以太坊重要擴容方案：Optimistic Rollup現狀報告(下)_NBS

本文是《以太坊重要擴容方案: Optimistic Rollup現狀報告》的第三部分，第一、二部分請查看我們的前期文章。

Block Production 區塊生產

大多數項目都采用開放的、免許可的區塊生產模型；即，任何一方都有權利通過提出新的區塊來發行債券并且擴展 ORU 鏈。

唯一例外的是 IDEX 2.0，因為 IDEX 擁有生產區塊唯一的許可權。在這種情況下，如果用戶未獲取運營商許可就能夠撤回資金，這樣就可維持非信屬性（即，通過直接在母鏈上發布一項交易來撤回資金）。如果沒有這個選項，用戶在遇到惡意運營商時將會束手無策，因為運營商會審查用戶的所有撤回嘗試，實際上是將用戶的資金無限期地鎖定在 rollup 鏈上。同樣，在一個許可系統中，逐漸減緩對區塊的生產甚至完全停止生產對運營商來說都不是難事；在這種情況下，用戶需要撤回資金。 

IDEX 2.0 確實能為用戶提供主鏈啟動的退出選項。比較復雜的一點是：如果存在欺詐行為時，這些退出選項必須驗證/可能恢復原狀，因此必須附帶一份保證書，以防惡意破壞。但是考慮到這些退出選項是受支持的，所以 IDEX 的許可模型本身并不能保證系統處于監管狀態（其它的免許可的鏈也計劃在特殊情況下采用主鏈啟動退出選項）。 

另外也有大多數操作包含一些將區塊生產拆分為兩步的見解：交易內含和交易排序的單獨投入。這些模型解決了關于審查阻力和減控提前交易機會的問題。

 在 Arbitrum 模型中，任何一方都可以將交易添加到隊列中（他們稱其為“inbox”）;區塊生產者被迫從隊列的末尾提取交易事項，并將其放入下個區塊中。僅涵蓋無效交易，但不進行狀態轉換。無論是進行無效交易還是有效交易失敗了，都可以通過防偽證明將其判斷為懲罰性的犯罪行為，從而排除簡單的審查事宜(更多詳情請參考這里）。

以太坊鏈上USDC發行量跌破400億美元關口:金色財經報道，據usdccool最新數據顯示，以太坊鏈上USDC發行量已跌破400億美元關口，本文撰寫時為39,994,599,107.73美元。當前USDC總發行量已下降至423.2億美元，除以太坊之外，發行量排名前三的區塊鏈分別是波場（約12.64億美元）和Avalanche（約8.57億美元）。[2022/10/19 17:31:56]

其他的，如 Optimism* 和 WCL，計劃使用燃燒證明拍賣模式來進行交易排序；將一組交易事項涵蓋在內后，交易權利就歸愿意燃燒最多 Ether 權益的一方所有。這樣做的目的是為了降低成本和公開競爭，以最大限度地減少寄生性的先發機會帶來的利潤空間，并較為理想地降低整體風險。類似方案運作方式變更請詳見“Miner Extractable Value Auctions”。

Fuel 模型具有區塊生產周期，在此周期內，有個時間窗口，一方（即：公司/團隊）可以獲得排序權利的許可。在此模型里，團隊在獲取價值和將應用程序貨幣化方面處于優勢地位，并且不必將區塊生產限制在允許的范圍內。 

最后，Celer 的 Rollup 是獨一無二的，因為區塊生產本身就包含其自己獨立的共識機制。在開發 rollup 之前，Celer 已經計劃開具一個 Ethereum 側鏈權益證明(狀態守護網絡“State Guardian Network”)充當他們國家頻道網絡的瞭望塔。參與區塊生產是不允許的，并且需要支持Celer的代幣。側鏈會使用BFT共識---比如Tendermint或者類似。Celer計劃利用此側鏈基礎結構來提議和發布ORU區塊（更多詳情請參照 here）。

信任假設

大多數項目嚴格遵守文章開頭中描述的 layer2 協議的信任要求。 

分析師：唯一真正的“ETH 殺手”最終可能是以太坊 2.0:金色財經報道，Coinbase 機構的分析師表示，以太坊的第 2 層或配套系統與主區塊鏈一起以較低的成本加速交易，可能有助于避免來自其他第 1 層或基礎層協議的競爭。計劃對以太坊本身進行升級，例如從當前的工作量證明系統完全過渡到權益證明區塊鏈以及引入分片也可能有所幫助。Coinbase Institutional 在最近的一份報告中表示，隨著生態系統可擴展性的提高，去中心化應用程序或 dapps 的用戶可能會避免尋找更快、更便宜的以太坊替代品。Coinbase 機構表示，唯一真正的“ETH 殺手”最終可能是以太坊 2.0。（Coindesk）[2022/1/22 9:06:29]

