Rollup 即服务挑战与机会：从多链到多 Rollup

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。

原文标题：《DAOrayaki｜Rollup即服务的机会：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CosmosIBC、PolkadotXCM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。

FromCosmosNetwork-InternetofBlockchainsandGettingStarted·PolkadotWiki

Layer2解决方案Scroll现已集成OKX Web3钱包:6月20日消息，据Scroll官方，Scroll现已集成OKX Web3钱包，用户可连接OKX Web3钱包在Scroll Alpha测试网体验跨链交易等。此外，OKX Web3钱包的插件端也已支持Scroll Alpha测试网，用户可以通过自定义网络接入Scroll Alpha测试网进行转账等。Scroll是一个EVM等效的zkRollup以太坊扩容方案Scroll，其Alpha测试网已经在Goerli上线。[2023/6/20 21:50:02]

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，并通过欺诈证明或有效性证明证明第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。

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StarkExrollupSDK?的dYdX和DeversiFi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。

Celestia宣布旗下模块化rollup框架产品Rollkit已独立运营:金色财经报道，据Celestia官方博客介绍，Celestia旗下模块化rollup框架产品Rollkit（曾称作Rollmint）已独立运营，成为由社区主导的公共项目。据介绍，Rollkit提供了一个模块化节点，用于在数据可用性层之上运行rollup。同时它公开了一个兼容ABCI的客户端接口，可以用作任何兼容ABCI的区块链应用程序的Tendermint的替代品。

通过使用Rollkit的模块化框架，开发者可以定制rollup并插入任意数据可用性和执行层。目前，在Celestia的Mocha测试网上可使用Rollkit构建。[2023/2/22 12:21:14]

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RollupasaService。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Layer3架构都展示了特定应用的multi-rollup未来。

以太坊ZK Rollup扩容方案Hermez上线USDT:Hermez Network上线USDT稳定币。通过在Hermez上推出USDT，以太坊上的Gas费压力有望减轻。此前消息，以太坊ZK Rollup扩容方案Hermez Network正式上线。这意味着Hermez的主网已经启动，用户现在可以以更低的Gas成本转账。（Cointelegraph）[2021/4/19 20:36:52]

StarkNet的架构描述，采用了特定应用的multiplerollup作为Layer3，来源Medium

建立RaaS的挑战

rollup在提供RaaS方面仍然面临以下挑战。

工程方面

首先，让我们来谈一谈rollupSDK。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。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。

以太坊扩容方案Arbitrum Rollup测试网完成更新:区块链初创公司OffchainLabs宣布在以太坊Kovan测试网上对其以太坊扩容方案Arbitrum Rollup测试网进行了重大更新，可在新升级的Arbitrum软件堆栈上运行，并对此进行了开源，可供任何人使用。[2020/10/15]

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。

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-rollupSDK，但从长远来看，ZK-rollupSDK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。

V神：使用zk rollups可以最有效的减少gas费用:V神在推特表示，在ETH和ERC20 代币转帐中使用zk rollups可以最有效的减少gas费用。[2020/8/4]

一图比较ZKVM，来源：YeZhang’stalk「AnoverviewofzkEVM」

性能方面

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。除了第1层的扩展，许多项目如Celestia和PolygonAvail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-DankshardingFAQ」

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、PolygonHermes、PoVP和taikocha.in。

经济模式

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shrinedrollup，值得进一步研究。

功能方面

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multiplerollup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。

结语

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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