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

如果不是因為這篇研究報告是受MolochDAO之托而作，我想DAOSquare應該不會翻譯如此“技術性”的學術論文。不過，以太坊的擴展性的確是一個重要且熱門的話題，現有的解決方案包括OptimisticRollup、ZkRollup，而OptimisticRollup則是一個提出時間并不長的新興方案，它被認為是最有前途的擴容方案。那么時至今日它的發展情況如何？前景又如何？本文作者DanielGoldman通過大量的調研完成了此份報告，現在，DAOSquare將這份成果分享給大家！不過由于篇幅過于“宏大”，我們將分三期奉上，本篇為第一部分。作者：DanielGoldman自由軟件工程師、技術顧問、作家譯者：Emma、SnowLu校對：Samuel以太坊新興OptimisticRollup生態系統的技術概覽

OptimisticRollerball(DanielGoldmanoriginal,2020)以下報告由MolochDAO授權制作，JohnAdler提供相關意見/復審；但此篇所有觀點均代表本人。此外，項目評估僅為該報告發稿時的狀態簡況。事事均在變化，不做過度承諾。籠罩以太坊擴容社區的陰霾--OptimsitcRollup2019下半年，OptimisticRollups(ORU或Optiroll)作為以太坊Layer2擴容協議迅速興起大熱。本文旨在概述新興ORU的開發生態系統至發稿時的簡況。我們先將ORU理論屬性放于Layer2設計空間大背景下，之后比較不同項目的方法和技術設計決策以及其中的各種取舍。9個項目包括：FuelLabsANONWhitehat,Cellani,Lim(hereby“WCL”)PinkiebellOffchainLabsInterstateNetworkOptimismIDEXCeler點擊此處回顧他們的差異性。最后，我們將深入探討一些定性問題，這些問題將圍繞以上項目如何在空間中發揮自己的作用。背景&理論

消息人士：Reddit 可能很快會將用戶的 Karma Points 轉換成基于以太坊的 ERC20 代幣:11月6日消息，一名 Reddit 工程師發推表示，美國社交媒體兼網絡論壇 Reddit 可能很快會將用戶的社區積分 Karma Points 轉換成基于以太坊的 ERC20 代幣，并在此過程中新增 5 億加密用戶。[2021/11/6 6:35:50]

盡管美名在外，但開放且未授權的區塊鏈也有很多問題：網絡中的所有完整節點必須可見，并驗證系統處理的每筆交易；超低效率是加密貨幣備受爭論的擴容挑戰的核心。Layer2協議是減輕此類負擔的一類方法。將所有的節點全部驗證所有交易，變為僅由感興趣的各方對交易的某些子集進行本地驗證，以此來轉移這種負擔。重要的是，他們保留基本層無需信任的安全模型，同時無需依賴用戶自己運行的軟件以外的資源。數據可用性：解決

