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Rollup 即服務挑戰與機會:從多鏈到多 Rollup_ROL

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區塊鏈將迎來Web3的multi-rollup未來,任何人都可以通過SDK快速啟動他們的rollup,并以高性能和低成本在rollup上運行應用程序。

原文標題:《DAOrayaki|Rollup即服務的機會:從多鏈到multi-rollup》

撰文:nanfengpo

編譯:Xinyang

Cosmos和Polkadot采用多鏈結構的擴展方案。他們的區塊鏈SDK,Tendermint和Substrate,被許多項目用于定制自己的區塊鏈。這些區塊鏈使用跨鏈協議,如CosmosIBC、PolkadotXCM和bridges?來進行互動。然而,這些協議很難保證高安全性,這導致了頻繁的黑客竊取。因此,跨鏈協議沒有帶來預期的效果,區塊鏈之間仍保持相對獨立。

FromCosmosNetwork-InternetofBlockchainsandGettingStarted·PolkadotWiki

后來,出現了一種更安全的擴展技術,稱為rollup。rollup將第2層的交易壓縮成一個「批次」,上傳到第1層,并通過欺詐證明或有效性證明證明第1層的狀態轉換的有效性。由于數據的可用性和狀態的有效性在第1層得到驗證,rollup獲得了與第1層相同的安全水平,確保資產可以在第1層和第2層之間安全轉移。

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到目前為止,許多rollup項目,如Arbitrum、Optimism、ZkSync和StarkNet都已經在使用。除了這些通用的rollup,還出現了一些特定應用的rollup,包括基于StarkExrollupSDK?的dYdX和DeversiFi等。雖然rollup技術還沒有完全發展起來,掌握這種技術的團隊也不多,但市場上對這種技術的需求仍然很強烈。

通用型和特定應用型rollup來自https://l2beat.com/

rollup提供了一個獨立的執行環境,具有高TPS、低Gas和從第1層訪問所有資產的能力,這有助于區塊鏈上的應用從DeFi擴展到更普遍的領域,如游戲和社交網絡。我們預計rollup將逐漸成為一種提供給Web3應用程序的服務,即RollupasaService。一些項目現在正朝著這個方向發展。以太坊以rollup為中心的路線圖和StarkNet的Layer3架構都展示了特定應用的multi-rollup未來。

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StarkNet的架構描述,采用了特定應用的multiplerollup作為Layer3,來源Medium

建立RaaS的挑戰

rollup在提供RaaS方面仍然面臨以下挑戰。

工程方面

首先,讓我們來談一談rollupSDK。人們可以在SDK的基礎上快速部署一些配置和啟動rollup。為避免重新發明車輪,開源的rollup是SDK開發的更好選擇。對于Optimistic-rollup,Arbitrum和Optimism都是開源的。從L2beat那里,我們可以看到Metis和Boba都是在Optimism的代碼基礎上開發的。相比之下,ZK-rollup的開源程度不高。ZkSync發布了v1版的完整代碼,但v2版只有合約代碼。StarkEx只發布了合約代碼,并通過一個封閉的源代碼向第三方提供其他模塊。StartNet只提供Cairo的代碼。

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盡管Optimistic-rollup系統擁有更成熟的代碼庫和對EVM更好的支持,但欺詐證明的固有特性使它們在最終性和安全性方面遠遠落后于ZK-rollup系統。ZK-rollup第2層的交易在第1層被證明后立即完成,而Optimistic-rollup第2層的交易由于有挑戰期,需要幾天時間才能完成。另一方面,Optimistic-rollup需要更多的安全假設:至少1-out-of-N誠實操作者來保證欺詐證明提交,有一個抗審查的第1層來保證欺詐證明接受。

總而言之,我們現在就可以在現有的開源代碼基礎上快速建立一個Optimistic-rollupSDK,但從長遠來看,ZK-rollupSDK似乎更有吸引力。當然,除了代碼庫的問題,ZKVM的設計,即ZKP可驗證的智能合約,也是迫切需要的。目前,各種ZKVM解決方案正在開發中。每個解決方案的方法仍然不統一。

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一圖比較ZKVM,來源:YeZhang’stalk「AnoverviewofzkEVM」

