Rollup 即服务挑战与机会:从多链到多 Rollup

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

跨Rollup订单簿DEX Zada Finance宣布上线Scroll测试网:4月4日消息,据官方推特,Zada Finance宣布上线Scroll测试网。ZadaFinance是基于Scroll构建的跨Rollup订单簿DEX,支持账户抽象钱包。并且是Scroll上第一个原生的开源跨RollupDEX。目前,Zada Finance还在Alpha阶段,未来将推出Dashboard,与Orbiter的SDK集成,实现cross-Rollup的聚合交易。[2023/4/5 13:44:58]

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。

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。

Rollup桥接方案Beamer宣布上线测试网,已支持支持Boba和Metis:3月29日消息,Rollup桥接方案Beamer宣布启动测试网,允许用户无需通过L1,就能直接在与EVM兼容的Rollup之间转移ERC20资产。Beamer解决了Rollup孤岛效应,使用户能够跨rollup移动和整合资产,向其他Rollup上的收件人进行P2P付款,并访问其他Rollup上的dApp。Beamer目前支持Boba和Metis Rollup之间的桥接,计划接下来增加与EVM兼容的Optimism、Arbitrum和zkRollup。[2022/3/29 14:23:56]

通用型和特定应用型rollup来自https://l2beat.com/

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。

以太坊ZK Rollup扩容方案Hermez上线USDT:Hermez Network上线USDT稳定币。通过在Hermez上推出USDT,以太坊上的Gas费压力有望减轻。此前消息,以太坊ZK Rollup扩容方案Hermez Network正式上线。这意味着Hermez的主网已经启动,用户现在可以以更低的Gas成本转账。(Cointelegraph)[2021/4/19 20:36:52]

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。

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。

L2扩容方案Celer Network计划推出跨Rollup交易功能:二层扩容项目Celer Network在2021年路线图中表示,将实施可以为Layer 2之间增加流动性的状态通道技术。Celer 表示,从短期和中期来看,以太坊扩容方案 Rollup 是分片之前提高链上吞吐量的最佳方案,然而各个 Layer 2 网络之间以及二层与一层网络之间的交互,通常有非常长的延迟和糟糕的用户体验,Celer 计划解决这样的挑战,实现实时和即时的跨 Rollup 和 Rollup 与一层网络之间的交易。另外,Celer 还表示将在波卡等热门公链网络中支持 Layer 2 技术。[2021/1/18 16:26:53]

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。

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。

DASH核心团队聘任Bob Carroll为CTO:据DASH官方消息,DASH Core聘任Bob Carroll为新任CTO。Bob Carroll曾任Phoenix大学CIO,拥有数十年行业经验。[2018/6/5]

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。

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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