輕松理解Rollup：詳解ZK Rollups、Optimistic和Arbitrum的區別-ODAILY_ROL

原文作者：Future小哥哥

01什么是Rollup

Rollup顧名思義，為歸納，整理的意思。

在以太坊網絡中，由于ETH網絡帶寬的原因，Gas費用常常在網絡交易較多擁堵時，會有較大幅度的提升。使得交易一次的成本很高，有時甚至達到幾十，幾百美金一筆，而且速度很慢。

這就類似我們工作日吃飯，和節假日旅游景區吃飯排隊時間增加與價格提高；或者通過高速路口收費站平日與假期的區別一樣。

以太坊每一筆交易都包含了數據，而每一個數據都會消耗gas，由于以太坊網絡設置了每個區塊數據量的上限，以及TPS上限。所以，我們如何將以太坊的容納度與速度，TPS提升，而又不用將所有內容數據轉移到offchain呢？Rollup就應聲而出

而Rollup的作用，就是將以太坊需要計算的內容Copy復制，發送到以太坊之外連接的Layer2協議進行計算。然后，將結果信息壓縮打包整理，整裝待發，重新發回到在鏈上網絡。

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而壓縮塊中，存有大量的簽名確認信息。原先鏈上每筆交易一個Block里面只能有一個確認Sign簽名，而現在這個塊等于壓縮了很多筆交易簽名的VIP簽名塊。VIP一個過了，等于100個過了。這就間接將ETH的TPS大幅提升。

這就類似每個人都有1個問題，但挨個參會陳述費時費力。就通過推選的，被信任的代表，來匯總審核大家的問題，集中處理，從而大幅提高了效率。1個代表問題解答完了，等于100個問題OK了。

鏈上的部分數據不變，所以，中間的代表人物的靠譜程度，也決定了以太坊的安全性，Rollup的模式不同也就產生了不同的風格與優劣。

分析 | 比特幣很有可能輕松突破今年1.4萬美元的高點:據福布斯消息，ThinkMarkets首席市場分析師Naeem Aslam刊文稱：“比特幣今天的漲幅超過11%，今年迄今已超過200%。比特幣是本周的熱門交易，鑒于巨大的不確定性和避險態度，我認為比特幣很有可能輕松突破今年1.4萬美元的高點。過去幾周，比特幣價格與50日移動均線持續較勁，但最終多頭勝利…我認為比特幣價格可能會超過今年高點的另一個原因是，沃倫?巴菲特（Warren Buffett）將自己的現金儲備提高到了令人瞠目的水平，我堅信未來幾周股市的走勢將是熊市。總而言之，留給交易員的選擇并不多，其中包括買入比特幣避險。[2019/8/5]

所以，這里暫時先快速講解一下，幾位代表，ZKRollups和Optimistic的淺層區別：

02什么是ZKRollups

ZKRollups,ZKSnark或者叫ZeroKnowledgeRollups，顧名思義，通過零知識證明驗證來進行Rollups環節。零知識證明，也是區塊鏈公鏈項目Algorand的創始人SilvioMicali在密碼學的主要貢獻之一。

聲音 | 江卓爾：CSW聲稱錢多，能輕松碾壓ABC，卻在關鍵的前3天不碾壓，非蠢（傻逼）即壞（撒謊）:江卓爾發微博稱：Bitcoin.com主動找礦場和礦池求租算力，有多少要多少。CSW卻把找上門的算力拒之門外，然后唧唧歪歪 “香港礦工會上有成千上萬P算力可租，但我們只用誠實算力”。ABC愿意燒錢，用真金白銀獲取社區和交易所的認同，火幣等交易所根據最長鏈原則，認可ABC鏈為BCH。CSW聲稱錢多，能輕松碾壓ABC，卻在關鍵的前3天不碾壓，非蠢（傻逼）即壞（撒謊）。[2018/11/18]

ZK的四大特點：

ZeroKnowledge:驗證者無需看到交易平臺有數據

Succinct:言簡意賅的，簡練的

Non-Interactive:無需知道驗證者是誰

ArgumentofKnowledge:證明交易的真實性與正確性

ICO白皮書可以通過購物網站輕松購買:記者通過搜索發現，ICO白皮書居然可以通過購物網站輕松購買，也就是說如果記者隨便編造一個幣種，找人定制一本白皮書，從網站上抄幾行代碼，找到OKEX、火幣網等交易平臺，理論上也能出一種數字貨幣。[2018/5/2]

