以太坊重要扩容方案: Optimistic Rollup现状报告(上)_澳门太阳网

如果不是因为这篇研究报告是不受 MolochDAO 之托而作，我想要 DAOSquare 应当会翻译成如此“技术性”的学术论文（最少现阶段会）。不过，以太坊的扩展性的确是一个最重要且热门的话题，现有的解决方案还包括 Optimistic Rollup、Zk Rollup，而 Optimistic Rollup 则是一个明确提出时间并不宽的新兴方案，它被指出是最有前途的配套方案。那么时至今日它的发展情况如何？前景又如何？本文作者 Daniel Goldman 通过大量的调研已完成了此份报告，现在，DAOSquare 将这份成果共享给大家，不过由于篇幅过分“宏伟”，我们将分三期命上，本篇为第一部分。

作者：Daniel Goldman（丹尼尔·戈德曼）自由软件工程师、技术顾问、作家译者：Emma、Snow Lu编辑：Samuel以太坊新兴 Optimistic Rollup 生态系统的技术概览以下报告由 MolochDAO 许可制作，John Adler 获取涉及意见/审核；但此篇所有观点皆代表本人。此外，项目评估仅有为该报告新闻报道时的状态简况（2020年2月）。事事皆在变化，不做到过度允诺。

弥漫以太坊配套社区的阴霾--Optimsitc Rollup2019下半年，Optimistic Rollups (ORU或Optiroll) 作为以太坊 Layer 2 配套协议很快蓬勃发展大冷。本文目的阐述新兴 ORU 的研发生态系统至新闻报道时的简况（2020年2月）。我们再行将 ORU 理论属性敲于 Layer 2 设计空间大背景下，之后较为有所不同项目的方法和技术设计决策以及其中的各种权衡。

9个项目还包括：Fuel LabsANONWhitehat, Cellani, Lim ( hereby “WCL”)PinkiebellOffchain LabsInterstate NetworkOptimismIDEXCeler页面此处总结他们的差异性。最后，我们将深入探讨一些定性问题，这些问题将环绕以上项目如何在空间中充分发挥自己的起到。背景理论尽管美名独自，但对外开放且并未许可的区块链也有很多问题：网络中的所有原始节点必需可见，并检验系统处置的每笔交易；超低效率（互为较中心化数字缴纳系统而言）是加密货币倍受争辩的配套挑战的核心。

Layer 2 协议是减低此类开销的一类方法。将所有的节点全部检验所有交易，变成仅有由感兴趣的各方（例如那些期望取得自己资金的人）对交易的某些子集展开本地检验，以此（以某种方式，形状或形式）来移往这种开销。

最重要的是，他们保有基本层需要信任的安全性模型，同时需要倚赖用户自己运营的软件以外的资源。· 数据可用性：解决问题在以太坊 Layer 2 研发的早期阶段，研发人员计划在说明了假设下运作，即基础层“减低检验开销”就是几乎将（某些）交易数据隔绝在区块链之外。

（请参阅 Josh Stark 2018年初的文章 Making Sense of Ethereum’s Layer 2 以理解当时的思维方式）。加密货币协议有其内在的经济属性，可以鼓舞区块生产者及时地、普遍地分享区块（除非是贪婪挖矿等边缘情况 selfish-mining edge cases）；区块链基础层有时被称作“数据可用性引擎”。保证数据是（几乎）公开发表的，可以确保其需要展开检验，并且违宪交易完全无法通过。

因此，在Layer 2的场景中，如果要将数据几乎隔绝在链外，将仍然能确保我们有这种数据可用性；因为那些担忧数据有效性的人可能会掩饰数据。因此，我们必需弄清楚，在这种极端情况下，如何以某种方式保证会再次发生违宪的状态改版。

对于Layer 2系统，数据掩饰问题一直是最好最坏的情况；因为最差劲的就是在没信息的情况下去探索事实。如果我们的定义充足严格，针对该数据掩饰问题的所有解决方案都可以分成两大类：状态地下通道和Plasma（channels and Plasma）。如果两方在一个地下通道中，双方一致同意后，链下数据的改版才确实有效地。因此，如果 Alice 自由选择保有 Bob 的数据，Alice 将正处于近期状态；保有数据对她没益处。

相比之下，Plasma 则没双方一致同意的这一拒绝。这必要造成在 Plasma 中，如果用户没任何必要证据，则有可能再次发生违宪改版。即使在这种情况下，Plasma 仍可以确保用户持有人适当的链下数据，在交互批评期中证明并保证其资产所有权。

