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ROL:Rollup 即服务挑战与机会:从多链到多 Rollup_区块链

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区块链将迎来Web3的multi-rollup未来,任何人都可以通过SDK快速启动他们的rollup,并以高性能和低成本在rollup上运行应用程序。

原文标题:《DAOrayaki|Rollup即服务的机会:从多链到multi-rollup》

撰文:nanfengpo

编译:Xinyang

Cosmos和Polkadot采用多链结构的扩展方案。他们的区块链SDK,Tendermint和Substrate,被许多项目用于定制自己的区块链。这些区块链使用跨链协议,如CosmosIBC、PolkadotXCM和bridges?来进行互动。然而,这些协议很难保证高安全性,这导致了频繁的黑客窃取。因此,跨链协议没有带来预期的效果,区块链之间仍保持相对独立。

FromCosmosNetwork-InternetofBlockchainsandGettingStarted·PolkadotWiki

后来,出现了一种更安全的扩展技术,称为rollup。rollup将第2层的交易压缩成一个「批次」,上传到第1层,并通过欺诈证明或有效性证明证明第1层的状态转换的有效性。由于数据的可用性和状态的有效性在第1层得到验证,rollup获得了与第1层相同的安全水平,确保资产可以在第1层和第2层之间安全转移。

跨链收益聚合器 Astrolab 完成 50 万美元 Pre-Seed 轮融资:金色财经报道,跨链收益聚合器 Astrolab 完成 50 万美元 Pre-Seed 轮融资,参投方包括 Apollo Capital、Jane Street、0x Ventures、Upside DAO 等。

据悉,Astrolab 基于 deBridge 和 LayerZero 开发,旨在使用户可以在多链上更高效地分配资金。[2022/12/13 21:40:17]

到目前为止,许多rollup项目,如Arbitrum、Optimism、ZkSync和StarkNet都已经在使用。除了这些通用的rollup,还出现了一些特定应用的rollup,包括基于StarkExrollupSDK?的dYdX和DeversiFi等。虽然rollup技术还没有完全发展起来,掌握这种技术的团队也不多,但市场上对这种技术的需求仍然很强烈。

通用型和特定应用型rollup来自https://l2beat.com/

美国CFTC专员Caroline D. Pham参观Ripple实验室:金色财经报道,据Watcher.Guru发推称,美国CFTC 专员Caroline D. Pham与瑞波首席执行官Brad Garlinghouse一起参观Ripple实验室。[2022/9/20 7:06:58]

rollup提供了一个独立的执行环境,具有高TPS、低Gas和从第1层访问所有资产的能力,这有助于区块链上的应用从DeFi扩展到更普遍的领域,如游戏和社交网络。我们预计rollup将逐渐成为一种提供给Web3应用程序的服务,即RollupasaService。一些项目现在正朝着这个方向发展。以太坊以rollup为中心的路线图和StarkNet的Layer3架构都展示了特定应用的multi-rollup未来。

StarkNet的架构描述,采用了特定应用的multiplerollup作为Layer3,来源Medium

建立RaaS的挑战

rollup在提供RaaS方面仍然面临以下挑战。

V神:将长期提升以太坊区块容量至16MB,将支持Rollup达到8万TPS:5月20日消息,以太坊创始Vitalik Buterin在2022年5月20日举行的ETH Shanghai会议上表示,以太坊团队已经提出名为Danksharding的扩容计划,长期将把以太坊的区块容量扩充至8万TPS,最终Rollup将能够达到8万TPS/秒。首先将完成Proto-danksharding,支持1MB的区块容量和5000的TPS。[2022/5/20 3:29:44]

工程方面

首先,让我们来谈一谈rollupSDK。人们可以在SDK的基础上快速部署一些配置和启动rollup。为避免重新发明车轮,开源的rollup是SDK开发的更好选择。对于Optimistic-rollup,Arbitrum和Optimism都是开源的。从L2beat那里,我们可以看到Metis和Boba都是在Optimism的代码基础上开发的。相比之下,ZK-rollup的开源程度不高。ZkSync发布了v1版的完整代码,但v2版只有合约代码。StarkEx只发布了合约代码,并通过一个封闭的源代码向第三方提供其他模块。StartNet只提供Cairo的代码。

尽管Optimistic-rollup系统拥有更成熟的代码库和对EVM更好的支持,但欺诈证明的固有特性使它们在最终性和安全性方面远远落后于ZK-rollup系统。ZK-rollup第2层的交易在第1层被证明后立即完成,而Optimistic-rollup第2层的交易由于有挑战期,需要几天时间才能完成。另一方面,Optimistic-rollup需要更多的安全假设:至少1-out-of-N诚实操作者来保证欺诈证明提交,有一个抗审查的第1层来保证欺诈证明接受。

去中心化跨Rollup桥Orbiter Finance宣布现已集成Loopring:3月20日消息,去中心化跨Rollup桥Orbiter Finance宣布现已集成Loopring,用户现可使用该产品在Loopring与Polygon、Optimism等其它网络间进行跨链转账。[2022/3/20 14:07:00]

