Rollup 的新分類：Sovereign 與 Based Rollup_ROL

作者：NIC Lin 來源：medium

Rollup

不管是Validity Rollup還是Optimistic Rollup，它們都會將資料上傳到L1（比如以太坊），讓所有人都可以通過存取L1來存在取到該Rollup的資料，并借此導出Rollup最新的狀態，比如愛麗絲有10 USDT、鮑勃有5 USDT。

沒有把資料上傳到 L1 的就不僅僅屬于 Rollup（例如 Validium、zkPorter 或者 Arbitrum AnyTrust），它們不是這篇文章要討論的對象。其他文章也不會討論 Rollup 如何驗證狀態的有效，也就是有效性Rollup 和 Optimistic Rollup 的區別。

本篇第一部分將介紹Sovereign Rollup。Sovereign Rollup 如其名，是屬于擁有自主權的Rollup，進行Rollup 版本升級或硬分叉都發生在Sovereign Rollup上，不像大家現在所熟悉的 Rollup 我們（以下簡稱 Classic Rollup），Classic Rollup 進行升級、硬分叉的地方不在 Classic Rollup 上，而在 L1 的 Rollup 上：在 L1 的 Rollup 由多簽錢包或治理投票執行版升級。也是由一個L1上的結合來決定一個 Rollup 目標之前應該用哪個版本。而且如果 L1 發針對應該 Rollup 的攻擊，比如攻擊治理機制或者攻擊 Rollup合約本身，應該 Rollup 都是會受到影響的。相對地，因為 Sovereign Rollup 只是單純把L1 當成為放資材料的地方，那么所有 Sovereign Rollup 成員都可以自己在鏈下決定目標之前應該使用哪個版本，而不受管 L1 發生什么事，只要 L 1 本身沒有被攻擊（例如發生 Re-org 或者是鏈停擺）， Sovereign Rollup 就不會受到影響。

Web3游戲基礎設施開發商zkMeta將在Polygon上創建游戲專用Rollup:3月23日消息，Polygon Labs 宣布 Web3 游戲基礎設施開發商 zkMeta 正在 Polygon 網絡上創建一個游戲專用 Rollup，zkMeta 的目標是 2023 年第三季度完成產品集成，Era7 將是第一個使用 Polygon ZK 技術在 zkMeta 上發布的游戲。zkMeta 還將探索使用 Polygon zkEVM 零知識技術和 Polygon Supernets 解決方案來構建自定義應用程序特定的區塊鏈。[2023/3/23 13:22:34]

第二部分將介紹 Based Rollup。Based Rollup 移去 Sequencer 這樣的角度，將交易排序的權力交給 L1 的礦工、Validator、MEV Searcher 等。不只讓排序交易變得更去中心化，同時也能簡化設計、移除系統允許多少元器件。

Data Availability Layer and Settlement Layer（數據可用性層和結算層）

Classic Rollup 例如Arbitrum、Optimism、StarkNet 等等，除了把Ethereum（L1）當作放資料的地方（也就是Data Availability Layer），還同時將Ethereum 當作Settlement Layer：在Ethereum 上進行結算，把L2 的狀態（也就是L2 各個地址的余額）寫到L1 上。

為什么會需要把L2 狀態寫到L1 上？因為這樣L2 和L1 就能互通訊息、互通資產：L1/L2 的dApp 能同步訊息并合作、L1 的ETH 能安全地在L1/L2 之間流轉、L2 的ARB/OP 也能安全地在L1/L2 之間流轉。

Cardano推出首個ZK-Rollups擴容解決方案Orbis:2月25日消息，Cardano（ADA）推出首個 ZK-Rollup Layer 2 解決方案 Orbis，旨在通過提升可擴展性和交易吞吐量支持 DeFi 應用程序和區塊鏈生態系統，交易會在 Orbis Layer 2 鏈下執行并形成一個零知識證明，然后提交給 Cardano Layer 1。

Orbis 有兩個主要組件：證明者（Prover）和驗證者（Verifier），前者目的是構建 zkSNARK 證明來驗證交易的發生，后者是一個鏈上智能合約，接受鏈上資產輸入，將它們鎖定在合約中，以便它們可以在 Rollup 中使用并確保不會出現雙花風險。據了解，Orbis 團隊已經在 Project Catalyst 的 Ideascale 平臺上發布了資金申請，希望申請 100 萬美元資金來支持開發和上線工作。[2022/2/25 10:16:05]

L1能讀到L2狀態，就能安全地進行消息傳送，L1/L2之間就能互通有無

而 Sovereign Rollup 即拿掉 Settlement Layer（或者說將自己改變成 Settlement Layer），單一將 L1 作為 Data Availability Layer 使用。

