為什么說第二代Optimistic Rollup是Layer2的未來？_TIM

原文：《Foresight Ventures: 第二代 Optimistic Rollup》撰文：msfew@Foresight Ventures

最近 zkEVM Rollup 以及整個 ZK 生態的熱度確實非常高 (Devcon Bogota 基本是 ZK + MEV + 其他 ), 以至于大多數以太坊研究者或多或少忽視了 Optimistic Rollup 的發展, 以及在第二代中這些有趣的設計細節。

a) OP 還是 ZK？

盡管 Vitalik 早在幾年前就認定了 zkEVM Rollup 是未來, 同時各家 zkEVM (Scroll, zkSync, Hermez, Consensys) 也如雨后春筍一般冒出來, 但 Optimistic Rollup 仍是目前 Rollup 生態的絕對主力, 擁有 80% Layer2 的市場占有率以及前十 Layer2 方案的半壁江山。

zkEVM Rollup 的終局性擴容方案的存在，會讓 Optimistic Rollup 完全被淘汰嗎？

Optimistic Rollup 和 zkEVM Rollup 并非水火不容的存在, 而是在長期內 ( 甚至永久性的時間內 ) 會是互補的方案。

Cobo Argus上線DeFi挖礦自動撤退機器人:8月10日消息，Cobo 機構級 DeFi 投資管理平臺 Cobo Argus 現已上線 Withdrawal Bot（自動撤退機器人）功能，用戶可以自定義風險指標如 LP Token 權重、Deposit Ratio（存款占比）、TVL 波動范圍，通過監測鏈上實時數據，在協議觸發用戶設定的指標，如 TVL 驟降或 LP Token 占比暴漲等危險信號時，機器人將幫助投資者自動撤出資金。[2023/8/10 16:18:04]

對于 App-rollup 來說, Optimistic 機制在開發與部署上仍然是最簡潔易用的方案。

b) OP 和 ZK 未成熟

Optimistic Rollup 的開發進度領先 zkEVM Rollup 兩年左右。但我們 Optimistic Rollup 的標桿 Arbitrum 與 Optimism 都沒有在主網完全上線開放的正式版 Fraud Proof。

據 Vitalik 所說, 以太坊基金會 PSE 的 zkEVM 電路有 34469 行代碼。這龐大的代碼量需要非常漫長的開發和持續的測試來進行打磨。我們在幾年內都無法完全依賴 ZK 系統所帶來的安全性。

c) OP + ZK

早在半年以前，Optimism 的 Kelvin 就開始在推特上頻繁地討論 Optimism 結合 zkVM 的可行性。

DeFi基礎設施平臺Qredo上線自托管錢包管理平臺New Qredo:5月30日消息，DeFi基礎設施平臺Qredo宣布上線其改進后的機構級自我托管和錢包管理平臺New Qredo，New Qredo使用稱為多方計算 (MPC) 的智能密鑰分片技術，改進了對團隊權限和批準流程的控制。

去年2月，Qredo曾完成8000萬美元A輪融資，估值達4.6 億美元。[2023/5/30 11:48:18]

他說 Optimism 的 Bedrock 不會只是 Optimistic Rollup 的客戶端, 而是 Rollup 客戶端。為了完全保證 Rollup 的整體安全性, 客戶端 ( 或許和 Arbitrum 最近的收購有關系?) 與證明的多樣性 (Validity Proof 與 Fraud Proof) 才是 Rollup 真正的未來。

Vitalik 則完善了 Kelvin 的方案, 認為可以通過 (OP + ZK) + Governance 的 2 + 1 組合來實現可靠的 Rollup。

在 zkEVM 完全穩定和成熟前, 工作流程如下:

發布區塊

等待 24 小時

a) 如果期間沒有欺詐挑戰, 發布 ZKP, 完全 Finalize 區塊。b) 如果有挑戰, 則引入 Governance 通過 2 of 3 的模型來裁定最終結果。

Meta公司計劃在今年年底前將其專有的生成式人工智能商業化:4月6日消息，Meta公司計劃在今年年底前將其專有的生成式人工智能商業化，用于生成廣告圖像。當地時間周三，Meta公司首席技術官Andrew Bosworth在東京接受采訪時表示，我們在人工智能方面的投資已經超過十年，并擁有世界上領先的研究機構之一。我們有一個龐大的研究機構，有數百人。[2023/4/6 13:46:57]

在 zkEVM 穩定與成熟后:

定期發布 ZKP。

a) 如果 ZKP 在指定期間正常發布, 則依其為準。b) 如果 ZKP 并未在期間正常發布 (Prover failure 或有 bug), 則先引入 Optimistic 機制, 直到 ZK 機制恢復。

這兩種方案都需要 Optimistic 機制的存在, 從而保證整個 Rollup 系統的 liveness 和 safety。

因此 Optimistic 機制的發展仍然是 Rollup 宇宙版圖中的重頭戲。

第二代 Optimistic Rollup 一詞源于 Arbitrum Nitro 的白皮書標題。略早與 Nitro 發布的 Optimism Bedrock 也算是第二代 Optimistic Rollup。

兩者的整體差異其實不大 ( 如果你讀 Arbitrum 和 Optimism 的 blog, 甚至會覺得是不是一樣的 ), 本質上都是與自己的一個新的 major release。第二代與第一代的差別也無外乎是如下優化:

Ripple在巴西推出加密按需流動性服務:金色財經報道，Ripple與拉丁美洲數字銀行Travelex達成合作，在巴西推出加密按需流動性（ODL）服務，該產品最初計劃允許巴西和墨西哥之間法定貨幣的轉移和交易，后續也會將該服務擴展到美國和亞洲。（Coindesk）[2022/8/19 12:35:21]

