一文科普 Rollup

本文发表于 2021年 6 月 1 日。1

介绍

咱们先来打个比方。

想象一下，咱们回到了初中数学课堂上。“残暴” 的初中数学老师给咱们每人发了一张卷子，上面列了 100 道数字很大的除法题。咱们的使命是解出尽可能多的题。可是，这儿面有个陷阱：咱们只能将终究的解和每个核算进程写在一张答题纸上。几分钟后，咱们有了一种不祥之感，越想越觉得这个使命荒唐至极。算完几道题之后，这张答题纸就现已满满当当了。

这个噩梦般的故事与 Rollup 有什么关系？

在这个故事里，答题纸便是以太坊区块，算术题便是智能合约买卖。以太坊现在十分拥堵。每个区块内要包含的买卖太多了。更糟糕的是，绝大大都买卖都是核算密集型的，例如闪电贷和经过聚合器路由的买卖。随着 DeFi 兴起，简单转账和付出现已成了过去时。

这便是问题的关键所在。就像数学老师要求咱们将每个核算进程都写在一张答题纸上那样，以太坊也有必要处理并记载每个业务的每一笔核算。

直到 Rollup 出现。

Rollup 将核算转移到链下，只将最少的业务数据存储在链上。从这个根本意义上来讲，Rollup 便是以太坊的草稿纸。Rollup 担任一切复杂的数据处理，让每个以太坊区块都能包容（叠卷）成倍多的智能合约业务。

这个比喻不只直观出现了 Rollup 旨在处理的问题（“因核算过载而导致的网络拥堵”），还让咱们大概了解了 Rollup 处理计划需求做到什么（“将核算转移到链下”）。可是，Rollup 的实践运作方法、出现形式以及魅力所在都是咱们需求深化研究的。

什么是 Rollup？

Rollup 本质上是一条独立的区块链，可是进行了一些修正。和以太坊相同，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）运转，可是由以太坊上的智能合约管理。因而，这种联络能够让 Rollup 和以太坊之间进行通讯。Rollup 担任执行业务并处理数据，以太坊担任接收并存储成果（译者注：其实以太坊还贮存 Rollup 业务的数据，不只只贮存成果）。2

从技术层面来说，Rollup 链和传统区块链之间的首要区别在于出块方法。

一般来说，区块链由一个分布式参加者网络（“矿工” 或 “验证者”，具体取决于链的类型）维护。这些参加方经过一致创建区块。简单来说，参加方经过投票决议怎么处理一组买卖（怎么创建下一个区块）。取得大都支撑的区块将被永远写到区块链上。

相比之下，Rollup 链不按大都准则运转。监控 Rollup 状况的一方能够将 “断言” 发送至以太坊，来阐明买卖是怎么处理的。重要的是，以太坊将决议是否承受这个断言，无论这个断言是否取得了 Rollup 上大都参加方的支撑。3这一般意味着，在 Rollup 上，实践只要一方担任处理买卖和生成区块。4（译者注：这一点也不是肯定的）

等等…… Rollup 是中心化的？

Rollup 之所以能够如此高效地处理买卖，一部分原因就在于它在出块方面的中心化特性。可是，这也提出了一个令人担忧的问题：在缺少大都决一致的状况下，Rollup 怎么确保出块的正确性 —— 假如区块创建者作恶怎么办？

由于密码学货币用户现已习惯了根据一致的区块链，这种中心化会令他们感到困惑。的确，假如这篇文章到此结束，咱们可能会误以为 Rollup 只是 “由单个参加方复制的数据库”，就像 Avalanche 的联合创始人Kevin Seqniqi 最近在推特上所言。

实践上，咱们很快就会了解，与其说人们对 Rollup 的中心化特性的担忧是过错的，不如说是一种逻辑误导。一般状况下，缺少强大一致机制的中心化区块链的确容易遭到损坏和恶意控制。可是，就 Rollup 处理计划而言，缺少去中心化并不会影响它们的安全性和完整性。5为了弄清楚背后的原因，咱们需求更深化了解 Rollup 的原理。

数据可得性的重要性

回想一下文章开头提到的数学试卷。草稿纸便是咱们的救命稻草。只需将核算进程写在草稿纸上，咱们就只需在答题纸上写下问题和解。Rollup 就好比是草稿纸，“将智能合约核算转移到链下，只将最少的业务数据存储在链上”。

事实上，后半句话（将业务数据存储在链上）关于 Rollup 的运作方法来说至关重要。就 Rollup 而言，只要核算（数据处理）会被转移到链下。Rollup 所处理的每笔业务的输入数据（即 “调用数据”）仍存储在以太坊上。