L1 只讀取到 Sovereign Rollup 放到 L1 的區塊或交易資料，但不知道 L2 最新狀態，也沒法交互

為什么要拿掉Settlement Layer？有不同理由或原因：

如同開頭所述，如果Rollup 的Settlement Layer 在L1，則它將會受L1 所影響，不管是要升級還是被攻擊

可能L1 本身不支援復雜的運算來做到紀錄Rollup 狀態并利用這個狀態進行訊息資產的互通等功能，例如像是在Celestia上你只能單純放資料上去，或像是在Bitcoin 上你只能進行能力有限的運算，這樣的L1 也就沒辦法成為Settlement Layer

V神：預計1個月左右將推出完全兼容EVM的Rollup:3月10日消息，以太坊聯合創始人V神在最近的播客節目上表示，Eth2開發人員正致力于進行以太坊鏈合并工作，并相信在分片開發完成之前，第二層解決方案可以支持以太坊網絡。他稱：“Rollup很快就會出現。我們完全有信心，而到需要更多的擴展性能時，分片已經準備好很長時間了。”此外，V神預計，“大約在一個月左右”，將推出完全兼容以太坊虛擬機(EVM)的Rollup。V神還表示，以太坊網絡即將擴展100倍，并預測Optimism將在未來幾周內發布其第二層解決方案。此前2月25日消息，以太坊擴容方案Optimism官方宣布將于3月推出主網。（Cointelegraph）[2021/3/10 18:31:29]

或許該Rollup 本身就不需要另外一條鏈來作為Settlement Layer，它有自己的原生代幣、生態，不需和L1 互通資產

Sovereign Rollup 單純將L1 作為Data Availability Layer，把資料上傳到L1，仰賴L1 確保資料可得且資料排序不會改變。Sovereign Rollup 的節點則靠著讀取L1 上的資料并進行解讀，來算出該Sovereign Rollup 當前的最新狀態。「解讀、算出」代表的其實就是Sovereign Rollup 的共識規則、State Transition Function：怎么從L1 資料中篩選出符合該Sovereign Rollup 格式、規則的區塊和交易、篩選后怎么驗證這些區塊和交易、驗證后怎么執行這些交易來算出最新的狀態。

Sovereign Rollup 節點從 L1 資料中篩選出自己的區域，并解讀、算出最新狀態

如果兩個 Sovereign Rollup 的節點是不同版本的，就可能會讀出不同的資料、或者是算出不同的最新狀態，也因此這兩個節點就不會在同一條鏈上，它們各自所見的其實就是兩條分開的鏈條的其中一條。

以太坊擴容方案Arbitrum Rollup推出錢包應用可于測試網轉移ETH:11月20日，以太坊擴容方案Arbitrum Rollup的開發團隊Offchain Labs發推宣布推出Arbitrum Burner錢包，利用該錢包可以更簡單地在Arbitrum Rollup測試網上進行ETH或代幣轉移。[2020/11/20 21:26:47]

不同版本本的節點可能會得到不同的狀態，也只是分岐到不同的鏈接上

這其實就和你跑不同版本的Ethereum 節點一樣，兩個版本有可能不會是同一條鏈。例如硬分叉后，忘記更新節點版本、不愿意更新節點版本的人就會自然地留在原本的鏈上（例如ETC、ETHPoW），而更新節點版本的人就會在新的鏈上（ETH）。

看到這邊讀者應該也知道為什么它會被稱作Sovereign Rollup 了，因為在Sovereign Rollup 中大家可以各自按照自己群體的（社會）共識，去選擇節點版本、去解讀資料。如果今天該Sovereign Rollup 社群出現像是ETHPoW vs ETH 的分歧，那就是大家各走各的，選擇不同的節點版本去解讀資料，但資料還是原本那一份，沒有改變過。

注：當然分叉后，各自版本的節點就會上傳符合自己規則的資料到L1，屆時兩邊都會直接過濾掉對方上傳的資料。

在中間的時間點下面的節點分到了v1.1.2版，之后彼的區塊就各獨立了

有哪些Sovereign Rollup？

目前沒有什么 Sovereign Rollup 的例子，不過隨著區塊鏈的模組化設計風潮越來越熱，肯定會有許多 Sovereign Rollup 出現。例如Celestia 正在設計的模組化框架Rollkit可以透過Cosmos SDK 打造一個Sovereign Rollup。不像原本使用 Cosmos SDK 打造的鏈（一個L1）會需要執行Tendermint 共識來決定交易排序，該 Sovereign Rollup 可以像目前常見的Rollup 一樣使用單一 Sequencer 來排序交易，省去需要多個共識節點并仰賴其安全性的困擾以及執行共識演算法所消耗的資源。且該 Sovereign Rollup 是將交易資料上傳到Celestia，但同時因為是 Rollup 所以不會受L1 影響（例如升級或被攻擊）。

公告 | 火幣API將于今日17:00在成交明細接口新增role字段:據官網公告，因當前成交類接口缺失訂單的taker/maker信息，將潛在影響交易決策。遂火幣將于2019年7月22日17:00優化成交明細、當前和歷史成交兩個接口，接口返回中新增role字段，該字段用來表明當前訂單是taker訂單或maker訂單。[2019/7/22]

