第二代 Optimistic Rollup 設計選型和未來_IMI

0.為什么還需要看OptimisticRollup?

a)OP還是ZK?

盡管Vitalik早在幾年前就認定了zkEVMRollup是未來,同時各家zkEVM(Scroll,zkSync,Hermez,Consensys)也如雨后春筍一般冒出來,但?OptimisticRollup仍是目前Rollup生態的絕對主力,擁有80%Layer2的市場占有率以及前十Layer2方案的半壁江山.

zkEVMRollup的終局性擴容方案的存在,會讓OptimisticRollup完全被淘汰嗎?

OptimisticRollup和zkEVMRollup并非水火不容的存在,而是在長期內(甚至永久性的時間內)會是互補的方案.對于App-rollup來說,Optimistic機制在開發與部署上仍然是最簡潔易用的方案.b)OP和ZK未成熟

OptimisticRollup的開發進度領先zkEVMRollup兩年左右.但我們OptimisticRollup的標桿Arbitrum與Optimism都沒有在主網完全上線開放的正式版FraudProof.

Mask Network投資The Open Network（TON）:5月16日消息，Mask Network 宣布投資 The Open Network（TON），以進一步構建去中心化的社交網絡生態系統，為跨網絡的用戶提供創新的解決方案。[2023/5/16 15:06:29]

據Vitalik所說,以太坊基金會PSE的zkEVM電路有34469行代碼.這龐大的代碼量需要非常漫長的開發和持續的測試來進行打磨.?我們在幾年內都無法完全依賴ZK系統所帶來的安全性.

c)OP+ZK

早在半年以前,Optimism的Kelvin就開始在推特上頻繁地討論Optimism結合zkVM的可行性.

他說Optimism的Bedrock不會只是OptimisticRollup的客戶端,而是Rollup客戶端.?為了完全保證Rollup的整體安全性,客戶端(或許和Arbitrum最近的收購有關系?)與證明的多樣性(ValidityProof與FraudProof)才是Rollup真正的未來.

Vitalik則完善了Kelvin的方案,認為可以通過(OP+ZK)+Governance的2+1組合來實現可靠的Rollup.

Aave社區發起在Polygon zkEVM主網上部署Aave V3 MVP版本的溫度檢查討論:3月3日消息，Aave社區發起關于在Polygon zkEVM主網上部署Aave V3 MVP版本的溫度檢查治理討論。目前，社區希望通過該提案討論，在zkEVML2上部署Aave V3.0.1（MVP V3），將使Aave Governance在該網絡上盡早建立戰略地位。部署AaveV3開發工作量較小，但為了減少風險，該提案建議限制流入資產，并設置保守的風險參數，使開發和風險服務提供商對zkEVM網絡進行更深入的分析。該提案建議只加入三個抵押品（WETH、WMATIC和USDC）和一個可借貸資產（USDC），以減少風險。[2023/3/3 12:40:50]

在zkEVM完全穩定和成熟前,工作流程如下:

發布區塊等待24小時a)如果期間沒有欺詐挑戰,發布ZKP,完全Finalize區塊.b)如果有挑戰,則引入Governance通過2of3的模型來裁定最終結果.在zkEVM穩定與成熟后:

發布區塊定期發布ZKP.a)如果ZKP在指定期間正常發布,則依其為準.b)如果ZKP并未在期間正常發布(Proverfailure或有bug),則先引入Optimistic機制,直到ZK機制恢復.這兩種方案都需要Optimistic機制的存在,從而保證整個Rollup系統的liveness和safety.

BNB Chain：預計今年衍生品、流動性質押衍生品等領域發展對DeFi至關重要:2月24日消息，BNB Chain發布《2023年DeFi展望》，文章指出，今年可能會產生重大發展的一些敘述對DeFi至關重要，它們是衍生品（從永續合約到期權）、合成資產、流動性質押衍生品和Blackholes模型相關的項目。

由于RWA（Real World Assets）的主要法律特性（許可證，KYC要求等），可能今年會是一個較慢的發展，但即便如此，預計圍繞鏈上鏈下資產或相反方向的協議將出現顯著增長，使非加密公司可以獲得鏈上資本。預計預在未來幾年，RWA將成為最大的DeFi采用載體之一，也是鏈上資本的相關來源。

此外，文章認為，在未來幾年內DeFi和NFT結合的項目是一個趨勢，并表示：“早在1月份，我們就已經看到某些NFTfi項目的可借資本達到歷史新高。這可能只是一個開始。”[2023/2/24 12:27:02]

因此Optimistic機制的發展仍然是Rollup宇宙版圖中的重頭戲.

1.第二代OptimisticRollup

第二代OptimisticRollup一詞源于ArbitrumNitro的白皮書標題.略早與Nitro發布的OptimismBedrock也算是第二代OptimisticRollup.

數據：過去24小時全網爆倉8989.48萬美元:金色財經報道，Coinglass數據顯示，過去24小時全網爆倉8989.48萬美元。其中比特幣爆倉1798.48萬美元，以太坊爆倉1532.6萬美元。[2023/2/6 11:48:54]

兩者的整體差異其實不大(如果你讀Arbitrum和Optimism的blog,甚至會覺得是不是一樣的),本質上都是與自己的一個新的majorrelease.第二代與第一代的差別也無外乎是如下優化:

開發者體驗:更強的EVM等效性和兼容性,L1互操作性…用戶體驗:更高的吞吐量,更低的gas…但是在設計細節上仍然有取舍的不同,我們可以在這些差異上看到Arbitrum與Optimism在構建下一代OptimisticRollup上的推敲.