就实际结果而言，状态地下通道已沦为第一个 Layer 2 结构。人们很更容易解读，且状态地下通道（有可能）显然解决问题了一些基础的研究挑战，我们的确也看见状态地下通道在比特币和以太坊上的应用于。状态地下通道具备一些简单属性，例如即时交易，这些属性十分与众不同一些特定应用程序的市场需求。

尽管是较标准化的配套方案，但在或许上仍受限制。从本质上谈，地下通道之间是彼此独立国家的，且免信任的相连将造成资本效率低落，及/或受限于能用的流动路径。（我之前在 Bitcoin’s Lightning Network 公开发表了涉及容许以及解决问题策略。）Plasma 未来将会获取一种用途更加甚广，外侧链式配套方案，使参与者之间可以更加精彩地展开信息交互，但是它的发展路程却更加艰苦。

有关 Plasma 技术挑战的细节不出本文辩论范围之内。但是，（十分）非常简单来说，无法保证数据可用性的这种特质，让很多特性无法马上保有，例如：反对给定计价缴纳，用户的检验/存储拒绝最小化，防止大批量解散方案，以及反对智能合约逻辑。虽然可以减轻这些问题，但是解决问题一个障碍的代价往往是激化另一个障碍。

简而言之，很难做完全正确，即使这些结构充足不切实际，其复杂性也不会让实践中显得艰难而较慢。（我已在此处及此处公开发表分析了 Plasma Cash 及其变体的合理进展及其带给的挑战。

Plasma 的问题让甚至一些人指出其不会消失（declare its demise）。即使有人指出这种众说纷纭还为时过早（例如我），但是毫无疑问，Plasma 比预期设想的更为艰难简单，而且传输结果的空间速度比最初期望的要慢。随着 Plasma 的衰退，以太坊社区渴求类似于非监管下的、具备侧链特性的事物。此时，就研究和实行状态而言，Optimistic Rollup 经常出现了。

· 数据可用性：妥协我们可以在各种先前的议案中找到目前 Optimistic Rollup 的结构痕迹，比如 Shadowchains, Coinwitness, bulk validation with ZK-SNARKS (现在称作 ZK-Rollup), 以及2015年初的一场关于Arbitrum 的学生演说等。就目前理解而言，John Adler 和 Mikerah Quintyne-Collins（又称““Bad Crypto Bitch ”）将协议基础称作“拆分共识 Merged Consensus”。

先前的 Plasma Group 团队（现为 Optimism，下文讲解）在一篇博客文章中叙述了类似于原理，并在 Optimistic Layer 2 游戏语义分析中将其订为框架，命名为 Optimistic Rollup（无论出于何种原因），并最后确认。Optimictic Rollup 使用前一段中所述的框架并把它旋转过来；ORU 并不想在数据掩饰的情况下保有非监管性，而是采行了一种更加必要的方法，即必要拒绝将交易数据公布在链上，更加具体地说，拒绝将充足的数据公布在链上，以便任何运营以太坊节点的人都可以修复 ORU 的状态。配套的益处在于，Layer 1 仅有须要找到数据并将其 Merkle 树根化作区块根，需要继续执行任何操作者；（理想情况下）计算出来仅有在 Layer 2 继续执行。

因此，交易数据作为调用数据公布在链上，并且不存储在状态中；因为状态容量快速增长和计算成本（有可能）是以太坊配套的核心瓶颈，这具备极大的快速增长空间。与 Plasma 一样，基础层无法必要检验交易就意味著不会有一些违宪交易。在 ORU 下，任何当事方都将亲眼违宪交易的改版，然后通过欺诈证据向基础层展出欺诈证明，欺诈证明将还原成欺诈性区块以及及先前的区块改版。

一旦过了充足的时间而没递交欺诈证明，就可以确认并汇总区块，从这些区块中启动的付款就可以已完成。为了诱导蓄意公布违宪区块的不道德对社区的蓄意毁坏，区块递交人会公布一个保证金，如果欺诈证明有效地，将大幅度缩减保证金。这种以防欺诈处置的准确方式是任何特定 ORU 结构的核心。

与 Plasma 比起，ORU 有一个不可避免的根本性缺点，那就是它的配套性比较较低。假设链上数据与 ORU 块中的数据成正比，则 ORU 结构不会受到基础层仅次于数据量的容许。不过在其他方面 ORU 也有很多益处，还包括：· 更加精彩/更加普遍地反对智能合约· 更容易地反对给定缴付面额· 需要许可的区块生产· 更加非常简单的博弈论解散机制· 比较非常简单的操作者正如我们预料，即使是上述因素也必须在有所不同的 ORU 结构中互相权衡。

（有关 ORU 背后的更好信息，请参阅 John Adler 的 “The Why’s of Optimistic Rollup”。

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