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
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。
AltLayer宣布与Orbiter Finance合作，以优化其跨Rollup桥接功能:8月31日消息，AltLayer在社交平台上宣布与Orbiter Finance合作，以解决Layer 2流动性碎片化问题，优化跨Rollup桥接体验。[2023/9/1 13:10:00]
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。
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。
以太坊扩容项目AltLayer推出多排序器测试网Rollup:5月5日消息，以太坊扩容项目AltLayer宣布推出多排序器测试网Rollup，承诺减轻审查制度，增强Rollup的安全性和可用性。第一阶段发布的测试网功能包括运行本地共识的多排序器L2，验证者对 L1（Sepolia 测试网）的常规状态根承诺，支持原生ETH、ERC-20和ERC-721代币的Rollup桥，L1到L2的资产存入等。多排序器测试第一阶段于2023年5月4日至6月30日开放。[2023/5/5 14:44:45]
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。
区块链开发平台Alchemy启动对ZK Rollup StarkNet的支持:金色财经报道，区块链开发平台 Alchemy 启动对 ZK Rollup StarkNet 的支持，Starknet 现已在 Alchemy 上公开发布，通过向公众开放，Alchemy 正在为 Starknet 的开发者社区提供基础设施和工具，构建者可以创建功能丰富、突破性的 dapp，starknet 用户可以在本地使用智能合约账户，而无需将他们的钱包重新编程为智能合约。虽然新产品仅代表 Alchemy 支持的 39 个区块链之一，但该公司表示，StarkNet集成是关键，因为它的“快速发展的开发者社区”和该项目的“零知识rollups的开创性方法”。[2023/5/5 14:43:29]
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。
V神：ZK Rollup可能是以太坊顶级Layer2扩展武器:8月8日消息，以太坊创始人Vitalik Buterin在2022韩国区块链周KBW 2022峰会中就以太坊的各类问题进行发言，他表示，由于Layer2 Rollup，以太坊网络的交易成本将很快降至1美分，在将来所有效率改进后交易成本可能降至0.05美元，甚至可能低至0.02美元，随着成本的下降，区块链实际上可以启用和解锁全新的场景用例，这将完全改变游戏规则。另外，下一个十年对区块链技术至关重要，区块链应用需要证明它们的实用性， 所以ZK Rollup很可能是以太坊的顶级Layer2扩展武器。Vitalik还表示，量子计算将是未来的重要考虑因素，以太坊需要升级以保护自己免受未来的量子计算攻击，并考虑转向“新形式的密码学”，以抵抗潜在的攻击，但可能需要几十年的时间。[2022/8/8 12:10:08]
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。
ZK Rollup订单簿DEX ZigZag的NFT Swap功能将上线zkSync主网:5月13日消息，以太坊二层ZK Rollup订单簿DEX ZigZag Exchange宣布NFT Swap功能将上线zkSync主网。[2022/5/13 3:14:49]
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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