务提供商的利润主要来自于第 1 层和第 2 层之间的交易费差距，即从第 2 层收取费用作为收入，向第 1 层支付费用作为成本。Optimism 已经发行了治理代币，但收入仍不足以维持开支。

rollup 和它们的费用，来自 https://l2fees.info/

现有的大多数 rollup 是建立在区块链上的第三方服务，所以它们的主要收入仅仅来自于交易费。然而，我们可以跳出这种思维模式，将 rollup 视为区块链提供的原生服务。就像 Cosmos 和 Polkadot 的设计一样，整个系统包含一个区块链和附着在区块链上的多个 rollup，形成一个具有无限可扩展性的去中心化网络。通过这种方式，网络可以用相同的原生代币奖励第 1 层区块链验证者和第 2 层 rollup 运营商。这个想法类似于 Polynya 提出的 shrined rollup，值得进一步研究。

与 Cosmos 和 Polkadot 的跨链协议一样，当一个区块链上部署了多个 rollup 时，cross-rollup 协议是必要的。用户也可以从第 1 层提取他们的资产，并将其存入另一个 rollup，但这个过程需要在第 1 层支付额外的费用和更多的操作步骤。一些第三方 cross-rollup 桥利用流动性池来帮助用户在 rollup 之间即时转移，但这些桥和跨链桥一样容易被窃取。

Vitalik 在《终局》中描述的一个未来区块链架构，当中有 multiple rollup 和 cross-rollup 桥

理想情况下，区块链应该提供一个原生的 cross-rollup 桥，由其验证者维护以保证安全。此外，这样的桥最好支持从一个 rollup 到另一个 rollup 的同步消息调用，也就是说，一个 rollup 上的用户可以直接调用另一个 rollup 上的合约。这将最大限度地提高 multi-rollup 架构中的用户体验。这里的底层技术很复杂，但我们期待着它的出现。

这篇文章描述了 RaaS，即为 DApps 提供 rollup 服务。显然，区块链将迎来 Web3 的 multi-rollup 未来。任何人都可以通过 SDK 快速启动他们的 rollup，并以高性能和低成本在 rollup 上运行应用程序。在讨论了 RaaS 可能面临的所有挑战后，我们最终提出了原生 rollup 的想法，这将有助于区块链用其原生代币奖励 rollup 验证者，并提供一个由其验证者维护的 cross-rollup 桥。我们计划进一步仔细研究，并在未来的文章中详尽阐述。

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