Rollups 热潮已至,一文梳理 Rollups 的常见误解

Unitimes 2021-09-14 21:08:21 阅读数:857

一文 梳理 热潮 rollups

撰文:Polynya

很高兴看到大家对 Arbitrum One 的热情。我承认我起初太悲观了,但上周末 Arbitrum One 的增长是指数级的,其 TVL (总锁仓价值) 在 48 小时内从 3 亿美元增加到 20 亿美元。在推出后的短短 12 天内,Arbitrum One 已经在很大程度上推动自己成为行业中仅次于以太坊的第二大智能合约平台。

从中可以看出,人们对 Rollups 的认知已经呈指数级增长,但仍然有太多的误解。在本文中,我将尽我所知,解决其中一些谜题和误解。另外,如果我有不对之处,还请指正。 

我认为,很多对于 Rollups 的误解都是因为人们固守着旧思想,认为单条区块链能够做到所有事情。因此,我们从这个角度开始阐述,也要感谢 r/ethfinance 子版块上的用户提供了这些误解。 

1. Rollups 是一种临时的救急方案,某某区块链在 L1 上有着较高的可扩展性,因此不需要 Rollups

 Rollups 是区块链行业的现在和未来。 

但首先,我们需要一个简单的视角转变,以理解为什么 Rollups 是必要的。迄今为止,区块链必须完成所有这些任务—:交易执行、共识安全性和数据可用性。但这导致了区块链面临严重的瓶颈和效率低下,主要反映在区块链的三难困境 (即单个区块链系统只能拥有可扩展性安全性以及去中心化三种属性中的两个) 

相比之下,Rollups 是专注于一件事的区块链,而且只专注于一件事情尽可能快地执行交易同时将安全性和数据可用性的艰苦工作「外包」给另一个更擅长这方面工作的 L1 链 (比如以太坊)。这是简单的劳动分工或行动上的专业化。就像劳动分工在工业革命中引领了指数级增长一样,Rollups 也将引领区块链行业在可扩展性方面的指数级增长。 

现如今,一些 L1s 区块链可能在去中心化和安全性方面做出很大的牺牲,从而获得较高的可扩展性;以太坊和比特币则在可扩展性方面妥协,以获得更高的安全性和去中心化。而 Rollups 是一种简单的结构,能够同时具备较高的可扩展性、安全性和去中心化。 

重点是,不管是 L1s 链还是 Rollups 链,对用户来说没有什么区别,他们只是与某个执行层 (不管是 L1s 链还是 Rollup 链) 交互Solana 和 Avalanche 并不是在与以太坊竞争,而是在与 Arbitrum One 和 StarkNet 等 Rollups 竞争,除非它们像以太坊和 Tezos 一样转向以 Rollup 为中心的发展路线图。 

简言之,无论 L1 执行层能够做什么,Rollups 都可以做得更好。 

2. 某某区块链要比 Rollups 更快

 这是错误的再强调一次,无论任何 L1 链能够做什么,从长期来看,Rollups 都可以做得更好。我要指出的是,Rollups 的设计空间很宽广,有些 Rollups 会选择保守的速度限制,尤其是 Optimistic Rollups。但 zkRollups 则不必如此,它们的交易处理速度可以超越 L1s 链的极限。 

3. 缺乏可组合性是很糟糕的

 这是一个针对 Rollups 的常见论点,但该论点实际上几乎站不住脚。正如前文所述,无论 L1s 能够做什么,Rollups 都可以做得更好。我也没看到有人抱怨 L1s 之间缺乏可组合性呀? 

单个 Rollup 是完全可组合的,即使它需要跨多个数据分片或外部数据可用性来进行结算。 

就像 L1s 之间不能相互组合,Rollups 之间也没有可组合性。但现在已经有很多互操作性解决方案,比如 Hop Protocol、Connext、cBridge 和 Biconomy,还有更多的方案正在开发中。此外,有像 dAMM 这样惊艳的创新,让多个 zkRollups 之间共享流动性! 