所以ZkRollups的核心方法，即通過嚴謹復雜的驗證算法，Layer2協議中的驗證者來認證不同數據的真實性(ValidityProof)，從而將認證結果打包。以太坊網絡排除多余工作信息后，可以直接將存有大量壓縮簽名信息的數據block吸收進網絡。

任何人都可以參與網絡認證，成為認證者，所以，本質上來說，ZKSnark也是一種PoW共識機制的Layer2協議。

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Layer2被以太坊驗證的速度很快，可以很快把存在Layer2的資產，提幣回Layer1以太坊

很適合應用在Payment，銀行，交易平臺等需要快速結算的業務

：由于算法較為復雜，對應用開發有點門檻

華爾街分析師湯姆?李：2018年，比特幣價格可輕松翻倍:市場戰略公司Fundstrat Global Advisors的聯合創始人湯姆?李（Tom Lee）認為，今年比特幣的價格可以“輕松翻倍”。在接受CNBC電視節目“Futures Now”的采訪時，這位華爾街策略師甚至認為2018年比特幣的價格可能會提高三倍。[2018/1/11]

但如果未來能基于算法，開發出對Dapp更友好的模式，ZK還是最具有長期擴容價值的方法

03什么是OptimisticRollupsLayer2

Optimistic的方法如其名字的意思：樂觀的，開始認為所有發送的交易都是值得信賴認證過的，

Layer2驗證者需要先質押Token作為保證金，如果驗證過程中，別人發現了有問題的打包，那么該驗證者將被罰款部分Token，并把其作為獎勵給與發現問題的人。

每次數據打包后，會有驗證期，以供其他驗證者檢查是否有問題，是否需要重新退回打包。

OptimisticRollups也具有智能合約功能，可以擁有相應的治理Token,

OpRollups與ZKRollups方法本質的區別是，ZK所有人都可以參與通過PoW認證來參與認證，而OP里面更傾向于選擇一組值得信賴的認證者，監督整個打包交易的過程。

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1.適合開發Dapp，可以幾乎無縫遷移原本在Layer1的項目，同時也在開發相應的OVM虛擬機

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Layer2提幣到Layer1的速度較慢，通常需要1周以上但目前正在有優化的補充協議幫助加速此種模式的速度。

有驗證者作惡的風險成本。

我們經常用來談論的OPToken，Optimism是利用Optimistic方法的Layer2協議之一，而Arbitrum也是利用OptimisticRollups模式開發的Layer2協議。由于Opitmism項目和OptimisticRollup的方法名稱很類似，所以很容易搞混。

04什么是Arbitrum

首先，如前所述，Arbitrum本質上也是一種利用樂觀型OptimisticRollup模式的Layer2協議項目。經常用于與Opitmisim項目進行對比，目前在Layer2層面的TVL屬于眾多協議最高。OP項目在進行認證時，只進行一輪欺詐證明，并且Layer2的交易計算依靠Layer1來執行。

而Arbitrum在驗證時，進行多輪fraudproofs.同時，Aribitrum的交易，并不在Layer1上進行執行，并且有自己的虛擬機，更加兼容ETH網絡。

小結：

本文盡量用輕松的例子講解困惑很多周圍朋友的幾個熱點概念，包括作者本人也曾被各種OP,ZK系列項目和方法論困擾。經過思考和例子的講解，希望能夠讓大家有個更清晰的概念，技術層面的愛好，還可以咨詢相應協議開發的工程師，為了保留一些腦細胞，本文就不對技術細節進行詳細闡述了。最后再整理一下：

Rollup指的是一種整理方法，把一堆交易任務送到Layer2協議去打工，從而提升以太坊的運行效率。

ZkRollups是指一種利用零知識證明的密碼學算法，在無需知道驗證者是誰的情況下，完成外包工作的Layer2方法。

OptimisticRollups是指利用一堆驗證者，在默認打包是好的情況下，通過獎懲機制，監督發掘是否有Bug的Layer2方法。

Optimism和Arbitrum都是OptimiscticRollups方法為基礎開發的項目。

Zksync,ZKxxxxxxx很多ZK，都是以ZKRollups方法為基礎或噱頭，開發的項目。

目前的ZKRollups更適合Payment，等需要快速交易的業務，算法稍復雜；而Optimistic類方法更適合Dapp開發與Defi業務，就是提幣時間有點長。

其他Layer2協議，Plasma，Metis，還有利用博弈機制和AI的Truebit等，都在探索以太坊的擴容最優解。

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