探討以太坊Layer擴容方案:Optimistic Rollups與ZK-Rollups

以太坊作爲當前最活躍的區塊鏈平台之一，承載着衆多去中心化應用，從DeFi到NFT，生態系統蓬勃發展。然而，鏈上交易的繁榮也伴隨着一些固有挑戰，如網路擁堵導致的交易費用飆升、交易時間延長和失敗率增加，這些問題嚴重影響了參與者的熱情。

爲解決這些問題並保持主鏈的分布式特性，社區主要採用L2擴容方案。L2的核心原理是將計算和交易從主網（L1）轉移到第二層網路執行，只將最終交易結果提交到主網。這種方法能提高交易效率、降低費用，同時保持主網的安全性。

目前，較爲知名的L2方案包括Rollups和側鏈。Rollups進一步細分爲Optimistic Rollups (OP-Rollups)和Zero-Knowledge Rollups (ZK-Rollups)。

Optimistic Rollups

OP-Rollups將所有交易計算和狀態更新放在L2網路進行，隨後將壓縮後的交易原始數據批量發布到主網。L2節點默認認爲這些交易有效，不含惡意行爲，類似現實世界的無罪推定原則。這種模式減少了大量無用驗證，大幅提升了交易確認速度和效率。

交易提交後，如果驗證者發現問題，可在七天內提交欺詐證明。L1上的智能合約將驗證此證明，只需檢查指定交易，快速判斷是否存在問題。若確實包含有問題交易，該交易所在批次及後續批次將回滾，L2鏈會退回到問題交易執行前的狀態，作惡節點將受到懲罰，驗證者則獲得獎勵。

若七天內未收到欺詐證明，所有交易將被確認爲合法。"欺詐證明"機制的存在本身就具有強大的威懾作用，實際上極少有節點提交欺詐證明或被證實作惡。這是因爲各項目已經過充分測試，作惡成本高昂，且潛在的經濟和信譽損失遠超可能獲得的微小收益。

相比節點作惡，網路波動或軟件bug導致的問題反而更爲常見。OP-Rollups的主要缺點在於七天挑戰期帶來的資金流轉問題和潛在的中心化風險。

Zero-Knowledge Rollups

與OP-Rollups相比，ZK-Rollups在提交數據到鏈上時，除壓縮數據外還需附帶有效性證明。ZK-Rollups同樣在鏈下處理交易並打包提交到主網，但正式提交前需要先在鏈下計算出有效性證明。

ZK技術早在區塊鏈出現前就已存在，但現實世界的復雜性限制了其應用範圍。區塊鏈應用ZK技術的優勢在於能將復雜性限定在智能合約內，只需驗證鏈上數據和計算。這意味着用戶只需信任去中心化的智能合約，無需依賴任何中心化組織或個人。

ZK-Rollups的復雜性體現在需要根據交易執行的數據和邏輯，編譯成復雜的邏輯電路圖，然後用專用證明器通過密碼學計算生成可快速驗證的結果。這個過程通常需要專用編譯器和驗證器，依賴強大的計算能力。

Layer的成本

OP-Rollups的成本主要來自兩方面：向L1提交壓縮交易數據的費用，以及L2節點的運營成本。這些成本最終會轉嫁給用戶。幸運的是，以太坊的EIP-4844方案大幅降低了L2與主網交互的費用。此外，維護節點需鎖定大量資金，可能導致投資者錯失其他機會。

ZK-Rollups的主要成本來自計算資源，生成零知識證明需要大量計算資源和專門硬件。同時，它也需承擔將數據提交到鏈上的交易費用。專業硬件的需求可能導致網路更加中心化，使普通用戶難以參與。

總結

無論是OP-Rollups還是ZK-Rollups，都是以太坊生態應對擴展性挑戰的重要解決方案。目前，這兩種方案仍在不斷發展。隨着以太坊EIP-4844等升級的實施，L2的數據發布成本已顯著降低，這將進一步釋放兩種方案的潛力，爲以太坊生態系統的持續發展提供強有力的支持。