擴容方案哪家強？Optimistic Rollup 還是 ZK Rollup_ROLL

撰文：LeftOfCenter

DeFi的火爆再一次提醒我們以太坊的擴容難題急需解決，合成資產平臺Synthetix創始人KainWarwick在對多個擴容方案開發團隊進行交涉并對各個項目進行評估后，得出了一個結論，認為OptimisticRollup是目前階段最具可行性的以太坊擴容方案，且由于DeFi生態系統可組合性的特殊屬性，這就要求以太坊平臺上的DeFi項目需要就某一個具體的擴容方案達成共識。KainWarwick認為，OptimisticRollup解決方案是最容易達成社區共識的以太坊擴容方案。

KainWarwick撰文詳述OptimisticRollup優于其他擴容方案的原因，并一個一個排除掉基于共識改善的一層擴容方案、狀態/支付通道、Plasma、閃電網絡和ZKrollup等方案，當然遙遙無期的ETH2.0也不在考慮之列。KainWarwick打算讓Synthetix采用OptimisticRollup擴容方案，以此向社區證明這項技術是可行的，并且是值得進一步投入的方案選擇。

同時，KainWarwick提出了社區中對在以太坊主網上實施OptimisticRollup方案的擔心，為此他詳述了在主網上實施SynthetixOVM變體所需的治理過程，以及一旦該方案失敗將如何實施備選方案。

不過，KainWarwick這篇文章引發了MatterLabsCEOAlexGluhowski的反對，他發布長篇推文反駁，認為KainWarwick這篇文章未提到一個關鍵點，OptimisticRollup容易被黑客以較低成本實現一層軟分叉51％攻擊，只要ETH主網未轉換PoS之前，這種攻擊隱患就一直會存在。

此外，AlexGluhowski還指出ZKRollup擴容方案的優勢，認為該方案和一層擴容方案一樣，不會因撤回延遲導致對跨層可組合性產生影響，而對于OptimisticRollup來說，則會產生延遲1周的提款問題，雖然可以用支付通道加速提款速度，但這又會增加用戶的成本。

ZK Rollup擴容方案StarkNet Alpha上線以太坊主網:11月29日消息，StarkWare推出的以太坊Rollup擴容方案StarkNet Alpha今日上線以太坊主網。StarkNet是一個無需許可的以太坊L2網絡去中心化Rollup擴容方案。StarkNet允許任何dApp實現其計算規模，而不會影響可組合性和安全性，它依賴于安全和具可擴展性的加密證明系統——STARK。StarkNet建立在Cairo編程語言之上，Cairo和STARK均由 StarkWare內部開發，并為生產級應用程序提供支持。除其他功能外，StarkNet Alpha支持通用計算智能合約，支持與其他StarkNet合約以及通過 L1<>L2 消息與L1合約的可組合性。StarkNet Alpha在Rollup模式下運行，所有狀態差異數據都在鏈上發送。

StarkNet Alpha上線以太坊主網意味著開發者可以在StarkNet上部署他們的合約，用戶可以向這些合約發送交易，每個StarkNet區塊都在鏈上被證明和驗證，應用程序獲得無限擴展并保持L1安全性。這是一個Alpha版本，該網絡仍在開發中。團隊不斷添加功能、修復錯誤并對其進行改進。在接下來的幾周和幾個月內，團隊將在以下功能上升級Alpha：合約升級機制；收費機制；添加系統調用（get_block_number、get_block_timestamp 等）。[2021/11/30 12:39:57]

以下是鏈聞對KainWarwick發布文章《WhyOptimism?》以及MatterLabsCEOAlexGluhowski長篇反駁推文進行的截取編譯。

RenVM已集成以太坊二層擴容方案Arbitrum:8月19日消息，資產跨鏈協議Ren Protocol宣布，RenVM已集成以太坊二層擴容方案Arbitrum，在月底Arbitrum正式上線主網公測版后將允許用戶通過RenBridge來直接橋接資產，將支持將BTC、BCH、DGB、DOGE、FIL、LUNA和ZEC跨鏈至Arbitrum。[2021/8/19 22:23:03]

社區共識

KainWarwick認為沒有十全十美的方案，所有方案都有自己的權衡取舍。以太坊上的DeFi項目彼此依存，因此，在選擇擴容方案時，正確的設計方案和權衡取舍還不是唯一的考慮，還必須考慮到其他項目的可能選擇，并對此進行優化。因此，擴容不僅僅是一種技術挑戰，它還是一種社會協調游戲。

