什么是Rollup?

想象一下,我们回到了初中数学课堂上。「残忍」的初中数学老师给我们每人发了一张卷子,上面列了 100 道数字很大的除法题。我们的任务是解出尽可能多的题。但是,这里面有个陷阱:我们只能将最终的解和每个计算步骤写在一张答题纸上。几分钟后,我们有了一种不祥之感,越想越觉得这个任务荒谬至极。算完几道题之后,这张答题纸就已经满满当当了。

这个噩梦般的故事与 Rollup 有什么关系呢。

在这个故事里,答题纸就是以太坊区块,算术题就是智能合约交易。以太坊目前非常拥堵。每个区块内要包含的交易太多了。更糟糕的是,绝大多数交易都是计算密集型的,例如闪电贷和通过聚合器路由的交易。随着 DeFi 兴起,简单转账和支付已经成了过去时。

这就是问题的关键所在。就像数学老师要求我们将每个计算步骤都写在一张答题纸上那样,以太坊也必须处理并记录每个事务的每一笔计算。

直到 Rollup 出现。

Rollup 将计算转移到链下,只将最少的事务数据存储在链上。从这个基本意义上来讲,Rollup 就是以太坊的草稿纸。Rollup 负责所有复杂的数据处理,让每个以太坊区块都能容纳(叠卷)成倍多的智能合约事务。

这个比喻不仅直观呈现了 Rollup 旨在解决的问题(「因计算过载而导致的网络拥堵」),还让我们大概了解了 Rollup 解决方案需要做到什么(「将计算转移到链下」)。但是,Rollup 的实际运作方式、呈现形式以及魅力所在都是我们需要深入研究的。

Celsius宣布与加密交易所Liquid进行整合:加密货币奖励赚取平台Celsius宣布与加密货币交易所Liquid进行整合。 Liquid的全球客户现在可以无缝访问Celsius的加密复合收益,以及在Liquid平台上免费使用Celsius的CEL代币进行购买和交易。(prnewswire)[2021/4/29 21:09:14]

Rollup 本质上是一条独立的区块链,但是进行了一些修改。和以太坊一样,Rollup 协议也使用「虚拟机」来执行智能合约代码。Rollup 的虚拟机独立于以太坊自己的虚拟机(EVM)运行,但是由以太坊上的智能合约管理。因此,这种联系可以让 Rollup 和以太坊之间进行通信。Rollup 负责执行事务并处理数据,以太坊负责接收并存储结果(译者注:其实以太坊还储存 Rollup 事务的数据,不仅只储存结果)。

从技术层面来说,Rollup 链和传统区块链之间的主要区别在于出块方式。

通常来说,区块链由一个分布式参与者网络(「矿工」或「验证者」,具体取决于链的类型)维护。这些参与方通过共识创建区块。简单来说,参与方通过投票决定如何处理一组交易(如何创建下一个区块)。获得多数支持的区块将被永远写到区块链上。

相比之下,Rollup 链不按多数原则运行。监控 Rollup 状态的一方可以将「断言」发送至以太坊,来说明交易是如何处理的。重要的是,以太坊将决定是否接受这个断言,无论这个断言是否获得了 Rollup 上多数参与方的支持。这通常意味着,在 Rollup 上,实际只有一方负责处理交易和生成区块。(译者注:这一点也不是绝对的)

SushiSwap锁定代币总价值已超7亿美元:未经审计的DeFi协议SushiSwap刚运行3天,其锁定资产总价值(TVL)已超过7亿美元。8月28日晚,SushiSwap宣布启动,在不到12小时内吸金2.7亿美元。据了解,SushiSwap的逻辑很像Uniswap,也是为提供流动性的用户提供奖励,但玩法有一点不同。Uniswap的逻辑是仅在LP(流动性提供者)提供流动性的时候,才能获得0.3%的手续费奖励,一旦Uniswap的LP停止提供流动性,奖励也随之停止。为了鼓励大家使用SUSHI,项目方将SUSHI/ETH这个池子设计为2倍奖励,据此计算,年化暂时高达9500%。

注:CertiK安全研究团队此前曾表示,SushiSwap项目智能合约中存在多个安全漏洞。该漏洞可能被智能合约拥有者利用,允许拥有者进行包括将智能合约账户内的代币在没有授权的情况下取空等操作在内的任意操作。同时该项目智能合约还存在严重的重入攻击漏洞,会导致潜在攻击者的恶意代码被执行多次。(The Block)[2020/8/31]

