ROLL:Optimistic Rollups的胜负手_sashimiswap

Vitalik在2021年曾说：

Ingeneral,myownviewisthatintheshortterm,optimisticrollupsarelikelytowinoutforgeneral-purposeEVMcomputationandZKrollupsarelikelytowinoutforsimplepayments,exchangeandotherapplication-specificusecases,?butinthemediumtolongtermZKrollupswillwinoutinallusecasesasZK-SNARKtechnologyimproves.

现在名声最响的ZKRollups项目都还没有发币，比如zkSync、StarkEX、StarkNet、Aztec等，而OptimisticRollup的绝代双骄中Optimism的代币已经在各大主流交易所流通交易，而且最近随着加息落地、ETH2.0临近、OP空投的抛压盘消化殆尽等各方面因素影响，OP价格也有不错的表现。面对这强势的币价表现，许多人不由得就会想问：OP到底哪里不如ZK？

去中心化交易协议 0x 已聚合 Synthetix 在以太坊和 Optimism 上的流动性:8月8日消息，去中心化交易协议 0x 宣布已聚合 Synthetix 在以太坊和 Optimism 上的流动性，用户通过 MetaMask、Coinbase Wallet 进行交易时已可以使用 Synthetix 上的流动性。[2022/8/8 12:10:23]

我先列一下OptimisiticRollup与ZKRollup的几个最关键的区别：

第一，安全性，ZKRollup优于OptimisticRollup。zkRollup提交给L1的新状态随附了Proofs，可继承L1的安全保证；而OptimisticRollup提交给L1的新状态没有随附证明，当TVL增长到一定量时，矿工可能被贿赂从而导致错误发生后的欺诈证明不被纳入区块中，继而发生被盗风险；

Optimism黑客通过链上消息表示将归还1800万枚OP:6月10日消息，据Optimism链上数据显示，2000万枚OP丢失事件的黑客地址0x60B28637879B5a09D21B68040020FFbf7dbA5107向Vitalik钱包再次发送一笔交易，并留言称，“你好，Vitalik，我相信你，只是想知道你对此的看法。顺便说一句，请帮助验证退款地址，我会在这之后退还剩余的OP Token。你好Wintermute，对不起，我只有1800万枚OP，这是我可以归还的。保持乐观！”[2022/6/10 4:16:45]

第二，拓展性，ZKRollup优于OptimisticRollup。Optimistic的实际吞吐量上限为500TPS，而ZK超过2000TPS，StarkEx甚至可达到9000TPS；

合成资产协议Synthetix将在Optimism上推出首个黄金和白银合成大宗商品:3月12日消息，合成资产协议 Synthetix 宣布将在 Optimism 上推出首个合成大宗商品（synthetic commodity），交易者能够在 Kwenta 上获得黄金和白银市场的链上投资敞口。此外，Synthetix 还表示正在与预言机 ChainLink 合作，以确保为各类头部交易商品提供信息。

Synthetix 表示，在推出黄金和白银合成大宗商品之后，他们还计划探索更多类型的合成商品，可能涉及贵金属、农产品、以及能源等领域。目前 Synthetix 已经发起投票，让社区选出下一个上线的合成大宗商品。[2022/3/12 13:52:05]

第三，可验证最终性，ZKRollup优于OptimisticRollup。zkRollup的最终确定性时间很短，比如zkSync是10分钟；而OptimisticRollup的最终确定性时间最少为一周。两者相比资本效率相差很大；

跨链桥O3 Bridge已支持Fantom和Optimism:1月3日消息，Web3 互操作性协议开发团队 O3 Labs 宣布，O3 Bridge 现已支持 Fantom 和 Optimism，开放其他公链到 Fantom 和 Optimism 的资产转移。[2022/1/3 8:21:08]

第四，EVM兼容性，OptimisticRollup优于ZKRollup。OptimisticRollup兼容EVM，他们可以非常快速、便捷地将现有的EthereumLayer1上的各种Dapps吸引过去，所以目前OptimisticRollup系列的Layer2项目的TVL排名靠前。不过，随着zkVM的研发，OptimisticRollup的这个优势也将被削弱。