Uniswap的Layer2demo方案Unipig為Optimism擴容方案獲得社區共識奠定了基礎，我也選擇支持該方案，我們不僅僅就特定的DeFi項目如何實施Optimism方案提供反饋，而且還將領導領導社區內就該方案如何達成協調而貢獻力量。

技術注意事項

將Synthetix部署到二層網絡上需要在最小化風險和減少對代碼庫修改上作出平衡。不可能同時在一層和二層上并行運行兩個不同代碼庫，也不可能用另一種語言重寫合約。Synthetix是以太坊上最復雜的智能合約套件之一，這增加了必須維護獨立代碼庫的影響。

Synthetix需要向社區證明，這項技術是可行的，并且是值得進一步投入的方案選擇，就擴容方案選擇達成共識，OVM交易演示幫助鞏固了這一點。目前有充分跡象表明社區對基于以太坊的OptimisticRollup方案達成共識，但還沒有到發布SIP提案對此進行測試的程度。

KainWarwick列出了8種當前熱門的擴容方案，包括：

Celer Network官方發現擴容方案Layer2.finance v1.0后端問題:官方消息，Celer Network發布擴容方案Layer2.finance v1.0版本測試網更新，在測試網運行過程中，官方發現了一個后端問題，該問題可能導致L2交易時間超過必要時間。雖然這個問題不涉及系統安全，但用戶體驗可能會隨著時間的推移變得更差。為確保測試網的體驗順暢，Celer的工程團隊決定暫停測試網，修復此問題并重新部署測試網。工程團隊正在修復，一旦恢復，會即刻通知用戶。智能合約運行一切正常，沒有系統安全問題。

此前消息，Celer Network最新擴容方案Layer2.finance v1.0（L2F v1.0）測試網現已上線（testnet.l2.finance），增加流動性挖礦功能。Celer表示，L2F v1.0主網上線時將同時支持和部署在其他區塊鏈例如BSC以及其他Layer2 rollup鏈，接入各類鏈上DeFi協議。此前L2F v0.1版本已支持Compound，AAVE和Curve。[2021/7/10 0:41:34]

1，快速區塊鏈，又名“以太坊殺手”，又名替代型L1，

2，ETH2.0，不過要到2032年才能正式生效

3，狀態/支付通道

4，側鏈

5，Plasma

6，零知識證明中的ZKRollup和其他解決方案

7，OptimisticRollups

8，閃電網絡

考慮到在過渡期間只能維護單個代碼庫，這導致上述大多數方案都不符合要求。當然，其中一些方案號稱是與EVM兼容，但實施以來并不像說起來那么簡單。可以立即排除掉的方案是快速區塊鏈、各種ZKRollup方案、閃電通道、狀態通道和Plasma。其中，雖然ZKRollup已經取得了飛速的發展，但目前所有變體版本都需要用新語言重寫合約。雖然這可以解決，但是目前語言工具相關成熟度并不高，這極大地提升了實施風險。

Synthetix將啟動OVM二層擴容方案C階段，支持在第二層測試網上提取代幣:根據Synthetix今天早晨召開的電話會議，Synthetix將在幾天后啟動OVM第二層擴容方案（Layer2）C階段，支持在第二層測試網上提取代幣。該階段之后，Synthetix將會進行安全演習，并啟動二層方案主網。[2020/11/20 21:27:50]

很多號稱是快速區塊鏈方案有些確實與EVM兼容，也可以部署Solidity合約，但其中需要妥協一些其他因素，Synthetix認為這降低了可行度，這其中包括一些尚未得到驗證或者可能會大幅降低安全性的新型共識機制。

鑒于ETH2.0還遙遙無期，因此也需要排除ETH2.0。基于通用計算的要求，又排除了另外2個，狀態/支付通道和Plasma。鑒于xDAI這樣的側鏈需要價值數億美元資產才能保證安全，排除掉了xDAI，就只有OptimisticRollup。

因此，最終得出，基于以太坊的OptimisticRollup方案是現階段最佳的權衡方案，而且Synthetix相信該團隊非常有行動力執行路線圖。

分階段實施的OptimisticRollup方案

OptimisticRollup方案尚未上線以太坊主網，因此目前仍然存在很大的執行風險，這也是為什么Synthetix暫未提案SIP關閉一層上的Synthetix。但作為現階段風險和權衡后的最佳選項，Synthetix將竭盡全力對Synthetix進行遷移，作為最成熟的DeFi協議之一，Synthetix將竭盡全力試水該測試方案，承擔早期的實施風險，并引領其他項目采用該方案，建立擴容方案的社區共識。