在以太坊Layer2研發的早期階段，研發人員計劃在隱含假設下運作，即基礎層“減輕驗證負擔”就是完全將交易數據隔離在區塊鏈之外。。加密貨幣協議有其內在的經濟屬性，可以激勵區塊生產者及時地、廣泛地共享區塊；區塊鏈基礎層有時被稱為“數據可用性引擎”。確保數據是公開的，可以保證其能夠進行驗證，并且無效交易幾乎無法通過。因此，在Layer2的場景中，如果要將數據完全隔離在鏈外，將不再能保證我們有這種數據可用性；因為那些擔心數據有效性的人可能會隱瞞數據。因此，我們必須弄清楚，在這種極端情況下，如何以某種方式確保不會發生無效的狀態更新。對于Layer2系統，數據隱瞞問題始終是最難最壞的情況；因為最糟糕的就是在沒有信息的情況下去探尋事實。如果我們的定義足夠寬松，針對該數據隱瞞問題的所有解決方案都可以分為兩大類：狀態通道和Plasma。如果兩方在一個通道中，雙方一致同意后，鏈下數據的更新才真正有效。因此，如果Alice選擇保留Bob的數據，Alice將處于最新狀態；保留數據對她沒有好處。相比之下，Plasma則沒有雙方一致同意的這一要求。這直接導致在Plasma中，如果用戶沒有任何直接證據，則可能發生無效更新。即使在這種情況下，Plasma仍可以保證用戶持有必要的鏈下數據，在交互質疑期中證明并確保其資產所有權。就實際結果而言，狀態通道已成為第一個Layer2構造。人們很容易理解，且狀態通道確實解決了一些基礎的研究挑戰，我們的確也看到狀態通道在比特幣和以太坊上的應用。狀態通道具有一些實用屬性，例如即時交易，這些屬性非常契合一些特定應用程序的需求。盡管是較通用的擴容方案，但在某種程度上仍受限制。從本質上講，通道之間是彼此獨立的，且免信任的連接將導致資本效率低下，及/或受制于可用的流動路徑。Plasma有望提供一種用途更廣，側鏈式擴容方案，使參與者之間可以更輕松地進行信息交互，但是它的發展路程卻更艱難。有關Plasma技術挑戰的細節不在本文討論范圍之內。但是，簡單來說，不能保證數據可用性的這種特質，讓很多特性難以立刻保留，例如：支持任意計價支付，用戶的驗證/存儲要求最小化，避免大批量退出方案，以及支持智能合約邏輯。雖然可以緩解這些問題，但是解決一個障礙的代價往往是加劇另一個障礙。簡而言之，很難做到完全正確，即使這些構造足夠可行，其復雜性也會讓實踐變得困難而緩慢。。即使有人認為這種說法還為時過早，但是毫無疑問，Plasma比預期設想的更加困難復雜，而且傳輸結果的空間速度比最初希望的要慢。隨著Plasma的停滯，以太坊社區渴望類似非監管下的、具有側鏈特性的事物。此時，就研究和實施狀態而言，OptimisticRollup出現了。數據可用性：讓步

以太坊二層擴容網絡Boba Network宣布OVM 2.0將于10月28日部署至主網:10月27日消息，以太坊二層擴容網絡Boba Network宣布，OVM（Optimism虛擬機）的2.0版本將于10月28日上線Boba Network主網。[2021/10/27 21:00:55]

我們可以在各種先前的提案中發現目前OptimisticRollup的構造痕跡，比如Shadowchains,Coinwitness,bulkvalidationwithZK-SNARKS(現在稱之為ZK-Rollup),以及2015年初的一場關于Arbitrum的學生演講等。就目前了解而言，JohnAdler和MikerahQuintyne-Collins將協議基礎稱為“合并共識MergedConsensus”。先前的PlasmaGroup團隊在一篇博客文章中描述了類似原理，并在OptimisticLayer2游戲語義分析中將其定為框架，命名為OptimisticRollup，并最終確定。OptimicticRollup采用前一段中所述的框架并把它翻轉過來；ORU并不打算在數據隱瞞的情況下保留非監管性，而是采取了一種更直接的方法，即直接要求將交易數據發布在鏈上，更具體地說，要求將足夠的數據發布在鏈上，以便任何運行以太坊節點的人都可以重建ORU的狀態。擴容的好處在于，Layer1僅需發現數據并將其Merkle樹化為區塊根，無需執行任何操作；計算僅在Layer2執行。因此，交易數據作為呼叫數據發布在鏈上，并且不存儲在狀態中；因為狀態容量增長和計算成本是以太坊擴容的核心瓶頸，這具有不小的增長空間。與Plasma一樣，基礎層無法直接驗證交易就意味著會有一些無效交易。在ORU下，任何當事方都將見證無效交易的更新，然后通過欺詐證據向基礎層展示欺詐證明，欺詐證明將還原欺詐性區塊以及及后續的區塊更新。一旦過了足夠的時間而沒有提交欺詐證明，就可以確定并匯總區塊，從這些區塊中啟動的提款就可以完成。為了抑制故意發布無效區塊的行為對社區的惡意破壞，區塊提交人會發布一個保證金，如果欺詐證明有效，將大幅削減保證金。這種防欺詐處理的精確方式是任何特定ORU結構的核心。與Plasma相比，ORU有一個不可避免的根本性缺點，那就是它的擴容性相對較低。假設鏈上數據與ORU塊中的數據成正比，則ORU構造會受到基礎層最大數據量的限制。不過在其他方面ORU也有很多益處，包括：更輕松/更廣泛地支持智能合約更容易地支持任意付款面額無需許可的區塊生產更簡單的博弈退出機制相對簡單的操作正如我們預料，即使是上述因素也需要在不同的ORU結構中相互權衡。ProjectsOverview項目概覽

