来源 | Mechanism Capital
作者 |Benjamin Simon
日期 | 2021 年 6 月 1 日 [1]
介绍
本文就从一个比方开端吧。
幻想一下咱们回到了中学的数学课上。咱们的教师，和其他中学数学教师相同残暴，给咱们列出了一百道长除法问题，每道题的数字都很大。咱们的使命是解决尽可能多的问题。可是要注意，咱们有必要将终究答案和每个核算进程都写在一张纸上。几分钟内，咱们可能就会眉头一皱，意识到问题并不简略。一张纸所能包容的，除了一切彻底解出的答案之外，不可能再包含核算进程。
这个卡夫卡式的故事与 Rollups 有什么相关呢？
在这个比方中，这张纸便是一个以太坊区块，数学问题是智能合约事务。现在的以太坊十分拥堵。每个区块中需求包含的买卖太多了。落井下石的是，这些买卖中的大多数都需求很多核算，例如闪电贷或经过聚合器路由的买卖。前 DeFi 时代的简略转账和支付形式已经是过去时了。
这便是问题的要害。正如比方中的数学教师相同，要求咱们把长除法的每一行都塞在一张纸的空间里，以太坊也有必要处理和记录每笔买卖的每一步核算。
直到 Rollups 的呈现。
Rollups 将核算移到了链下进行，一起只在链上存储最少的买卖数据。从这个根本含义来说，Rollups 是以太坊的草稿纸，负责处理一切杂乱的数据，答应在单个以太坊区块内“汇总”几许倍数的智能合约买卖。
这个比方有助于厘清 Rollups 旨在解决的问题 (“由于核算过载导致的网络拥堵”)。它甚至供给了 Rollups 解决方案必备条件的大致概念 (“核算移至链下”)。但至于 Rollups 实践的工作方式，它们是什么模样，以及为什么能让像我这样的人感到如此振奋——咱们还需求深入探讨。
什么是 Rollup？
Rollup 本质上是一条独立的区块链，但进行了修正。与以太坊相同，Rollup 协议具有履行智能合约代码的“虚拟机”。Rollup 的虚拟机独立于以太坊的虚拟机 (即“EVM”) 运转，但由以太坊智能合约管理。这种衔接使得 Rollups 能够和以太坊进行通讯。Rollup 履行买卖并处理数据，以太坊接纳并存储成果。[2]
从技术层面来说，Rollup 链和其他传统区块链的要害区别在于新区块的出产方式。
一般来说，区块链是由分布式网络中的不同参加者来进行保护 (“矿工”或“验证者”)。这些参加方经过一致机制来共同出产区块。简略来说，参加方投票决定怎么处理一组买卖，或者说怎么构建下一个区块。获得大多数支撑的区块就会被永久写进区块链。
相比之下，Rollup 链不遵从“大多数”规矩运转。相反，监控 Rollup 状况的一方能够将所谓的“断语” (assertion) 发送回以太坊，说明买卖应该怎么处理。重要的是，以太坊将承受或回绝此断语，无论其他 Rollup 参加方的大多数是否支撑此断语[3]。在实践中，这一般意味着 Rollup 中的单个参加方被指定了处理买卖和生成区块的使命。[4]
等等……Rollup是中心化的？
Rollup 区块出产的中心化特性是其能够如此高效处理买卖的原因之一。但这也引发了一个显而易见且令人担忧的问题：假如没有大多数一致，Rollup 怎么保证区块出产的正确性？假如区块出产者碰巧是歹意的，又会产生什么？
这种中心化不免使习惯了根据一致的区块链用户感到困惑。事实上，假如故事到此结束，咱们可能会 (过错地) 得出结论：Rollups 只是“由单个参加方再造的数据库”，正如 Avalanche 的联合创始人 Kevin Seqniqi 最近在推特上所说。
实践上，正如咱们将看到的，与其说对中心化的指控是过错的，不如说是逻辑上的误导。一般情况下，一致机制不行强壮的中心化区块链很简单遭受贿赂和歹意攻击的影响。然而，在 Rollups 的特例中，不行去中心化实践上并不会破坏其安全性和完整性。[5] 要了解其中的原因，咱们需求再进一步。
数据可用性的重要性
回想一下咱们最初的数学作业。用来核算的草稿纸是咱们的救命稻草，由于它使咱们能够在答题纸上只写问题及其答案。将 Rollups 与草稿纸进行比较，咱们则称其“将智能合约核算移到链下，一起仅在链上存储最少的买卖数据。”
事实上，链上买卖数据的存储关于 Rollups 的运作至关重要。在 Rollups 中，只有核算、数据处理在链下，处理的每笔买卖仍将其输入数据 (即“calldata”) 存储在以太坊区块链上。