IDEX 2.0對數據可用性挑戰的依賴讓此協議成為一種特例，并且不在 ORU 明確界定的范圍之內。當區塊生產商提出一個區塊時，他們最初僅發布 Merkle 根，并隱含地假設他們將與鏈下驗證器共享相關區塊數據。例如：如果區塊數據從不與驗證器共享，驗證器可以發出數據可用性挑戰，迫使區塊提出者將數據發布為調用數據(與最初典型的 ORU 結構中所做的一樣)。如果結果證明區塊是有效的，驗證器會因無效的爭議挑戰而受到懲罰，并削減掉他們的部分權益。

當下的問題是：上面概述的分歧本質上是在爭論雙方中究竟哪一方實際擁有數據；依據碰到發送者/接收者信息差公理（speaker/listener fault equivalence）, 客觀地解決這樣的爭端是不可能的。因此，鑒于對聲譽及交換生態系統中繼續參與并賺取費用動機的擔憂，需要阻止 IDEX 強行惡意破壞并最終懲戒驗證器。無論其是否足以在實踐中防止惡意行為，但是這些假設都是對 ORU 或以太坊本身的安全保證，因此，這種對數據可用性的挑戰和懲罰是可以作為一個附加的信任假設。 

唯一（無可爭議）需要附加信任假設的另外一個項目是 ZK-ORU，需要一個可信的設置來創建其 snark 線路。像 ZCash 和 Aztec 這樣的項目通過一個精心設計的儀式（elaborate ceremony）來處理這個問題，只要 n 個參與方中至少有一方的行為是誠實的，就具有加密安全性；ANON  計劃做一些與 ZK-ORU 類似的舉動。

數據：Cardano交易量超過以太坊，交易費用便宜568倍:1月21日消息，根據Cardano Daily 1月20日在推特上發布的一張圖片，Cardano以65億美元的調整后交易量超過其競爭對手以太坊（58億美元）。

與此同時，盡管ADA的交易量更大，但其收費卻比以太坊便宜568倍，65億美元的交易量費用僅為76500美元。相比之下，ETH的交易少，收費卻高達3860萬美元。（Finbold）[2022/1/21 9:04:52]

最終，一些項目，包括 Fuel、Optimism 和 Nutberry，已經討論給用戶提供信任型的快速支付選項；一個用戶，如果他們選擇的話，可以考慮在完成付款后再將其包含在區塊中。如果食言的話，此欺詐行為將無法向母鏈證明，但可以向任何第三方證明。至關重要的一點是：此選項不是強制的，在用戶界面上有明顯的區別；對此完全不信任的用戶仍然可以選擇等待區塊確認。同樣，Celer 計劃向用戶提供一系列的安全/信任參數，用戶可以要求所有的交易都在 rollup 區塊里即刻公布，或者在鏈上完成之前能夠接受參數化信任窗口的側鏈變的更小、并且任務關鍵度也會降低。

如果和/當無法兌現支付承諾時，可通過讓區塊生產商大幅削減抵押品來進行去信任即時確認；幾個團隊正在考慮發布實施并將此功能落實到位。

營利

所有的項目都計劃將它們的工作作為免費的開源軟件發布。

ANON 正計劃嚴格發布實施來作為公益成果，目前還沒有直接獲取價值的計劃。PinkieBell（唯一支持 Nutberry 的匿名開發商）也沒有實現貨幣化的計劃，但是目前正在考慮開發商費用，從區塊生產商收取一小部分費用用于支付從事該項目的開發商。

其中五個項目：Fuel Labs, Optimism, Interstate, WCL 和 IDEX 正計劃從工作中實現營利，有三種方式：項目實施案例、通過收取交易費獲利、向用戶提供快速撤回資金的流動性。

比特幣核心開發者Peter Todd指責Optimism開發者在以太坊主網上測試錯誤:以太坊二層擴容解決方案Optimism開發者發推表示，Optimistic虛擬機（OVM）依賴于其在6個月之前分叉的Geth版本，之后我們在分叉版本上發現了一個錯誤，但不清楚根本原因，直到昨晚，我們意識到該錯誤實際上存在于geth舊版本中，可能會導致尚未升級的節點不同步。由于在ethernodes.org上發現幾乎所有節點都進行了升級，因此我們決定測試該錯誤，但我們犯了一個錯誤，沒有考慮到未升級的少數節點。從這件事中學到的教訓是，永遠不要低估一個人的行為在去中心化網絡中所產生的影響。目前Geth團隊正在就如何使用開源軟件的獨特需求進行討論。對此，比特幣核心開發者PeterTodd發推稱，“結果證明所謂的以太坊分叉是由開發人員自己觸發的，開發人員為找出一個錯誤而在主網上進行測試。無論如何，這表明‘多實現方式’有多么瘋狂。”[2020/11/12 12:24:28]