简言之,Rollup 可组合性优于 L1s。 

4. 流动性的碎片化很糟糕

 如上所述,Rollups 之间可能不会共享流动性,但 L1s 之间也不会。不过,与 L1s 不同的是,Rollups 之间可以通过诸如 dAMM 这样的创新方案来共享流动性 

简言之,Rollups 之间的流动性碎片化问题小于 L1s 之间的流动性碎片化问题。 

5. Rollups 是中心化的

 Rollups 所有的交易数据 (以压缩的形式) 和证明 (proofs) 都会发布在 L1 主链上,从而使得用户能够直接从 L1 主链来退出 Rollup,即便该 Rollup 本身被攻击了。因此,Rollups 的安全性和去中心化 = L1 的安全性和去中心化。 

在 Rollups 的早期阶段,确实会存在一些中心化的向量 (比如 Rollups 背后的开发团队在早期阶段对网络的控制),但大多数 Rollups 项目都致力于逐渐实现去中心化。Rollups 的终极形式是:有着去中心化的定序器 (sequencers)、去中心化的证明者 (provers)、去中心化的 L1 智能合约和轻便无辅助退出的 zkRollups。zkRollups 有着与最安全和去中心化的 L1 链相同的安全性和去中心化,同时具有强大的可扩展性。 

6. 普通用户将永远无法完成 CEX--以太坊主网--Rollup 旅程,因为太昂贵了

 诸如 OKEx、 Huobi 和 Coinbase 等顶级 CEXs (中心化交易所) 已经承诺支持用户能够以非常低的费用直接将资产取款至 Arbitrum One (或从 Arbitrum One 存款至这些 CEXs) 和其他 Rollups 链。Bitfinex 已经支持将资产取款至 Hermez (以太坊 zkRollup 方案)。 

与此同时,以太坊并不是进入 Rollups 的唯一路径。比如,cBridge 允许用户通过 Optimism、Polygon PoS、币安智能链、xFai、Avalanche 或者 Fantom 直接进入 Arbitrum One,不需要通过以太坊网络。因此,目前已经有很多选择可以进入 Rollups,且未来还将有更多的选择。 

简言之,Rollups 的用户体验等同于任何 L1。 

7. Rollups 的取款等待时间太长

 对于 Optimistic Rollups 而言,确实如此:如果使用默认的跨链「桥」,需要等待大约 7 天时间才能将资产从 Optimistic Rollups 取款至 L1 上面。但是,如前文所述,目前已经有多个可用的选择供你进行快速取款。此外,zkRollups 并没有这个取款等待限制。 

8. Eth2.0 实现之后,Rollups 将被淘汰

 首先,"Eth 2.0" 这个术语已经弃用。以太坊接下来的一个主要升级是合并,也即将共识层 (信标链,以前称为“Eth2”) 与执行层 (即当前的以太坊链,以前称为“Eth1”) 进行合并,合并之后我们将再次只有一条以太坊链!以太坊在合并之后的下一个主要升级是共识层的数据分片。数据分片 (data sharding) 实际上将专注于加速 Rollups。因此,在可预见的未来,以太坊 L1 的可扩展性将受到限制,而 Rollups 将为以太坊带来最高的可扩展性! 

简言之,现在以太坊的路线图是「以 Rollup 为中心」,旨在加速和增强 Rollups。 

9. Rollups 仍然太贵

 短期内确实如此。像 Arbitrum One 和 Optimistic Ethereum 这样的 Optimistic Rollups 正在将交易费降低 90%-95%,虽然相比于以太坊主网而言是一个很大的改进,但仍然太贵了。通过一些优化措施,比如签名聚合、更好的批处理和 calldata 压缩,其交易费可以降低 99%。事实上,zkRollups 已经将交易费降低了 99% 至 0.10-1 美元,即便当 L1 的交易费很高。 

但 Rollups 并不止于此!当以太坊发布数据分片时,Rollups 的成本将直线下降,其容量将即刻增加一个数量级,且长期的可扩展性将增加好几个数量级。 

我们可以从 Validiums (比如 Immutable X) 对此一瞥,在 Immutable X 上,铸造一个 NFT 的成本不到 1 美分!事实上,Immutable X 的补贴使得其 NFT 铸造成本如此低廉,现在使用你的以太坊钱包铸造一个 NFT 的成本是 0 美元!你可以在 SwiftMint (swiftmint.io/) 自动动手一试。需要注意的是,Validiums 不像 Rollups 那样安全,但它们要比侧链和其他一些 L1s 更加安全。此外,Volitions 通过允许用户在 Rollup 和 Validium 之间进行选择,进一步提升了其安全性。 

