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

原文標題：《ForesightVentures:第二代OptimisticRollup》

原文作者：msfew，ForesightVentures

?0.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。

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。

Rollup框架產品Rollkit集成比特幣Sovereign Rollup數據可用性層:金色財經報道，模塊化區塊鏈Celestia旗下模塊化Rollup框架產品Rollkit（曾稱作Rollmint）宣布支持比特幣Sovereign Rollup，允許Rollkit Rollup使用比特幣的數據可用性。開發者可以創建具有任意執行環境的Rollup，繼承比特幣的數據可用性保障和安全保障。

通過此次集成，可以在比特幣上運行EVM作為Rollkit Sovereign Rollup，擴大Rollup的可能性，并幫助在比特幣上啟動一個健康的區塊空間費用市場，確保安全預算更可持續。Rollkit表示，此次實現基于比特幣的Taproot升級和Ordinals使用比特幣發布任意數據。[2023/3/6 12:44:32]

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。

BAYC鑄造型游戲Dookey Dash被爆出現漏洞:金色財經報道，據軟件工程師 Cygaar 在社交媒體發文稱，“無聊猿” BAYC 最新鑄造游戲 Dookey Dash 存在漏洞。 Cygaar 在其發布的一段視頻中顯示玩家可以通過（不再他們周圍）的各種類型障礙物并依然記錄有效分數。Cygaar 補充稱，這個漏洞能讓玩家完全無需繞過風扇和流經下水道的管道等障礙物就能累計分數，目前他已經把這個問題報告給了安全工程師 @samwcyo 和 Yuga Labs 安全團隊，但到目前為止 Yuga Labs 和 BAYC 官方尚未就此問題給予說明，但已有玩家已經打出了超過 176257 高分值。[2023/1/26 11:30:50]

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。

中國銀行行長劉金：要依靠區塊鏈等金融科技的迅速發展，打造統一的數據基礎:12月3日消息，中國銀行行長劉金12月3日在國際金融論壇（IFF）2022全球年會上表示，目前高質量綠色金融數據缺失是全球的難題，要依靠人工智能、區塊鏈等金融科技的迅速發展，打造統一的數據基礎，合理建設專家人才隊伍，匯聚世界各國的金融、環境、企業管理等多領域的高端人才，組建全球化綠色金融智囊團，共同助力綠色發展。（上證報）[2022/12/3 21:20:09]

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。

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.

央行數研所聯手清華大學推出DASHING協議，解決區塊鏈共識算法四方難題:金色財經消息，近日，中國人民銀行數字貨幣研究所聯合清華大學在2022中國（北京）數字金融論壇上公開發布了可解決共識算法四方難題的DASHING協議。

一直以來，傳統共識算法無法解決金融科技場景下高安全、高延展、高吞吐和低延遲同時滿足的四方難題，共識算法創新成為推動聯盟鏈在金融科技應用的關鍵。

中國人民銀行數字貨幣研究所和清華大學王小云院士團隊共同創新攻關，在可證明安全條件下創新出區塊鏈f+1投票理論，研發出具有國際領先水平的DASHING協議。該協議是聯盟鏈中一種全新的可變門限鏈狀共識協議，兼顧安全性和效率，填補了符合金融場景“三高一低”的共識協議空白，在實際測試的不同場景中，比現有國際主流區塊鏈共識算法性能最多提升15倍以上。在落地應用中，DASHING協議既能作為單獨模塊樂高式替換現有聯盟鏈中共識算法，又能助力構建多方協同安全高效的新型金融基礎設施。（金融界）[2022/9/10 13:21:46]

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…用戶體驗:更高的吞吐量,更低的gas…

安全團隊：EtnProduct項目遭受閃電貸攻擊:8月5日，來自成都鏈安社區成員情報顯示，EtnProduct項目遭受閃電貸攻擊。成都鏈安安全團隊分析發現：攻擊者先利用閃電貸借入9,400個USDT，隨后攻擊者購買了一個NFT并把NFT掛入EtnProduct項目，由于在掛單時添加的流動性的代幣數量固定，以及把憑證幣發送給了調用者，攻擊者再銷毀憑證幣套出了流動性里606,091.527的U代幣，并調用UMarket項目的saleU函數把11,253.735個U代幣一比一轉換為USDT后歸還閃電貸，總共獲利約3,074美元和一個價值7,380美元的NFT，目前獲利資金仍然存放于攻擊者地址（0xde703797fe9219b0485fb31eda627aa182b1601e）上。后續成都鏈安鏈上資金追蹤平臺“鏈必追”將對此地址進行持續監控和追蹤。[2022/8/5 12:04:20]

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。

2.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。

Rollup的未來仍然樂觀。

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