总而言之,我们现在就可以在现有的开源代码基础上快速建立一个Optimistic-rollupSDK,但从长远来看,ZK-rollupSDK似乎更有吸引力。当然,除了代码库的问题,ZKVM的设计,即ZKP可验证的智能合约,也是迫切需要的。目前,各种ZKVM解决方案正在开发中。每个解决方案的方法仍然不统一。

一图比较ZKVM,来源:YeZhang’stalk「AnoverviewofzkEVM」

性能方面

如前所述,分批交易需要以rollup方式发送到第1层,因此rollup的TPS受限于第1层的存储空间,也就是数据可用性问题。以太坊已经提出了一系列的第1层存储扩展解决方案,包括EIP-4488、Proto-Danksharding和完整的Danksharding。除了第1层的扩展,许多项目如Celestia和PolygonAvail也在尝试扩大第2层的存储容量。然而,这些解决方案的安全性和易用性仍需进一步研究。

Vitalik:Rollup有可能使以太坊TPS达到每秒10万笔交易,甚至更多:7月24日,“2021世界区块链大会·杭州”在杭州未来科技城学术交流中心开幕。以太坊创始人Vitalik Buterin(V神)受邀出席并发表主题演讲《以太坊进入2.0之后,会发生什么?》。他表示,现阶段, Rollup可以扩展到每秒大约4000到5000笔交易。假设整个以太坊生态都可以用上Rollup,然后有了数据分片之后,我们可能有20到50倍更多的空间。Rollup有可能使以太坊TPS达到每秒10万笔交易,未来甚至更多。分片首先会添加一些基础的安全性,然后再增加更多的安全性,然后分片会迎来越来越多的改进。(巴比特)[2021/7/24 1:12:51]

EIP-4488和Proto-danksharding将如何增加区块大小,来源:Vitalik’s「Proto-DankshardingFAQ」

在ZK-rollup方面,TPS还受到ZKP计算速度的限制。Paradigm和6block在GPU、FPGA和ASIC上有不同的硬件选择来加速计算。此外,6block比较了几种ZKP分布式计算的软件架构,包括矿池、证明聚合和DIZK。ZPrize,一个即将到来的竞赛,也激励开发者找到有价值的解决方案来加速ZKP计算。

确保rollup服务的高可用性是另一个关键问题。目前市场上的rollup服务几乎都是中心化的,也就是说,只有特定的运营商可以向第1层提交批次和证明。这是一个脆弱的设计,因为SPOF将很容易导致服务不可用。由于软件错误和硬件故障,Arbitrum已经多次遭受了数小时的停机。许多项目都在致力于去中心化rollup以避免SPOF,包括zkSync、StarkNet、PolygonHermes、PoVP和taikocha.in。

经济模式

RaaS正在考虑应用一个好的经济模式。目前,服务提供商的利润主要来自于第1层和第2层之间的交易费差距,即从第2层收取费用作为收入,向第1层支付费用作为成本。Optimism已经发行了治理代币,但收入仍不足以维持开支。

rollup和它们的费用,来自https://l2fees.info/

现有的大多数rollup是建立在区块链上的第三方服务,所以它们的主要收入仅仅来自于交易费。然而,我们可以跳出这种思维模式,将rollup视为区块链提供的原生服务。就像Cosmos和Polkadot的设计一样,整个系统包含一个区块链和附着在区块链上的多个rollup,形成一个具有无限可扩展性的去中心化网络。通过这种方式,网络可以用相同的原生代币奖励第1层区块链验证者和第2层rollup运营商。这个想法类似于Polynya提出的shrinedrollup,值得进一步研究。

功能方面

与Cosmos和Polkadot的跨链协议一样,当一个区块链上部署了多个rollup时,cross-rollup协议是必要的。用户也可以从第1层提取他们的资产,并将其存入另一个rollup,但这个过程需要在第1层支付额外的费用和更多的操作步骤。一些第三方cross-rollup桥利用流动性池来帮助用户在rollup之间即时转移,但这些桥和跨链桥一样容易被窃取。

Vitalik在《终局》中描述的一个未来区块链架构,当中有multiplerollup和cross-rollup桥

理想情况下,区块链应该提供一个原生的cross-rollup桥,由其验证者维护以保证安全。此外,这样的桥最好支持从一个rollup到另一个rollup的同步消息调用,也就是说,一个rollup上的用户可以直接调用另一个rollup上的合约。这将最大限度地提高multi-rollup架构中的用户体验。这里的底层技术很复杂,但我们期待着它的出现。

结语

这篇文章描述了RaaS,即为DApps提供rollup服务。显然,区块链将迎来Web3的multi-rollup未来。任何人都可以通过SDK快速启动他们的rollup,并以高性能和低成本在rollup上运行应用程序。在讨论了RaaS可能面临的所有挑战后,我们最终提出了原生rollup的想法,这将有助于区块链用其原生代币奖励rollup验证者,并提供一个由其验证者维护的cross-rollup桥。我们计划进一步仔细研究,并在未来的文章中详尽阐述。

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