要搞清楚为什么Optimistic安全性不如ZK、资本效率低，需要了解OptimisticRollup的工作原理，接下来以ArbitrumRollup为例：

1inch集成至以太坊二层扩容方案Optimistic主网:DEX聚合器1inch集成至以太坊二层扩容方案Optimistic主网。据悉，这是Optimistic上集成的继Uniswap之后的第二个项目。在快速提币功能推出之前，尽管资产从以太坊主网转移到Optimistic主网是即时的，但是从Optimistic到以太坊将经历7天的挑战期。

今年5月份，1inch也集成至了另一个扩容网络Polygon，为用户提供基于Polygon的多个流动性来源，包括Aave V2、Cometh、Curve、SushiSwap、QuickSwap等。1inch的发言人表示，该协议还在考虑其他区块链，包括Solana、Avalanche、Tron、Near，以及Arbitrum、zkSync这样的Layer2方案。（Coindesk）[2021/8/18 22:20:53]

ArbitrumRollup是一种OptimisticRollup。

其基本架构如下图：

Arbitrum是作为Ethereum的Layer2协议，EthBirdge是Arbitrum链中正在发生的事情的最终权威来源，也需要维护链的Inbox/Outbox。Aribtrum的执行环境是AVM，AVM的设计起点是EVM，在许多方面都没有改变，所以Arbitrum支持EVM编写或编译的程序。OffchainLabs给Arbitrum编写的操作系统是ArbOS，ArbOS为智能合约提供了与EVM兼容的执行环境，所以ArbOS这个操作系统中可以运行EVM兼容的Dapps，也就意味着Ethereum链上的各种Dapps可以直接迁移过来。

Arbitrum在ArbitrumRollup链上发生的所有交易都是记录在Rollup链上的。在Arbitrum上执行交易也需要ETHGasFee，但比Layer1上更便宜很多。提交到Ethereum链上的是原始交易数据，合约的计算执行和存储是在ArbitrumRollup链上。优化交易压缩以最大限度地减少需要在Ethereum链上发布的内容，对于Layer2降低成本和提高吞吐量至关重要。对于不携带自己的Calldata的简单转账交易，基准测试表明：Arbitrum允许每秒最多4500笔转账交易。

如何达成共识？

ArbitrumRollup是一种乐观的Rollup，也就是说先默认大家都是诚实的，所以在发布断言时，不要求随附证明其有效性。而是采取欺诈证明的机制来确保Layer2网络的正确共识。

Arbitrum的欺诈证明：当断言在链上发布时，做出该断言的验证者会发布保证金，并且有一个时间窗口，如果他们认为这是错误的，任何人都可以发布自己的保证金并质疑断言。在挑战窗口期，断言者和挑战者可以来回交互协议，链上合约充当协议的裁判。最后，裁判确定一方提出了虚假索赔，没收保证金来惩罚该方。

那么Arbitrum究竟是怎么解决挑战期内的争议的？

核心是交互式证明。这其实是一种对争议做细化剖析，来寻找关键争议点，并通过Layer1Referee来判断的方案。

举例说明：假设Alice提交了一个断言，而Bob不同意并发起了挑战。如果Alice的声明涵盖了N个执行步骤，则她发布两个大小为N/2的声明，它们结合起来产生她的初始N步声明，然后Bob选择Alice的N/2步声明中的一个来挑战。现在争议的规模已经减少了一半。这个过程继续进行，在每个阶段将争议减半，直到他们对一个执行步骤产生分歧。将争议缩小到一个步骤时，L1裁判才需要通过查看指令实际执行的操作以及Alice关于它的声明是否正确来解决争议。

Arbitrum采用的交互式证明与EthereumLayer1采用的重新执行交易相比，区别在于：重新执行交易是需要模拟整个交易的执行，而交互式证明是让Alice和Bob两个人自己把争议缩小到一个步骤，从而使得L1裁判只需要模拟1个交易的执行。Arbitrum和Optimism的区别也体现在争议的解决上，Optimism是把整个有问题的交易都通过EVM运行。

由上可知，OptimisticRollups之所以安全性不如ZK、资本效率低，关键在于证明机制不同。

回归到扩容的初心，相对于以太坊L1的性能，OptimisticRollup其实已经实现了扩容的主要目的，而且因为OptimisticRollups有EVM兼容的优点，发展情况还不错。在Layer2项目的TVL排行榜上，OptimisticRollups的绝代双骄Arbitrum和Optimism分别以2.48B和1.04B的TVL位列前2。Arbirum生态入驻了21种分类的249个应用协议，Optimism生态也有179个项目。

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