区块链:什么是Rollup?_ROL

我们先来打个比方。

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。

周小川谈比特币:要搞清楚对实体经济的好处是什么:中国人民银行前行长周小川表示,不管数字货币还是数字资产,都要为实体服务。“我们经历过2008年的全球金融危机,发现金融脱离了实体,比如影子银行、衍生品这些纯粹变成了金融机构之间的投机交易,和实体没有联系了,就容易出问题,以至当是一些国际大行的领导、交易员们看不懂,很难做好内部控制。“

周小川表示,要区分数字货币和数字资产,对于比特币这类数字资产,并非现在要下结论,但是”要提醒,要小心“,在中国,金融创新的东西都要说清楚它对实体经济的好处”。[2021/4/19 20:34:00]

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成倍多的智能合约事务。

Tone Vays:数字美元提案与当前系统没什么不同:金色财经报道,加密货币交易员Tone Vays表示,美国的数字美元提案与当前的系统没有什么不同,没有什么技术上的新东西。唯一的区别是,这就像是美联储的通行证,好像美联储需要承担更多责任,公民将直接从美联储而不是私人银行获得资金。[2020/3/26]

这个比喻不仅直观呈现了Rollup旨在解决的问题,还让我们大概了解了Rollup解决方案需要做到什么。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。

什么是Rollup

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。

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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。获得多数支持的区块将被永远写到区块链上。

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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。

Rollup是中心化的吗

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。

ofo内部员工:不明白公司做区块链要达到什么目的:据《长江商报》消息,一位ofo内部员工表示,区块链项目在公司还是机密,没有对外公开。“其实我也没明白,ofo做区块链,具体是要做什么,怎么做,达到什么目的。”此前ofo已确认涉足区块链。5月17日,ofo宣布成立区块链研究院,将在全球范围内应用区块链技术赋能大数据、物联网,连接企业、政府、用户等多方主体,解决共享单车投放、调度、停放、维修等运营痛点,协助解决共享单车的城市治理难题。[2018/6/4]

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KevinSeqniqi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。

数据可得性的重要性

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,后半句话对于Rollup的运作方式来说至关重要。就Rollup而言,只有计算会被转移到链下。Rollup所处理的每笔事务的输入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。

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。

局限性优势

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OptimisticRollup和ZKRollup来说,「审查流程」的具体运作方式不同。然而,无论是哪种Rollup,审查流程远比以太坊自己处理交易高效得多。

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Layer1,而非Rollup。

结论

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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