但是，隨著越來越接近主網遷移，目前存在3個主要問題：

1）欺詐證明

Cardano今日發布二層擴容方案Hydra白皮書:根據Cardano社區今日轉推的一則推特，Cardano項目已經在共識機制Ouroboros二層擴容方案Hydra上有了新突破。經過五年的研究，Cardano社區于今日發布了二層擴容方案Hydra的白皮書。白皮書中寫道“Hydra是一種快速同構狀態通道，狀態通道作為一種二層擴容方案，用于提升區塊鏈可拓展性和改善區塊延時問題，Hydra能夠簡化鏈下協議和合約。”[2020/3/10]

2）集中化

3）提款延遲

最關鍵的技術問題是欺詐性狀態過渡。有人聲稱，當前的實施階段不包括欺詐證明，實際上情況是自動生成的欺詐提交還未上線。Optimism團隊選擇一種分階段的方法，以便在增加復雜性之前測試諸如存款和取款這樣的特定功能。Synthetix會在主網啟用之前，提供防欺詐提交自動化功能。如果沒有完整功能的欺詐證明，就沒有主網資金可以存入OptimisticRollup方案的以太坊網絡中。對于遷移到一個低安全保障網絡的SIP社區提案我個人會投反對票，也會敦促社區中其他人這樣做。這也是xDAI和其他POA網絡由于安全性較低被認為不可行的原因之一。

另一個引入關注的問題是，OptimisticRollup雖然聲稱是去中心化的，但卻具有中心化特征。KainWarwick認為這種觀點是錯誤的，但這種擔憂當然是非常正確的。在過去的幾年中，社區投入了大量的時間和資源針對去中心化進行權衡處理。值得注意的是，「sequencer」可在最小犧牲下改善用戶體驗。

KainWarwick認為，人們對網絡中「sequencer」這個角色有誤解。需要注意的是，「sequencer」不是訪問OptimisticRollup的必要條件，而是用于顯著改善用戶體驗的工具。大多數人還誤認為，單個排序者意味著糟糕的單點故障，但其實，故障點問題發生在所有一層網絡上的常規情況。雖然回到第一層區塊鏈不是理想的方案，但是有很多潛在的解決方案，包括備用排序者，即活躍排序者發生故障或遭到攻擊，備用備用排序者可進行介入。目前目標是盡快向一個排序者網絡發展，所有這些擔心只是暫時的。

最后一個問題是因撤回延遲對跨層可組合性的影響。這是除了一層擴容方案之外的所有擴容方案都會遇到的問題。這類延遲意味著，在挑戰期資金鎖定在二層網絡中，基于此，目前有幾種解決方法。一種是，由驗證者組成的網絡在橋接兩側提供資金，通過提供立即提款的服務承擔風險，同時收取費用。實際上，Connext就在研究此類解決方案。但這并不能完全解決可組合性問題，因為在啟動另一筆交易之前仍需在主網上確認資金，這又回到了所有擴容方案的基礎問題。這就是為什么KainWarwick認為盡快在OptimisticEthereum上運行所有主流DeFi協議的并行版本至關重要。這將允許幾乎所有當前的DeFi交易在二層網絡上進行，質押也可能會完全遷移到二層網絡，但是交易合約將繼續在一層和二層網絡上并行運行。

需要明確的是，在提案SIP開始進行OptimisticEthereum主網遷移之前，Synthetix會發布功能性主網所需的所有內容，KainWarwick相信這會未來幾個月內發生。

主網過渡后

Synthetix如何過渡到OptimisticRollup方案的以太坊主網上仍然是社區內部討論的問題。首先，社區必須達成共識，即應該在二層主網上啟動并行和有限版本的網絡。一旦實現這一目標，就需要審查最初的主網啟動的結果，并確定剩下過渡將如何進行。

synthetixDAO可能會在主網發布后的頭幾周內提供資金，之后將通過SIP提案決定最終將一定比例的協議獎勵轉移到OptimisticRollup方案的以太坊主網中。一旦將協議獎勵轉移到并行網絡，就可以監視采用情況，并由市場為遷移的風險定價。考慮到降低的gas費成本，在OptimisticEthereum上收益可能會更低，但是由于大多數SNX持有者將遷移推遲到以后，平臺風險有可能會導致收益變得更高。