2.第二代OptimisticRollup設計選型對比

Arbitrum與Optimism的開發人員分別對兩者的架構進行了比較和對比,這里我們就僅討論與用戶或應用開發者有關的點:

a)區塊時間

澳大利亞橄欖球聯盟第一款限量版NFT上線12小時內全部售罄:金色財經報道，澳大利亞橄欖球聯盟（AFL）的第一款限量版NFT發布，上線12小時內全部售罄。

8月17日，澳大利亞橄欖球聯盟通過其AFL Mint計劃推出了“Ripper Skipper 2022”，允許在“許可名單”中的每人限購一份，該NFT限量發行3800份，每份價格為34.39USDC。（Cointelegraph）[2022/8/18 12:33:20]

區塊時間設計的選擇主要是兩種:固定時間或者可變時間.可以理解成PoS和PoW的以太坊的區別.

Optimism:固定時間(2秒).固定時間可以保證使用區塊(block.number)來作為時間戳的合約的穩定性,比如Sushiswap的Masterchef合約.這些合約不用時間戳可能是考慮到礦工對時間戳有控制權(算是Selfishmining或者MEV?).

第一代的Optimism采用了可變時間+1tx/block的設計,因此由于時間計算的問題,Stargate的獎勵發放就出現了一些問題.

對于1tx/block的老設計,Optimism認為由于區塊頭的存在,存儲鏈的開銷太大了,除此之外狀態根也需要頻繁更新,成本過高.

Arbitrum:可變時間.可變時間設計主要是為了減小tx確認的延遲.目前一秒最多可以創建4個區塊,如果沒有tx則跳過,因此是可變時間.

對于以block.number進行計時的合約,Arbitrum上block.number會直接返回以太坊的區塊編號,因此不會有穩定性和適配上的問題.除此之外Arbitrum也提供了相應的預編譯來提供L2的區塊編號.

b)Geth的定位

Geth是以太坊的執行客戶端,占據了約80%的節點總量.

Optimism:作為獨立引擎.將Geth作為獨立執行引擎,而非庫處理.好處就是可以完全重用之前的基礎設施,同時可以無縫切換到其他執行客戶端.

Arbitrum:作為庫.由于Arbitrum有更多的L2特定狀態,例如L1和L2的gas定價,以及retryableticket,因此將Geth作為庫處理,使用hooks進行調用.

c)L1-L2消息inclusion延遲

Optimism:~2分鐘.Bedrock的延遲是幾個L1塊的長度,最壞的情況是延遲十分鐘.

Bedrock的架構更像一個L1,極端情況下可以通過reorg自己來應對L1的reorg.

超過10分鐘沒被L2包含的tx就直接被判定為無效了.

Arbitrum:10分鐘.Nitro延遲十分鐘處理,如果超過十分鐘,可以通過L1調用來強制包含tx.

Nitro的目標是為了用戶體驗,讓L2永遠不需要reorg.

兩者都是在不同角度對用戶體驗進行了取舍.

d)L1-L2消息重試機制

消息重試機制主要就是為了解決L1-L2跨鏈過程中,L1確認了,L2失敗的問題.

Optimism:合約中實現.開發者可以參考L1OptimismPortal的實現,或者在合約內定義自己的重試機制.

Arbitrum:節點中實現.重試機制在ArbOS節點中實現.

e)L2費用算法

L2的gas計算基本上就是L2executiongas+L1calldatacost.

Optimism:重用EIP-1559.好處就是錢包和其他基礎設施可以無縫接入.

Optimism對L2gas的計算基本上是將L2executiongas的成本壓到了最低(99%都是calldatacost).

Arbitrum:使用定制系統.由于之前提到的可變區塊時間設計,因此gas定價更加復雜,所以沒有采用EIP-1559.

f)L1費用算法

Optimism:L1gas水平到L2的傳輸幾乎是即時的.目前Sequencer的收益基本完全來源于L1gas費用的乘數,EIP-4844后,它們的收入會來自MEV.

未來會通過L1-L2的消息傳遞來傳輸這部分數據,從而保證安全性(成為協議一部分,且可被挑戰).

Arbitrum:Arbitrum的L1費用算法通過L1gas的平均值來收取費用,且通過自己的控制系統來從實際支付的費用中來獲取反饋,從而保證L1gas收取和支出的穩定.

整體策略中也包括,為了避免Sequencer過度收費,因此在gas價格低時才發布batch.

除此之外,兩者也探討了很多具體架構和技術細節上的區別,但內容過于domain-specific且與用戶和應用開發者無關,因此大家可以自行觀看.

3.Rollup的未來依然是Optimistic的

最近zkEVMRollup以及整個ZK生態的熱度確實非常高(DevconBogota基本是ZK+MEV+其他),以至于大多數以太坊研究者或多或少忽視了OptimisticRollup的發展,以及在第二代中這些有趣的設計細節.

Optimistic作為Rollup的領頭部隊,正在L2UX和DX上進行試驗性的開拓和開創性的創新.它們所做的可以為zkEVMRollup鋪好地基.

在未來兩到三年,甚至更長的時間內,zkEVMRollup完全可用之前,Rollup的主導地位仍會是由Optimistic占據,且80%的新Rollup(App-rollup)則會采用更為成熟和可用的Optimistic機制.

即使是在長期zkEVMRollup成熟后,為了Rollup的整體liveness和safety,Optimistic依舊會是整個系統中的重要基石.

責任編輯：MK

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