以太坊扩容方案的两种主流选择：Optimistic Rollups 和 ZK-Rollups

以太坊作为当前区块链领域最活跃的平台之一，承载着众多去中心化应用，涵盖从 DeFi 到 NFT 等多个领域，生态系统蓬勃发展。然而，随着链上交易量的激增，网络拥堵导致的高昂交易费用、延长的确认时间以及增加的失败率等问题也日益凸显，严重影响了用户参与的积极性。

为解决这些问题并维持主链的去中心化特性，社区采用了 L2 扩容方案。L2 的核心理念是将计算和交易从主网（L1）转移到第二层网络执行，只将最终结果提交至主网。这种方式不仅提高了交易效率、降低了费用，还保留了主网的安全性。

目前，较为知名的 L2 方案包括 Rollups 和侧链等。其中 Rollups 又可细分为 Optimistic Rollups 和 Zero-Knowledge Rollups（ZK-Rollups）。

Optimistic Rollups

Optimistic Rollups 将交易计算和状态更新在 L2 网络上进行，随后将压缩后的交易原始数据批量发布到主网。L2 节点默认认为这些交易都是有效的，类似于法律中的"无罪推定"原则。这种模式大大提升了交易确认速度和效率。

交易提交后，验证者有七天时间提交欺诈证明。如果发现问题，L1 上的智能合约将进行验证。一旦确认存在问题交易，涉及的 Batch 及后续 Batch 都将回滚，作恶节点将受到惩罚，而验证者则获得奖励。若七天内未收到欺诈证明，交易将被确认为合法。

"欺诈证明"机制的存在本身就具有强大的威慑作用，实际上很少有节点提交欺诈证明。这归因于项目本身的充分测试、严厉的惩罚措施，以及作恶带来的巨大经济和信誉损失。

Optimistic Rollups 的主要缺点在于长达七天的挑战期可能影响资金流转，以及潜在的中心化风险。

ZK-Rollups

与 Optimistic Rollups 不同，ZK-Rollups 在提交数据时需附带一个有效性证明。同样将交易放在链下进行并打包提交到主网，但在正式提交前，需要先在链下计算出一个有效性证明。

ZK 技术在区块链领域的应用优势在于能将复杂性限制在智能合约内，只需验证区块链上的数据和计算，无需依赖任何中心化组织或个人。

ZK-Rollups 的复杂性体现在需要根据交易执行的数据和逻辑，编译成复杂的逻辑电路图，然后通过专用证明器进行密码学计算，生成可快速验证的结果。这个过程通常需要专用的编译器和验证器。

Layer2 成本

Optimistic Rollups 的成本主要来自两个方面：将压缩后的交易数据提交到 L1 的费用，以及 L2 节点的运营成本。以太坊的 EIP-4844 方案已大幅降低了 L2 与主网交互的费用。此外，维护节点需要锁定大量资金，可能导致投资者错失其他机会。

ZK-Rollups 的主要成本来自于计算资源，生成零知识证明需要大量计算资源和专门硬件。同时，它也需承担将数据提交到链上的交易费用。专业硬件的需求可能导致网络更加中心化。

总结

Optimistic Rollups 和 ZK-Rollups 都是以太坊生态应对扩展性挑战的重要解决方案。随着以太坊 EIP-4844 等升级的实施，L2 的数据发布成本已显著降低，这将进一步发挥两种方案的潜力。