Rollup 之所以能够如此高效地处理交易,一部分原因就在于它在出块方面的中心化特性。但是,这也提出了一个令人担忧的问题:在缺乏多数决共识的情况下,Rollup 如何确保出块的正确性——如果区块创建者作恶怎么办。

由于密码学货币用户已经习惯了基于共识的区块链,这种中心化会令他们感到困惑。确实,如果这篇文章到此结束,我们可能会误以为 Rollup 只是「由单个参与方复制的数据库」,就像 Avalanche 的联合创始人 Kevin Seqniqi 最近在推特上所言。

实际上,我们很快就会明白,与其说人们对 Rollup 的中心化特性的担忧是错误的,不如说是一种逻辑误导。通常情况下,缺乏强大共识机制的中心化区块链确实容易遭到破坏和恶意操控。但是,就 Rollup 解决方案而言,缺乏去中心化并不会影响它们的安全性和完整性。为了弄清楚背后的原因,我们需要更深入理解 Rollup 的原理。

回想一下文章开头提到的数学试卷。草稿纸就是我们的救命稻草。只要将计算过程写在草稿纸上,我们就只需在答题纸上写下问题和解。Rollup 就好比是草稿纸,「将智能合约计算转移到链下,只将最少的事务数据存储在链上」。

事实上,后半句话(将事务数据存储在链上)对于 Rollup 的运作方式来说至关重要。就 Rollup 而言,只有计算(数据处理)会被转移到链下。Rollup 所处理的每笔事务的输入数据(即「调用数据」)仍存储在以太坊上。

将事务数据保存在链上为何如此重要?再拿数学试卷的例子来看,我们最后交给老师的答题纸上只有数学题和解。这样一来,即使我们没有将每个计算步骤写上去,老师也可以检查我们的作业情况。同理,永恒链上数据可得性意味着,Rollup 上的任何一个计算都可由以太坊基础层重复执行(译者注:吹毛求疵来说,这话是不对的。以太坊单笔事务可执行的计算量是有上限的)。

简而言之,Rollup 的链上数据可得性引入了内置审查流程。在将事务永久写入账本之前,以太坊可以再次确认 Rollup 上处理的事务的完整性——就像是美国最高法院的司法审查权。

Rollup 的主要优势就是其局限性。Rollup 只能将交易发送至基础层,不能强制基础层接受,因为以太坊可以在必要时推翻任何 Rollup 事务。由于存在审查过程,Rollup 事务不具备真正的终局性。

了解了 Rollup 的局限性后,我们回到上文提出的中心化问题。Rollup 的单方出块机制确实存在做恶的可能性。然而,一旦出现这种情况,以太坊会在完成审查流程后拒绝相关交易,并惩罚出块者。

对于 Optimistic Rollup 和 ZK Rollup 来说,「审查流程」的具体运作方式不同(详情请参见此处)。然而,无论是哪种 Rollup,审查流程远比以太坊自己处理交易(不依赖于 Rollup)高效得多。

总之,Rollup 系统以「制衡」为基础,从而保证以太坊的主权链地位。以太坊的共识是事实的最终仲裁者。请注意,侧链的情况完全不同。侧链不像 Rollup 那样存在审查流程,而是另有一套独立的共识机制来处理交易。侧链可以直接赋予交易终局性,而 Rollup 上的交易要等到以太坊确认后才能获得终局性。因此,侧链需要更多信任假设,因为它们无法从以太坊的去中心化安全性中受益。事实上,我认为侧链更像是兼容 EVM 的 Layer 1,而非 Rollup。

总的来说:Rollup 将计算转移到链下,从而释放更多链上空间。链上数据可得性很重要,因为它使得以太坊可以复核 Rollup 交易的完整性。反之,审查流程可以检查 Rollup 出块,免去对共识机制的需求。

Rollup 最终可以让以太坊鱼和熊掌兼得:在释放成倍多链上空间的同时不破坏网络的去中心化安全性。至少在我看来,这正是我们所期望的优雅的可扩展性方案。

感谢 t11s 和 Hasu 富有见地的评论和建议。

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