为什么将买卖数据保存在链上这么重要？在数学作业的比方中，咱们交给教师的最后一张纸包含长除法问题及其答案。以便教师过后查看咱们的作业，即便咱们没有记录独自的核算进程。同样，链上数据持续的可用性意味着以太坊根底层能够重复 Rollups 上的任何核算。
简而言之，Rollups 的链上数据可用性答应内置的审验进程。以太坊能够对 Rollups 链上处理的买卖的正确性进行两层查看，然后再将其永久写入账本，相似美国最高法院的司法检查权。[6]
局限性也是一种优势
因而，Rollups 的要害特性在于其局限。Rollups 只是将买卖推到根底层，无法强制区块链承受，由于以太坊能够在有需求时推翻任何 Rollups 买卖。由于它们受制于这个审验进程，所以 Rollup 上的买卖被以为缺乏真实的终究确认性。
考虑到 Rollups 的局限性，咱们能够再回到其中心化控诉。Rollup 的单个区块出产者可能会测验歹意处理买卖。但假如是这样，以太坊将在审验进程完成后回绝该批量买卖，并且区块出产者将遭到惩罚。[7]
现在，“审验进程”究竟怎么运作取决于 Rollups 是根据 Optimistic 还是零常识 (点击此处可了解更多)。但关于两者而言，审验进程依然比没有 Rollup 的以太坊处理买卖的效率要高出几许级。
总之，Rollup 系统根据“制衡” (checks and balances)，保证以太坊依然是主权链；以太坊主链的一致是事实的终究仲裁者。但重要的是，侧链却不是这种情况。由于缺乏相同的审验流程，侧链经过其彻底独立的一致机制处理买卖。侧链买卖是“终究确认的”，而 Rollup 中买卖则不是 (直到在以太坊上得到确认)。因而，侧链需求更强壮的信任假定，由于它们不能同享以太坊的去中心化安全性。事实上，我以为侧链更相似于兼容 EVM 的 Layer 1，而不是 Rollups。
结语
归纳来说：Rollups 将核算移至链下以开释更多链上空间。链上数据可用性至关重要，由于它答应以太坊对 Rollup 买卖的正确性进行审验。反过来，此审验进程可作为对 Rollup 区块出产的“查看”，从而无需一致机制。
Rollups 终究让以太坊获得了它得蛋糕和好处：它们在不破坏网络去中心化安全性的情况下成倍地开释了更多的链上容量。至少在我看来，这是咱们所能期望的最高雅的扩容解决方案。
[1] 注意：我最近在 Deribit Insights 上开启了 Rollups 系列文章，其中第一期探讨了零常识 Rollups 和 Optimisitic Rollups 之间的一些差异。许多读者问我是否有非技术性的 Rollup 介绍文章引荐，由于我的文章假定读者具有了这个主题的根底常识。事实上，有许多有用的概述 (参阅此处、此处和此处)。可是我还没找到针对初学者的绕开了技术术语 (至少在可能范围内) 的全面介绍。以下介绍旨在填补这一空白。
[2] 趁便说一句，这种衔接是经过称为“状况根”的东西在链上保护的，它跟踪 Rollups 的内部状况——账户余额、买卖、代码等。请参阅 Vitalik 的介绍了解更多细节。
[3] 事实上，在 Optimistic Rollup 中，即便一切其他网络参加者不同意，一方也能够 (正确！) 处理买卖。这是 Optimistic Rollup 的“1 of N”诚笃参加者假定，我在这篇 Deribit 文章“Security Considerations”部分中进行了更深入的探讨。
[4] 区块出产者角色在 Optimistic 和零常识 Rollup 中有不同的要求。有关这方面的更多信息，请参阅 Deribit 文章的同一部分（“Security Considerations”）。
[5] Haseeb Qureshi 关于去中心化的文章发人深省。Qureshi 的观点是，去中心化本质上并没有价值，相反，中心化本质上也不是坏事。尽管 Qureshi 在文章中没有评论 Rollups，但他的观点依然十分相关。
[6] 在马布里诉麦迪逊案 (1803) 中，马歇尔法院裁决最高法院有权推翻其以为违宪的国会立法，有效地赋予司法部门对一切立法事项的终究决定权。
[7] 事实上，ZK Rollups 中的区块出产者以密码学形式制止诈骗，由于买卖的零常识证明本身可能是无效的。
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