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

最近zkEVMRollup以及整個ZK生態的熱度確實非常高(DevconBogota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OptimisticRollup的發展,以及在第二代中這些有趣的設計細節。

為什么還需要看OptimisticRollup?

a)OP還是ZK？

盡管Vitalik早在幾年前就認定了zkEVMRollup是未來,同時各家zkEVM(Scroll,zkSync,Hermez,Consensys)也如雨后春筍一般冒出來,但OptimisticRollup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。

zkEVMRollup的終局性擴容方案的存在，會讓OptimisticRollup完全被淘汰嗎？

OptimisticRollup和zkEVMRollup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。

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。

Open Campus ID將于9月14日向EDU與創世NFT持有者開放第一階段白名單:9月8日消息，Open Campus發文稱，Open Campus ID將于北京時間9月14日18:00向EDU與創世NFT持有者開放第一階段白名單，總量共1000個。Open Campus ID是SBT，可訪問Open Campus提供的教育內容，并擁有與OC ID相關的所有信息。Open Campus ID以.edu為后綴，域名可由用戶選擇，代表鏈上教育身份。[2023/9/8 13:26:50]

b)OP和ZK未成熟

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

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。

他說Optimism的Bedrock不會只是OptimisticRollup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(ValidityProof與FraudProof)才是Rollup真正的未來。

數據：參與WLD代幣申領地址總量突破50萬:8月11日消息，據Dune數據顯示，參與WLD代幣申領的地址總量已突破 50 萬，現為510,929個，已申領代幣總量超過1500萬枚。[2023/8/11 16:21:02]

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2of3的模型來裁定最終結果。

在zkEVM穩定與成熟后:

發布區塊

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(Proverfailure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。

阿布扎比王室成員宣布成為MaskEX股東:據官方消息，阿拉伯聯合酋長國阿布扎比王室知名主權財富基金(SWF)成員謝赫·哈馬德·拉卡德·塞勒姆·哈馬德·阿拉梅里(Sheikh Hamad Rakadh Salem Hamad Alameri)在簽署戰略備忘錄(MOU)后宣布正式成為MaskEX股東，以開發阿拉伯聯合酋長國迪拜的智慧城市。

謝赫·哈馬德·拉卡德·塞勒姆·哈馬德·阿拉梅里是阿布扎比2030年愿景的大力支持者，他為酋長國的社會和人類發展做出直接的貢獻，并創建一個可持續發展的知識型國家。[2023/1/10 11:04:46]

因此Optimistic機制的發展仍然是Rollup宇宙版圖中的重頭戲。

1.第二代OptimisticRollup

第二代OptimisticRollup一詞源于ArbitrumNitro的白皮書標題。略早與Nitro發布的OptimismBedrock也算是第二代OptimisticRollup。

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majorrelease。第二代與第一代的差別也無外乎是如下優化:

開發者體驗:更強的EVM等效性和兼容性,L1互操作性…

慢霧：NimbusPlatform遭遇閃電貸攻擊，損失278枚BNB:據慢霧安全團隊情報，2022 年 12 月 14 日， BSC 鏈上的NimbusPlatform項目遭到攻擊，攻擊者獲利約278枚BNB。慢霧安全團隊以簡訊的形式分享如下：

1. 攻擊者首先在 8 天前執行了一筆交易（0x7d2d8d），把 20 枚 BNB 換成 NBU_WBNB 再換成 GNIMB 代幣，然后把 GNIMB 代幣轉入 Staking 合約作質押，為攻擊作準備；

2. 在 8 天后正式發起攻擊交易（0x42f56d3），首先通過閃電貸借出 75477 枚 BNB 并換成 NBU_WBNB，然后再用這些 NBU_WBNB 代幣將池子里的絕大部分 NIMB 代幣兌換出；

3. 接著調用 Staking 合約的 getReward 函數進行獎勵的提取，獎勵的計算是和 rate 的值正相關的，而 rate 的值則取決于池子中 NIMB 代幣和 GNIMB 代幣的價格，由于 NIMB 代幣的價格是根據上一步閃電貸中被操控的池子中的代幣數量來計算的，導致其由于閃電貸兌換出大量的代幣而變高，最后計算的獎勵也會更多；

4. 攻擊者最后將最后獲得的 GNIMB 代幣和擁有的 NIMB 代幣換成 NBU_WBNB 代幣后再換成 BNB，歸還閃電貸獲利；

此次攻擊的主要原因在于計算獎勵的時候僅取決于池子中的代幣數量導致被閃電貸操控，從而獲取比預期更多的獎勵。慢霧安全團隊建議在進行代幣獎計算時應確保價格來源的安全性。[2022/12/14 21:44:29]

用戶體驗:更高的吞吐量,更低的gas…

俄羅斯銀行Sberbank將允許用戶在其區塊鏈平臺上發布NFT:9月10日消息，俄羅斯最大的銀行之一的Sberbank現在打算允許用戶在其區塊鏈平臺上發行NFT，該金融機構還計劃與全國各地的藝術場所和畫廊合作。Sberbank在今年3月獲得俄羅斯中央銀行發行數字金融資產的授權后創建了區塊鏈平臺。該平臺目前僅對法律實體開放，但在2022年最后一個季度，個人也將獲得訪問權限，并允許發行、購買和出售數字金融資產（DFA）。（news.bitcoin.com）[2022/9/10 13:21:18]

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OptimisticRollup上的推敲。

第二代OptimisticRollup設計選型對比

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:

a)區塊時間

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Selfishmining或者MEV？)。

第一代的Optimism采用了可變時間+1tx/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。

b)Geth的定位

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retryableticket,因此將Geth作為庫處理,使用hooks進行調用。

c)L1-L2消息inclusion延遲

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。

d)L1-L2消息重試機制

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L1OptimismPortal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。

e)L2費用算法

L2的gas計算基本上就是L2executiongas+L1calldatacost。

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L2gas的計算基本上是將L2executiongas的成本壓到了最低(99%都是calldatacost)。

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。

f)L1費用算法

Optimism:

L1gas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L1gas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L1gas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L1gas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。

3.Rollup的未來依然是Optimistic的

最近zkEVMRollup以及整個ZK生態的熱度確實非常高(DevconBogota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OptimisticRollup的發展,以及在第二代中這些有趣的設計細節。

Optimistic作為Rollup的領頭部隊,正在L2UX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zkEVMRollup鋪好地基。

在未來兩到三年,甚至更長的時間內,zkEVMRollup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zkEVMRollup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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