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性能方面

如前所述,分批交易需要以rollup方式發送到第1層,因此rollup的TPS受限于第1層的存儲空間,也就是數據可用性問題。以太坊已經提出了一系列的第1層存儲擴展解決方案,包括EIP-4488、Proto-Danksharding和完整的Danksharding。除了第1層的擴展,許多項目如Celestia和PolygonAvail也在嘗試擴大第2層的存儲容量。然而,這些解決方案的安全性和易用性仍需進一步研究。

EIP-4488和Proto-danksharding將如何增加區塊大小,來源:Vitalik’s「Proto-DankshardingFAQ」

在ZK-rollup方面,TPS還受到ZKP計算速度的限制。Paradigm和6block在GPU、FPGA和ASIC上有不同的硬件選擇來加速計算。此外,6block比較了幾種ZKP分布式計算的軟件架構,包括礦池、證明聚合和DIZK。ZPrize,一個即將到來的競賽,也激勵開發者找到有價值的解決方案來加速ZKP計算。

確保rollup服務的高可用性是另一個關鍵問題。目前市場上的rollup服務幾乎都是中心化的,也就是說,只有特定的運營商可以向第1層提交批次和證明。這是一個脆弱的設計,因為SPOF將很容易導致服務不可用。由于軟件錯誤和硬件故障,Arbitrum已經多次遭受了數小時的停機。許多項目都在致力于去中心化rollup以避免SPOF,包括zkSync、StarkNet、PolygonHermes、PoVP和taikocha.in。

經濟模式

RaaS正在考慮應用一個好的經濟模式。目前,服務提供商的利潤主要來自于第1層和第2層之間的交易費差距,即從第2層收取費用作為收入,向第1層支付費用作為成本。Optimism已經發行了治理代幣,但收入仍不足以維持開支。

rollup和它們的費用,來自https://l2fees.info/

現有的大多數rollup是建立在區塊鏈上的第三方服務,所以它們的主要收入僅僅來自于交易費。然而,我們可以跳出這種思維模式,將rollup視為區塊鏈提供的原生服務。就像Cosmos和Polkadot的設計一樣,整個系統包含一個區塊鏈和附著在區塊鏈上的多個rollup,形成一個具有無限可擴展性的去中心化網絡。通過這種方式,網絡可以用相同的原生代幣獎勵第1層區塊鏈驗證者和第2層rollup運營商。這個想法類似于Polynya提出的shrinedrollup,值得進一步研究。

功能方面

與Cosmos和Polkadot的跨鏈協議一樣,當一個區塊鏈上部署了多個rollup時,cross-rollup協議是必要的。用戶也可以從第1層提取他們的資產,并將其存入另一個rollup,但這個過程需要在第1層支付額外的費用和更多的操作步驟。一些第三方cross-rollup橋利用流動性池來幫助用戶在rollup之間即時轉移,但這些橋和跨鏈橋一樣容易被竊取。

Vitalik在《終局》中描述的一個未來區塊鏈架構,當中有multiplerollup和cross-rollup橋

理想情況下,區塊鏈應該提供一個原生的cross-rollup橋,由其驗證者維護以保證安全。此外,這樣的橋最好支持從一個rollup到另一個rollup的同步消息調用,也就是說,一個rollup上的用戶可以直接調用另一個rollup上的合約。這將最大限度地提高multi-rollup架構中的用戶體驗。這里的底層技術很復雜,但我們期待著它的出現。

結語

這篇文章描述了RaaS,即為DApps提供rollup服務。顯然,區塊鏈將迎來Web3的multi-rollup未來。任何人都可以通過SDK快速啟動他們的rollup,并以高性能和低成本在rollup上運行應用程序。在討論了RaaS可能面臨的所有挑戰后,我們最終提出了原生rollup的想法,這將有助于區塊鏈用其原生代幣獎勵rollup驗證者,并提供一個由其驗證者維護的cross-rollup橋。我們計劃進一步仔細研究,并在未來的文章中詳盡闡述。

Tags:ROLROLL區塊鏈STATROLLBenjiRolls工業區塊鏈staking ETH

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