位于OptimisticRollup中的SNX發行的sUSD與針對托管SNX發行的sUSD應沒有什么大的不同。Synthetix將允許基于托管的SNX鑄造sUSD，以最大程度地增加可用抵押品。如果需要，可以將遷移到二層網絡中的SNX再遷移回去，這意味著，OptimisticRollup方案中的SNX應被視為網絡內的有效抵押品，只不過是一層網絡中SNX的另一種狀態而已。因此，在二層網絡上鑄造的sUSD應該可以與一層網絡中的sUSD互換。當然也有反對這種方法的論點，包括實施的復雜性。所以，必須決定哪種方法最適合社區。

如果以上轉換被證明有效，那么Synthetix將繼續開展剩下的遷移：只需繼續轉移較大比例的通脹獎勵，直到將100％的通脹獎勵轉移到L2，并且所有活躍的SNX抵押都在二層網絡上進行。至此，Synthetix需要支持合成資產Synth在一層網絡和二層網絡上的交易。因此，在此過程中需要管理多個相互關聯的依賴項。

備用計劃

以太坊擴容以及為此和其他智能合約平臺的競爭需要數十億美元的投入。雖然現在看來OptimisticRollup是最優的可用方案，但不排除還有更加優秀的方案在今后冒出來，因此，Synthetix會隨時關注新技術，一旦發現DeFi社區中出現新的擴容方案共識，關注另一種替代方案。

此外，還必須為最壞情況做準備：如果OptimisticRollup啟動失敗或中止，Synthetix必須迅速將資源轉移到其他解決方案的盡職調查中，同時優化現有的一層系統。

反對意見：Optimistic方案并不安全

不過，以太坊二層擴容解決方案開發團隊MatterLabsCEOAlexGluhowski認為，KainWarwick的這篇文章未提到一個關鍵點，OptimisticRollup存在固有的安全性缺陷，即用戶在單個OptimisticRollup實例中投入不能超過5000萬美元。

VitalikButerin曾經指出，OptimisticRollup方案具有一種反網絡效應，即單個OptimisticRollup的交易量越大，全節點驗證者會越少，即，依靠「1ofN」的誠實假設是更不安全的。「1ofN」誠實假設是指，參與者雖然有N個，只要其中至少有一個按期望運作，系統就會正常工作。任何基于欺詐證明的系統都屬于這一類，可信設置也是如此，盡管在這種情況下，N通常更小。但你希望N盡可能地大。然而，這還不是重點。

此外，OptimisticRollup方案可被黑客在一層網絡中實施軟分叉后進行51％攻擊，竊取該Rollup中的資產。目前，此類攻擊的名義成本為每小時25.6萬美金或每周4300萬美金，考慮到攻擊者只需作出合理承諾就可迫使理性的礦工屈服，實際成本還要低得多。

只要ETH主網一直保持PoW，這種攻擊就一直會是隱患。但ZKRollup沒有這些問題，除了加密假設外，ZKRollup還提供與一層網絡完全相同的被動安全保證。

這意味著，如果單個OptimisticRollup持有的資金量無法達到數十億美元，那么具無法滿足可組合可組合DeFi協議的條件。

AlexGluhowski還指出，文章中所說「除了一層擴容方案之外的所有擴容方案都會因撤回延遲導致對跨層可組合性產生影響」并不正確，應該改為「除了一層擴容方案和ZKRollup之外的所有擴容方案都會因撤回延遲導致對跨層可組合性產生影響」，因為ZKRollup也沒有這個問題。

對于OptimisticRollup來說，延遲1周的提款流程確實是一個問題，但雖然可以使用支付通道加速提款速度，但這又會帶來其他問題，大大降低資本效率，換句話說，這會增加用戶的成本。StarkWare曾經發布過一篇OptimisticRollup困境的文章對此進行闡釋。

ZKRollup方案可以在幾分鐘內提供確定性，根本不會有此問題的困擾。這讓從一層向ZKRollup支持的二層方案漸進轉化成為可能。

其運行流程如下，用戶將資產存儲到一個ZKRollup中，安全性達到一層的級別，同時，可與二層中的合約進行擴容交互。即使與一層中的舊協議進行交互，也只有幾分鐘的延遲。此外，ZKRollup中的多個交易可以被捆綁，作為一層上的單個交易一次性執行，因此這可以有效地擴展二層和一層之間的交互。

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