或是假設Arbitrum 不再使用Ethereum 當作Settlement Layer、不再需要和Ethereum 互通訊息或資產，單純把Ethereum 當成放資料的地方，則這樣的Arbitrum 也會成為一個Sovereign Rollup。

另外也有像是Settlement Rollup 這樣的定義出現，不過它基本上就是Sovereign Rollup，然后這個Sovereign Rollup 還會是其他鏈的Settlement Layer。也就是說，如果一個Sovereign Rollup 上面還會有其他鏈、其他Rollup 將它當作Settlement Layer 的話，這個Sovereign Rollup 就可以稱作Settlement Rollup。

如果Ethereum 今天改成把鏈的資料都上傳到Celestia，那這樣的Ethereum 就會是Celestia 上的Sovereign Rollup，且同時也是Settlement Rollup，因為Ethereum 上面還有許多鏈、許多Rollup 把它當作Settlement Layer。

Ethereum 是Celestia 上的Sovereign Rollup，也是Settlement Rollup

另一個最近出現的Rollup 分類是Based Rollup，又或著稱L1-sequenced Rollup。Based Rollup 的 Based 指的是在排序交易這件事上，Rollup 不是交給一個 Sequencer（或多個 Sequencer）來排序交易，而是完全交給L1 的礦工、Validator 或 MEV Searcher 等等來排序交易。Classic Rollup 將資料上傳到L1 時，L1 Rollup 合約會檢查是不是符合資格的Sequencer 所上傳的，而Based Rollup 則是沒有限制，任何人都可以上傳。

任何人都可以上傳 Based Rollup 的區塊

Based Rollup 最大的優點就是沒有 Sequencer，也就沒有單點故障的問題或什至需要擔心Sequencer 有完全交易排序權力的問題，也就是不需要擔心Sequencer 當機導致鏈停擺或故意不收特定使用者的交易，或是擔心Sequencer 會惡意套取使用者的MEV。Based Rollup 完全繼承L1 在出塊上的去中心化程度。

Based Rollup 有以下優點：

使用者離開 Rollup 的成本很低

一般Rollup 為了避免Sequencer 故意不收入特定使用者交易或是Sequencer 停擺導致使用者無法離開Rollup，會設計一套Force Inclusion 機制或是Escape Hatch 機制來讓使用者可以不透過Sequencer 而直接到L1 安插自己的交易到L2 區塊中。但這樣的設計第一個代價是成本高，使用者必須要自己付出L1 礦工費去安插交易，第二個代價是從L1 安插的交易可能會影響Sequencer 打包L2 區塊的過程：有可能L1 安插的交易會導致Sequencer 準備收入到L2 區塊里交易無效，例如Alice 在L1 安插的交易把錢都轉給Bob，導致Alice 在L2 區塊里轉錢給Carol 的交易失敗。

Sequencer 收到Alice 的交易后，確認交易結果并放進下一個區塊中

但Alice 直接透過Force Inclusion 將另一筆交易直接送到L1，導致Sequencer 收到的Alice 交易失敗

Arbitrum 為了避免L1 安插的交易影響Sequencer 打包L2 區塊的過程，所以L1 安插的交易不會馬上生效，需要等待Sequencer 主動申請將該交易收入最新一個區塊才會生效，或如果Sequencer 都沒反應，過一段時間后就會強制生效。Optimism 則是允許交易立即生效，如果L1 安插的交易影響到L2 區塊里的交易，Sequencer 必須要自己想辦法處理。可以看這篇介紹了解更多Arbitrum 及Optimism 在處理L1 安插交易的比較。

設計簡單許多

Based Rollup 比一般 Rollup 少了 Sequencer 的角色，也就少了硬體的負擔（不必擔心 Sequencer 機器負載問題）以及任何為了讓排序交易更公平的機制（例如去中心化Sequencer 的機制）。然后也不需要Force Inclusion/Escape Hatch 機制，包含L1 的相關合約及相關鏈下工具來方便使用者能自己在L1 安插交易。

但Based Rollup 也有一些缺點：

沒有交易提前確認的服務

有Sequencer 的話，Sequencer 可以很快告訴使用者他的交易執行結果。只要使用者相信Sequencer，就能立刻確認交易結果，不需等待交易上傳到L1。

Based Rollup 中，Alice 等到交易上傳到L1 才相信自己的交易被收入，要等至少一個L1 區塊的時間

一般Rollup 中，如果Alice 相信Sequencer 會收她的交易的話，馬上就能確認交易是

會被收入失去 MEV 收益來源

MEV 不再交由Sequencer 來把關、提取，而是交給L1，因此L2 本身沒辦法獲得MEV 收益。可以透過設計出塊權利的競標機制來捕捉MEV 收益，但相對地會拉高L1 參與者參與出塊的門檻，也就降低去中心化程度，且引入競標機制也帶來一定復雜度。

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