简言之,长期而言,Rollups + 数据分片将提供最大的可扩展性和最低的费用。 

10. Rollup 交易的最终敲定 (finality) 太慢了

 Rollup 定序器能够几乎立即为用户带来“软确认”(soft confirmations),在 Arbitrum 或者 Optimism 网络上通过 Uniswap 进行交易的平均时间约为 0.3 秒。对大多数人来说,这种软确认所需的时间是可以接受的。但事实上,Rollups 的交易在 L1 上的最终敲定经常被延迟,尤其对于 zkRollups 而言。 

StarkNet 提出了一个很棒的解决方案,即检查点 (checkpoints) 能够非常迅速地实现 Rollup 侧的有效敲定,此时交易的最终敲定将由 L1 尽可能快地实现。随着 zk (零知识证明) 技术的改进、以太坊实现单个 slot 的敲定和数据分片的交错,我们将看到交易的最终敲定时间下降几秒。尽管如此,在某些情况下,直接在 L1 上结算让人是有意义的。 

11. Rollups 是以太坊的东西,且受到了 EVM (以太坊虚拟机) 的约束

 Rollups 绝对不仅仅是以太坊的东西。事实上,Tezos 已经转向了一个以 Rollup 为中心的路线图。Tezos 的创始人 Arthur Breitman 提出了一个很好的论点,即 Rollups 与数据分片的结合是终极的可扩展性解决方案。 

此外,Rollups 有着一个广阔的设计空间,可以在 VMs (虚拟机)、费用模式、协作机制、治理等领域进行试验。事实上,Rollups 的创新空间要比 L1 大得多,因为它们在最安全的 L1 上总是有一个退路。想要一个抗量子的 VM?可以使用 StarkNet;喜欢 LLVM 和 Rust?可以使用 zkSync 2.0;想要你的 Rollup 链仅针对一个特定的应用来优化?当然,针对 NFTs 的 Immutable X 就是一个很好的例子;想要一条没有 MEV (矿工可提取价值) 的私有链?可以使用 Aztec。 

简言之,Rollups 有着一个广阔的设计空间,L1 能做的任何事情,Rollups 也可以,而且还要更多。 

12. 如果你可以在其他地方部署 Rollups,那以太坊还有何特别的呢?

 Rollups 将部署在最具安全性、去中心化和最高数据可用性的 L1 上面。 

很明显,以太坊的安全性和去中心化要比任何其他智能合约平台高出几个数量级。实际上,比特币是唯一可与之媲美的区块链,但显然,比特币缺乏托管 Rollups 的能力。 

以太坊目前还没有最高的数据可用性,但通过数据分片,以太坊将拥有最高的数据可用性数据分片 (data sharding) 颠覆了三难困境——你的网络越去中心化,你可以部署的数据分片 (data shards) 就越多,你的 Rollups 也就更加可扩展。这就是部署在以太坊上的 Rollups 在未来几年扩展到数百万 TPS 的方式,预计到 2030 年将达到 1500 万 TPS。以太坊唯一可以改进的地方是执行层,也即让执行层对于验证 zk-SN(T)ARKs 更加友好。我相信这会实现的,一旦合并完成,数据分片和无状态性将会到来。 

到那时,显然以太坊将被定义为部署 Rollups 的最佳场所但这并不意味着么有其他竞争对手。如果以太坊的数据分片饱和,我们将可能看到诸如 Celestia 和 Avail 这样的数据可用性链填补这个空缺。对于其他转向以 Rollup 为中心的 L1s 链,比如 Tezos, 如果基于以太坊的 Rollups 需求过剩,它们也可能从中受益。当然还有意想不到的竞争对手,但实际上,唯一真正的竞争对手是,比特币是否会以某种方式添加验证 zk-SNARKs 的功能并实现数据分片。

当然,对于 Rollups 而言,这并不重要。Rollups 只会利用 L1 提供给它们的最好的安全性、去中心化、网络效应和数据可用性。 

简言之,以太坊独特地定位于提供最高的安全性、去中心化和数据可用性,这使得以太坊成为部署 Rollups 的最佳场所。 

13. Rollups 正在盗走以太坊的流量

 当前的以太坊执行层 (即 PoW 以太坊链) 已经完全饱和,并且区块的满块情况已经存在数年时间。因此,Rollups 上的所有活动都是净增加的。有些人可能会认为分片会扩大以太坊的容量,但 Rollups + 数据分片将能够增加以太坊生态系统的整体容量,比之前的纯分片解决方案多好几个数量级。 

