Layer2：Rollup 技術之爭

Layer2 是爲解決以太坊擴展性問題而設計的關鍵方案之一。通過在以太坊主鏈之上構建額外的網絡層，Layer2 可以處理更多交易，同時保持主鏈的安全性和去中心化特性。

Rollup 是一種將交易在鏈下處理然後將數據"打包"進入主鏈的 Layer2 擴容方案。與其他鏈下交易方案相比，Rollup 具有三個主要特點：

1. Layer2 是相對獨立的平台，用戶可以在其上進行交易，但與 Layer1 帳戶的交互需要通過智能合約實現。

2. 所有交易信息都會完整記錄在主鏈上，確保數據可用性。

3. 交易在 Layer2 執行，但狀態摘要會發布到 Layer1 鏈上進行驗證。

根據數據驗證方式的不同，Rollups 可分爲 Optimistic Rollups 和 ZK Rollups。

Rollup 發展歷程

早期的 Layer2 方案包括側鏈和 Plasma。側鏈是獨立的區塊鏈，與主鏈掛鉤。Plasma 則是由 Joseph Poon 和 Vitalik Buterin 在 2017 年提出的擴展解決方案，是側鏈的演進版本。

Plasma 鏈在以太坊外構建，形成樹狀網路結構。它將大型計算任務分解並分配給子鏈處理，提高了計算效率。然而，Plasma 存在數據可用性攻擊、退出延遲和監控成本高等問題。

2019 年，John Adler 提出了 Optimistic Rollup 方案，主要解決了 Plasma 的數據可用性問題。同時期，Vitalik Buterin 引入了零知識證明技術來驗證區塊狀態變化，爲 ZK Rollup 奠定了基礎。

ZK Rollup 技術的發展得益於 zk-SNARK 和 Plonk 等算法的進步。Plonk 算法解決了 zk-SNARK 的可信設置問題，大大推動了 ZK Rollup 的發展。

Rollup 主要方案

Optimistic Rollups

Optimistic Rollups 假設大多數交易都是有效的，允許在發現欺詐時進行挑戰和回滾。主要代表是 Arbitrum 和 Optimism。

Arbitrum 於 2021 年 9 月啓動主網，是目前 TVL 最高的 Layer2 協議。其生態系統包括 Arbitrum One、Arbitrum Nova 和 Arbitrum Orbit 三個網路。

Optimism 於 2021 年 8 月上線主網，擁有 Layer2 第二大 TVL。它實現了 EVM 等效性，並推出了開源模塊化工具包 OP Stack，支持構建定制的 Layer2 網路。

ZK Rollups

ZK Rollups 使用零知識證明技術確保鏈外處理交易的有效性和正確性。主要代表包括 zkSync、StarkNet、Polygon zkEVM 和 Scroll。

zkSync 是首個上線主網的 zkEVM 項目，支持"樂觀"轉帳和籤名聚合等技術。

StarkNet 採用 zkSTARK 擴容方案和分片技術，提高了隱私性、安全性和吞吐量。

Polygon zkEVM 在字節碼級別實現與以太坊的兼容性，提供更快、更便宜的交易。

Scroll 是與 EVM 兼容的 ZK Rollups，支持現有應用程序的無縫遷移。

展望

短期內，Optimistic Rollups 可能在通用 EVM 計算中佔優，而 ZK Rollups 則可能在簡單支付和特定應用場景中表現更佳。長遠來看，隨着 ZK-SNARK 技術的進步，ZK Rollups 有望成爲以太坊擴容的終極解決方案。