開發者體驗: 更強的 EVM 等效性和兼容性, L1 互操作性…

用戶體驗: 更高的吞吐量, 更低的 gas…

但是在設計細節上仍然有取舍的不同, 我們可以在這些差異上看到 Arbitrum 與 Optimism 在構建下一代 Optimistic Rollup 上的推敲。

Arbitrum 與 Optimism 的開發人員分別對兩者的架構進行了比較和對比, 這里我們就僅討論與用戶或應用開發者有關的點:

區塊時間設計的選擇主要是兩種: 固定時間或者可變時間。可以理解成 PoS 和 PoW 的以太坊的區別。

Optimism: 固定時間 (2 秒 )

固定時間可以保證使用區塊 (block.number) 來作為時間戳的合約的穩定性, 比如 Sushiswap 的 Masterchef 合約。這些合約不用時間戳可能是考慮到礦工對時間戳有控制權 ( 算是 Selfish mining 或者 MEV？)。

數據：ENS域名創建數量突破190萬:8月5日消息，據Dune Analytics數據顯示，ENS域名創建數量已突破190萬，截至目前為1,902,014個，獨立參與地址總量512,431個，主域名注冊量為364,851個。[2022/8/5 12:04:22]

第一代的 Optimism 采用了可變時間 + 1 tx/block 的設計, 因此由于時間計算的問題, Stargate 的獎勵發放就出現了一些問題。

對于 1tx/block 的老設計, Optimism 認為由于區塊頭的存在, 存儲鏈的開銷太大了, 除此之外狀態根也需要頻繁更新, 成本過高。

Arbitrum: 可變時間

可變時間設計主要是為了減小 tx 確認的延遲。目前一秒最多可以創建 4 個區塊, 如果沒有 tx 則跳過, 因此是可變時間。

對于以 block。number 進行計時的合約, Arbitrum 上 block。number 會直接返回以太坊的區塊編號, 因此不會有穩定性和適配上的問題。除此之外 Arbitrum 也提供了相應的預編譯來提供 L2 的區塊編號。

Geth 是以太坊的執行客戶端, 占據了約 80% 的節點總量。

Optimism: 作為獨立引擎

將 Geth 作為獨立執行引擎, 而非庫處理。好處就是可以完全重用之前的基礎設施, 同時可以無縫切換到其他執行客戶端。

Arbitrum: 作為庫

由于 Arbitrum 有更多的 L2 特定狀態, 例如 L1 和 L2 的 gas 定價, 以及 retryable ticket, 因此將 Geth 作為庫處理, 使用 hooks 進行調用。

Optimism: ~2 分鐘

Bedrock 的延遲是幾個 L1 塊的長度, 最壞的情況是延遲十分鐘。

Bedrock 的架構更像一個 L1, 極端情況下可以通過 reorg 自己來應對 L1 的 reorg。

超過 10 分鐘沒被 L2 包含的 tx 就直接被判定為無效了。

Arbitrum: 10 分鐘

Nitro 延遲十分鐘處理, 如果超過十分鐘, 可以通過 L1 調用來強制包含 tx。

Nitro 的目標是為了用戶體驗, 讓 L2 永遠不需要 reorg。

兩者都是在不同角度對用戶體驗進行了取舍。

消息重試機制主要就是為了解決 L1-L2 跨鏈過程中, L1 確認了, L2 失敗的問題。

Optimism: 合約中實現

開發者可以參考 L1 Optimism Portal 的實現, 或者在合約內定義自己的重試機制。

Arbitrum: 節點中實現

重試機制在 ArbOS 節點中實現。

L2 的 gas 計算基本上就是 L2 execution gas + L1 calldata cost。

Optimism: 重用 EIP-1559

好處就是錢包和其他基礎設施可以無縫接入。

Optimism 對 L2 gas 的計算基本上是將 L2 execution gas 的成本壓到了最低 (99% 都是 calldata cost)。

Arbitrum: 使用定制系統

由于之前提到的可變區塊時間設計, 因此 gas 定價更加復雜, 所以沒有采用 EIP-1559。

Optimism:

L1 gas 水平到 L2 的傳輸幾乎是即時的。目前 Sequencer 的收益基本完全來源于 L1 gas 費用的乘數, EIP-4844 后, 它們的收入會來自 MEV。

未來會通過 L1-L2 的消息傳遞來傳輸這部分數據, 從而保證安全性 ( 成為協議一部分, 且可被挑戰 )。

Arbitrum:

Arbitrum 的 L1 費用算法通過 L1 gas 的平均值來收取費用, 且通過自己的控制系統來從實際支付的費用中來獲取反饋, 從而保證 L1 gas 收取和支出的穩定。

整體策略中也包括, 為了避免 Sequencer 過度收費, 因此在 gas 價格低時才發布 batch。

除此之外, 兩者也探討了很多具體架構和技術細節上的區別, 但內容過于 domain-specific 且與用戶和應用開發者無關, 因此大家可以自行觀看。

Optimistic 作為 Rollup 的領頭部隊, 正在 L2 UX 和 DX 上進行試驗性的開拓和開創性的創新。它們所做的可以為 zkEVM Rollup 鋪好地基。

在未來兩到三年, 甚至更長的時間內, zkEVM Rollup 完全可用之前, Rollup 的主導地位仍會是由 Optimistic 占據, 且 80% 的新 Rollup (App-rollup) 則會采用更為成熟和可用的 Optimistic 機制。

即使是在長期 zkEVM Rollup 成熟后, 為了 Rollup 的整體 liveness 和 safety, Optimistic 依舊會是整個系統中的重要基石。

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