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以太坊擴容之爭:Optimistic vs ZK-Rollups 優劣全解析
以太坊擴容方案的兩種主流選擇:Optimistic Rollups 和 ZK-Rollups
以太坊作爲當前區塊鏈領域最活躍的平台之一,承載着衆多去中心化應用,涵蓋從 DeFi 到 NFT 等多個領域,生態系統蓬勃發展。然而,隨着鏈上交易量的激增,網路擁堵導致的高昂交易費用、延長的確認時間以及增加的失敗率等問題也日益凸顯,嚴重影響了用戶參與的積極性。
爲解決這些問題並維持主鏈的去中心化特性,社區採用了 L2 擴容方案。L2 的核心理念是將計算和交易從主網(L1)轉移到第二層網路執行,只將最終結果提交至主網。這種方式不僅提高了交易效率、降低了費用,還保留了主網的安全性。
目前,較爲知名的 L2 方案包括 Rollups 和側鏈等。其中 Rollups 又可細分爲 Optimistic Rollups 和 Zero-Knowledge Rollups(ZK-Rollups)。
Optimistic Rollups
Optimistic Rollups 將交易計算和狀態更新在 L2 網路上進行,隨後將壓縮後的交易原始數據批量發布到主網。L2 節點默認認爲這些交易都是有效的,類似於法律中的"無罪推定"原則。這種模式大大提升了交易確認速度和效率。
交易提交後,驗證者有七天時間提交欺詐證明。如果發現問題,L1 上的智能合約將進行驗證。一旦確認存在問題交易,涉及的 Batch 及後續 Batch 都將回滾,作惡節點將受到懲罰,而驗證者則獲得獎勵。若七天內未收到欺詐證明,交易將被確認爲合法。
"欺詐證明"機制的存在本身就具有強大的威懾作用,實際上很少有節點提交欺詐證明。這歸因於項目本身的充分測試、嚴厲的懲罰措施,以及作惡帶來的巨大經濟和信譽損失。
Optimistic Rollups 的主要缺點在於長達七天的挑戰期可能影響資金流轉,以及潛在的中心化風險。
ZK-Rollups
與 Optimistic Rollups 不同,ZK-Rollups 在提交數據時需附帶一個有效性證明。同樣將交易放在鏈下進行並打包提交到主網,但在正式提交前,需要先在鏈下計算出一個有效性證明。
ZK 技術在區塊鏈領域的應用優勢在於能將復雜性限制在智能合約內,只需驗證區塊鏈上的數據和計算,無需依賴任何中心化組織或個人。
ZK-Rollups 的復雜性體現在需要根據交易執行的數據和邏輯,編譯成復雜的邏輯電路圖,然後通過專用證明器進行密碼學計算,生成可快速驗證的結果。這個過程通常需要專用的編譯器和驗證器。
Layer2 成本
Optimistic Rollups 的成本主要來自兩個方面:將壓縮後的交易數據提交到 L1 的費用,以及 L2 節點的運營成本。以太坊的 EIP-4844 方案已大幅降低了 L2 與主網交互的費用。此外,維護節點需要鎖定大量資金,可能導致投資者錯失其他機會。
ZK-Rollups 的主要成本來自於計算資源,生成零知識證明需要大量計算資源和專門硬件。同時,它也需承擔將數據提交到鏈上的交易費用。專業硬件的需求可能導致網路更加中心化。
總結
Optimistic Rollups 和 ZK-Rollups 都是以太坊生態應對擴展性挑戰的重要解決方案。隨着以太坊 EIP-4844 等升級的實施,L2 的數據發布成本已顯著降低,這將進一步發揮兩種方案的潛力。