以太坊Layer2：Rollup的发展与竞争

Layer2是为解决以太坊可扩展性问题而设计的关键方案之一。通过在以太坊主链之上构建额外的网络层,Layer2可以处理更多交易,同时保持主链的安全性和去中心化特性。

Rollup作为目前最主流的Layer2扩容方案,具有三个主要特点:

1. Layer2是相对独立的平台,用户可在Layer2上进行交易,但与Layer1账户的交互需通过智能合约完成。

2. 所有交易信息都完整记录在主链上,即使Layer2状态丢失,也可从主链恢复。

3. 交易在Layer2执行,但状态摘要发布到Layer1并进行验证。根据验证方式的不同,Rollup可分为Optimistic Rollup和ZK Rollup。

Rollup的发展历程

最早的Layer2方案是侧链,它是与主链挂钩的独立区块链。Plasma是侧链的演进,由Joseph Poon和Vitalik Buterin于2017年提出。Plasma链构建了树状网络,将大计算任务拆分到子链处理,提高了效率。

然而Plasma存在数据可用性攻击、退出挑战期和高昂的监控成本等问题。2019年,John Adler提出Optimistic Rollup方案,解决了Plasma的数据可用性问题。同时,Vitalik Buterin引入零知识证明技术,为ZK Rollup奠定基础。

2019年Aztec团队提出的Plonk算法解决了ZK-SNARK的通用性问题,大大加速了ZK Rollup的发展。

Rollup赛道的主要参与者

目前Optimistic Rollup占据大部分TVL,但ZK Rollup正受到越来越多关注。

Optimistic Rollups

Optimistic Rollups假设大部分交易有效,允许在发现欺诈时进行挑战和回滚。代表方案有Arbitrum和Optimism。

Arbitrum于2021年9月启动主网,是TVL最高的Layer2协议。其生态包括Arbitrum One、Arbitrum Nova和Arbitrum Orbit三个网络。

Optimism于2021年8月上线主网,实现了EVM等效性。其OP Stack工具包支持开发者构建定制的Layer2网络,引入了超级链概念。

ZK Rollups

ZK Rollups使用零知识证明确保交易有效性,提供更高安全性和效率。主要代表有zkSync、StarkNet、Polygon zkEVM和Scroll。

zkSync是首个上线主网的zkEVM项目,支持"乐观"转账。StarkNet采用zkSTARK方案,提供更高隐私性。Polygon zkEVM在字节码级兼容EVM。Scroll则完全兼容EVM,便于现有应用迁移。

总结

Rollup技术有望解决区块链性能瓶颈。短期内Optimistic Rollup可能在通用EVM计算中占优,而ZK Rollup则适合简单支付等场景。长期来看,随着技术进步,ZK Rollup有望成为以太坊扩容的最终方案。