14. Rollups 太过复杂,没人能理解

 我想指出的是,我写这篇文章的时候,Arbitrum One 已被证明是历史上增长最快的智能合约平台。实际上,如前所述,使用 Rollup 的用户体验与使用 L1 是相同的用户不需要关心 Rollups 的底层架构,对于用户而言,Rollup 只是另一个智能合约平台 

YouTube 的用户是否关心它是用什么编程语言编写的?服务器运行在什么操作系统上?服务器使用什么互联网连接等等?当然不会。事实上,我预计,随着智能合约钱包和中心化前端的改进,情况将显著改善。 

15. 当 Rollups 发展得足够大时,它们将抛弃主链并创建它们自己的区块链

 从技术上讲,这是可能的。然而,Rollups 的特别之处正是它们依托于最安全和去中心化的 L1 主链。这是最重要的一点,因为现在目前只有比特币和以太坊最安全和去中心化。Arbitrum One 已经向我们证明,相比于其他更中心化的共识机制,人们对于由以太坊安全性支持的 Rollup 链的需求更高。另外,就像之前提到的,如果有竞争对手提供了比以太坊更好的安全性和数据可用性,那么 Rollups 将被激励迁移至上面。 

16. 没有 Rollup 本地代币,所以人们将不会投资于其生态系统

 这并不完全正确。虽然有许多 Rollups 项目处于早期阶段,没有发行本地代币,但我预计大多数 Rollups 最终都会发布代币。许多 Rollups 项目已经有本地代币了,并正在以创新的方式使用这些代币,比如 Immutable X。这是 Rollups 相对于 L1s 的另一个好处,即 Rollups 可以有独特和巧妙的代币和费用模式。 

17. zkRollups 零知识证明的计算成本太过昂贵

 确实如此,但通过在许多交易上分摊这一成本,那么相对于为交易 calldata 支付的 Gas 成本,零知识证明的计算成本就可以忽略不计了。当然,我们仍处于零知识技术的早期阶段,我们将看到计算零知识证明的成本和时间随着时间的推移直线下降。软件优化、GPU/FPGAs/ASICs,摩尔定律,以及随着交易量增加而带来采用度的增长,意味着 zkRollups 的情况只会越来越好,这已经被证明是可持续的。 

18. NFTs 能在 L1 与 Rollups 之间,或者在 Rollups 之间转移吗?

 这是我忽略了的一个重要问题。正如上面提到的,虽然针对 ETH 和 ERC-20 代币的转移已经有多个「桥梁」,但 NFTs 更加复杂,因为不能有针对 NFTs 的流动性桥梁。 

目前,你可以在 L1s 和 Rollups 之间转移 NFTs,但解决方案肯定是早期。例如,在 zkSync 1.x,你可以在上面铸造 NFT,而当你想要将之取款至 L1 时,该 NFT 将在 zkSync 1.x 上销毁,并在 L1 上被铸造为一枚 ERC-721。但是,Rollups 之间的 NFTs 转移是一个尚未解决的问题 

幸运的是,人们正在积极地研究这一问题,比如 Vitalik 最近提出了一个跨 Rollups「封装 NFTs」的提案[1],使 NFTs 更容易在 Rollups 之间转移。Polygon Hermez 的 Jordi Baylina 进一步扩展了这一内容[2],但在该帖子中确实有许多有见地的评论。 

19. 你谈论的是未来,执行风险依然存在

 确实如此。Rollups 是一项新兴技术,需要几年的时间才能成熟并发挥其潜力。事情可能会出错。但我在上文中阐述了 Rollups 目前的缺点是什么,以及未来将如何解决。 


关于 Rollups 误解的更多讨论请前往:

https://www.reddit.com/r/ethereum/comments/pmvbbh/addressing_common_rollup_misconceptions/

 

正文涉及的链接:

[1]:https://ethresear.ch/t/cross-rollup-nft-wrapper-and-migration-ideas/10507

[2]:https://ethresear.ch/t/cross-rollup-nft-wrapper-and-migration-ideas/10507/28


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