動態 | USDC Treasury向以太坊網絡增發150萬枚USDC:據Whale Alert監測，北京時間12月16日18點20分，USDC Treasury向以太坊網絡增發150萬枚USDC。[2019/12/16]

Linktospreadsheet本報告采訪了9個使用ORU設計模式的項目，其中一個項目選擇在發布時保持偽匿名狀態。僅考慮OptimisticRollup范圍內的項目，也就是說，它們必須都是“Optimistic”，包括某種假設，即“假設有效，除非或者直到提交欺詐證明”并包括“Rollup”，即，鏈上發布了足夠的數據，任何觀察者都可以重建狀態并檢測無效性。大多數所討論的大多數項目都嚴格符合這些參數，唯一的例外是IDEX2.0，其詳細信息將在下面討論。基于Plasma或與Plasma相鄰的構建上工作的其他各種項目，都屬于研究ORU的初期階段，包括Matic，LeapDAO和CryptoeconomicsLab。智能合約支持和欺詐證明互動性

動態 | 以太坊未確認交易35216筆:據Etherscan.io數據顯示，以太坊未確認交易35216筆。當前挖礦難度2588.05 TH，交易處理能力5.7 TPS。截至目前以太坊全球均價為144.83美元，最近24小時跌幅為0.25%。[2019/12/14]

ORU項目之間的核心區別在于它們對智能合約腳本的支持程度，以及它們所需要的驗證和欺詐證明的性質。在本次調研的9個項目中，有5個項目在其Rollup中實現了完整的以太坊虛擬機功能，其中rollup側鏈具有Solidity智能合約支持，其支持程度與以太坊基礎層的智能合約支持程度相當，而其余項目則更偏向于支持更有限的、受限的功能。廣義上講，除了智能合約功能本身之外，支持完整的EVM能夠保證rollup和主鏈之間的技術一致性，有望與基礎架構工具更輕松地集成，并且讓開發人員更容易過渡，他們已習慣在Layer1上使用Solidity編譯的智能合約。相反，那些更偏向于支持更有限的、受限的功能項目具有以下優點：成本更低的欺詐證明，驗證更容易，可以針對特定用戶直接實現優化以及總體上的簡化。以上是報告的第一部分，剩下兩部分將于近日陸續發布，內容包括：完整的EVM:Layer2虛擬機應用特定的Rollups信任假設營利用戶體驗/驗證關于研究/討論的開放性話題另外，你也可以進入我們的媒體平臺閱讀完整內容！

動態 | 韋氏評級：以太坊發展似乎固步不前，Cardano和Algorand則表現亮眼:加密貨幣評級機構韋氏評級（Weiss Ratings）轉發以太坊開發公司CasperLabs介紹新以太坊PoS協議“ Highway”的文章，并評論稱，Cardano已經解決了CBC Casper協議解決的大部分問題。Algorand也是如此。似乎ETH在這上面浪費了很多時間，一直試圖“重造輪子”。[2019/11/6]

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