盡管在 Fuel, Optimism 和 Interstate 的區塊生產是免許可的，但是如果他們（即：公司）是主要的區塊生產商的話，一切就沒有問題。他們計劃通過收取費用來賺錢，因為他們作為優先聚合器處于優勢地位（先前討論過）。

至少有一個項目對該公司作為支付處理商的法律地位表示不確定，目前正在等待對這個問題的進一步澄清。

Offchain 實驗室并未計劃列舉 Artibrum Rollup 實例，而是計劃利用自身工作為項目提供一份企業規劃及支持，還有一些經濟、安全方面更強有力的保障來實現營利。

IDEX 的經濟方案是最詳盡的；貨幣化來源于一種加密經濟學設置，其中包括收取交換費和原生通證固有的價值。區塊生產者(IDEX)和驗證器都得到了補償，從而使 IDEX 也成為唯一一個嘗試直接激勵驗證的項目。IDEX 和 Celer 是計劃合并應用通證僅有的項目。其他幾個團隊對 Layer 2 系統固有的通證這一概念嗤之以鼻；另外一些人對可能存在的經濟通證模型持更加開放的態度，但是認為還需更多的研究，就項目而言也沒有具體可實施的計劃。

以太坊研發者：不會把BTC或ETH稱為一種實驗了:8月10日，以太坊研發者Philippe Castonguay發推文稱，有一些實驗是建立在以太坊上的，但我不會再叫以太坊或比特幣為一種實驗了。多年來，這兩家公司都獲得了數十億美元的資產，而且需求還在不斷增長。[2020/8/10]

用戶體驗 / 驗證

大多數項目計劃通過 metamask 插件支持 rollup 鏈上交易，除了發布他們自己的前端接口之外，metamask 插件的基礎結構工具已經基本就緒。

如果并非所有用戶都需維護正常運行時間和驗證所有區塊，全部項目都能運行；即，他們期望有兩類用戶：普通終端用戶和高級用戶(即，驗證器)。所有 ORU 的實質是，只要至少有一個誠實方在任何給定時間內驗證并發布防偽證明，所有用戶都是安全的。驗證的經濟激勵方式是直接發布獎勵(僅在 IDEX 情況下)，并且有機會生產區塊并收取費用，有機會發布防偽證明并獲得獎勵。當然，防偽證明的第22條原則是，如果系統設計合理的話，還是希望欺詐盡量不要發生(如果真的發生過的話)。

驗證的另外一種直接激勵方式是：對驗證器去信任，能夠快速確保大家所關心的交易已完成；即，不必非要等待退出窗口的出現。預期結果是：從中受益的各方會涉及到交易所、錢包供應商、快速退出選項的流動資金供應商、能夠接受大筆重要轉賬的用戶、高端用戶/愛好者及項目創造者。一個團隊曾建議：礦工可以把驗證 rollup 鏈當做自己的職責所在，就所使用數據第1層和第2層之間激勵的相互影響提出一些有趣的問題。

關于研究 / 討論的開放性話題

BLS簽名

輕松成為了當下的熱門話題；有了 BLS 的簽名，區塊生產商可以從每個 rollup 區塊中獲取一個簽名，并將它們替換為單個聚合簽名，從而使鏈上數據需求更接近于 ZK-rollups。比較麻煩的一個問題是：如果驗證的話，驗證 BLS 簽名要比典型 ECDSA 簽名消耗更多的 gas。Barry Whitehat 談到：他已經確定了一個可行的結構，為 ORU 聚焦區做準備，但在最佳簽名聚合方案還未達成共識。

“Post-Data”

可以想象，如果在以太坊上使用 rollup 技術成為規范，當大部分鏈數據以“卷起”的形式存在時，未來會是什么樣子；即，在實用性方面可用，但不能直接用于實施；此變更可能對以太坊客戶端實施產生重大的經濟和技術影響。一種方案就是：為這樣的未來做準備，其實就是引入一個特殊的交易數據領域，暫時稱為 “post-data”，僅用于可用性，并且不能觸及 state 模塊或 EVM。有了這一點，客戶可以更加優化地處理和存儲數據，并且在理想情況下，gas 價格最終會降低。 EIP 對此方案有大致概述，但是目前正處于初期階段。