将业务数据保存在链上为何如此重要？再拿数学试卷的比如来看，咱们最后交给老师的答题纸上只要数学题和解。这样一来，即便咱们没有将每个核算进程写上去，老师也能够检查咱们的作业状况。同理，永久链上数据可得性意味着，Rollup 上的任何一个核算都可由以太坊根底层重复执行（译者注：吹毛求疵来说，这话是不对的。以太坊单笔业务可执行的核算量是有上限的）。

简而言之，Rollup 的链上数据可得性引入了内置检查流程。在将业务永久写入账本之前，以太坊能够再次承认 Rollup 上处理的业务的完整性 —— 就像是美国最高法院的司法检查权。6

局限性优势

Rollup 的首要优势便是其局限性。Rollup 只能将买卖发送至根底层，不能强制根底层承受，由于以太坊能够在必要时推翻任何 Rollup 业务。由于存在检查进程，Rollup 业务不具备真正的终局性。

了解了 Rollup 的局限性后，咱们回到上文提出的中心化问题。Rollup 的单方出块机制的确存在做恶的可能性。但是，一旦出现这种状况，以太坊会在完结检查流程后回绝相关买卖，并惩罚出块者。7

关于 Optimistic Rollup 和 ZK Rollup 来说，“检查流程” 的具体运作方法不同（详情请参见此处）。但是，无论是哪种 Rollup，检查流程远比以太坊自己处理买卖（不依赖于 Rollup）高效得多。

总归，Rollup 体系以 “制衡” 为根底，从而确保以太坊的主权链位置。以太坊的一致是事实的终究仲裁者。请注意，侧链的状况完全不同。侧链不像 Rollup 那样存在检查流程，而是另有一套独立的一致机制来处理买卖。侧链能够直接赋予买卖终局性，而 Rollup 上的买卖要比及以太坊承认后才干取得终局性。因而，侧链需求更多信任假定，由于它们无法从以太坊的去中心化安全性中获益。事实上，我以为侧链更像是兼容 EVM 的 Layer 1 ，而非 Rollup。

定论

总的来说：Rollup 将核算转移到链下，从而开释更多链上空间。链上数据可得性很重要，由于它使得以太坊能够复核 Rollup 买卖的完整性。反之，检查流程能够检查 Rollup 出块，免去对一致机制的需求。

Rollup 终究能够让以太坊鱼和熊掌兼得：在开释成倍多链上空间的同时不损坏网络的去中心化安全性。至少在我看来，这正是咱们所期望的高雅的可扩展性计划。

感谢 t11s 和 Hasu 富有见地的评论和主张。

脚注

注：我最近开始在 Deribit Insights 上连载关于 Rollup 的系列文章。其中，Part 1 探究了 ZK Rollup 和 Optimistic Rollup 之间的差异。很多读者期望我能推荐一篇关于 Rollup 的非技术入门文章，由于我的文章需求读者有必定的背景常识。实践上，的确有一些科普性文章会带来很大帮助（参见文章 1、2、3（中译本见1、2、3））。可是，我还没有看到一篇没有任何技术术语的针对初学者的全面介绍。我写这篇文章的意图便是为了添补这一空缺。

趁便一提，这种联络是经过某个叫作 “状况根” 的东西在链上维护的（状况根追踪 Rollup 的内部状况，包含账户余额、业务和代码等等）。关于更多详细信息，请阅览 Vitalik 的介绍。

事实上，在 Optimistic Rollup 中，即便其他网络参加者都反对，出块一方也能够（正确！）处理业务。这便是 Optimistic Rollup 的 1/n 诚笃参加者假定（假如你想要深化了解这部分内容，请阅览这篇文章的 “Secuirty Considerations” 一节）。

Optimistic Rollup 和 ZK Rollup 对出块者的职责要求不同。假如你想要了解更多相关内容，请阅览这篇文章的 “Secuirty Considerations” 一节。

Haseeb Qureshi 有一篇关于去中心化的文章很发人深思。Qureshi 的论点是，去中心化自身不必定便是好的，中心化自身也不必定便是坏的。虽然 Qureshi 在这篇文章中没有评论 Rollup，他的论据有很高的相关性。

在 1803 年的马伯利诉麦迪逊案中，马歇尔法院断定最高法院有权推翻它以为违宪的国会立法，有效地赋予了最高法院对一切立法事项的终究检查权。

事实上，ZK Rollup 经过密码学方法防止其出块者在处理业务时作恶，由于相关业务的零常识证明自身是无效的。

（完）