債券規模和挑戰階段參數

區塊生產和時間窗口所需債券的理想參數

由于大多數團隊還沒有確定最終的數字，所以在區塊完成之前(因此撤回到主鏈中是有可能的)仍處于公開討論階段。如果挑戰階段更長的話，更能確保用戶有更多時間來檢測欺詐行為，并能更好地給試圖審查防偽證明的礦工施壓。對一些項目來說，最好的就是幾天到一周處于安全期，因為他們會向安全靠攏，并且用戶通常會更加快速地撤回，撤回方式要不就是原子轉化至鏈上或通證化，要不就是將退出選項變賣后作為債券來用（在 Plasma 結構中已經探討過）。據 Ed Felten分析 analysis，像3個小時這樣更短的糾紛窗口足夠用了。

在 layer 2 結構中，賠償無效的話，債券可以作為必要的抵押品來對用戶進行賠償，但是 ORU 中的債券就不一樣了，除了抑制 gas 浪費之外，僅為了抑制無效的區塊生產（或許也作為對成功指證欺詐行為者的一種獎勵）。所建議的債券需求從可以與 ETH2.0 權益需求相媲美的 32ETH 到 1ETH 不等，但是一些人建議應該與 rollup 鏈上的經濟價值額對等（鏈下實驗室計劃 “1 Eth或者鏈上總價值的2%，按較多者為準”）

隱私

相對于 Plasma 和通道結構，rollups 的一個缺點就是無法獲得數據完全掉鏈的隱私好處；這里提到的能夠提供隱私好處的唯一項目就是 ZK-ORU。其它的項目正在討論創建聚焦隱私的 rollups, 方式有兩種：在結構上實施其它知名的隱私技術（即，Tornado Cash - esque mixers 或者 Aztrec-esque隱私層）或者創造混合 rollup/聯邦數據模型，這樣用戶就可以依賴大量的可用數據，進而減少在鏈上的公布。

區塊上產模型 

除了完整的 EVM/應用程序特定分割之外，團隊之間其中一個主要爭議似乎是免許可區塊生產的哪種模型是可以接受的，不同的模型又會產生什么樣的結果，也就是說： 

當提前交易減少時，單一優先級聚合器模型是否只會刺激更具破壞性的提前交易。

富有一方是否會惡意破壞并有效地審查純粹權益證明--區塊生產。

市場價值怎樣能夠在燃燒證明拍賣中得到充分的體現和展示。

一些研究和建模可能會對這些問題提供一些啟發，但在看到它們接受野外測試之前，我們可能無法得出任何結論。

Optimistic Game Semantics

Optimism 團隊對 layer 2 結構理論性質的研究最終得出了 Optimistic Game Semantics 的概念，嘗試著闡述欺詐/爭議統一語義框架下的 layer 2 不同結構。旨在 layer 2 的不同類型應用程序（不僅包括 rollups，還涵蓋 channels 和 plasma 等等）之間創建共享的契約邏輯和基礎設施。Optimism 和加密經濟實驗室（目前主要聚焦于 Plasma 結構，但是在未來可能開發 rollup 操作）都嘗試著在這樣一個大統一的框架內開發工具。

利用 Optimistic Rollup 模式的團隊從不同的角度得出結論：探索 layer 2 不同結構的理論設計空間，尋找能夠在 EVM 中有效運行執行引擎的方法，嘗試創建以太坊現有應用程序更具擴展性的版本等等，匯聚至 ORU 進而以最小的實際復雜度獲得足夠的可擴展性好處，這是向前發展的最佳方式。

只有看到這些問題進入主網，并且看到生態系統選擇使用這些工具方式時，我們才能回答這些開放性的問題；即，項目是否會將基礎設施應用到更加廣義的 rollup 解決方案中，或者設計一些更加能與實際用途接軌的東西，再加上一些關于 gas 成本和驗證負擔更加具體的基準，以便在交易中給出確切的數字。但是 testnet 上已經有了幾個項目，并且沒有發現任何暗中進行的研究和可用性的挑戰，可以確定的一點是，我們很快就會看到其實際應用。可擴展的自主智能合約正在應運而生。

*糾正：這篇文章先前的版本表明 Optimism 計劃的區塊生產模型允將他們優先作為定位器；他們的 MEV 拍賣協議實際上不會給任何人帶來特權。謝謝 Ben Jones。 

感謝所有參加采訪的團隊，謝謝你們大有裨益的探討。

Daniel Goldman 丹尼爾·戈德曼是一位自由軟件工程師、技術顧問和作家。想要獲得他的更新作品，請點擊這里。

截止，本報告全部內容已全部放出。

原文地址：https://medium.com/molochdao/the-state-of-optimistic-rollup-8ade537a2d0f

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