以太坊最熱Layer2之一ZK-Rollup憑什麼被V神看好？

本体研究院｜2022-11-09 11:47

本篇將基於擴容賽道，幫助大家進一步了解Layer 2 中的ZK-Rollup 解決方案。

關於以太坊合併的說明明確表示：升級後的“The Merge”主要帶來網絡共識機制的轉變；而備受關注的擴容，將由以太坊與Layer 2 各解決方案的緊密合作共同完成。

一時間，Layer 2 賽道中的各大項目被重新提上議事日程。與此同時，最為著名的 Layer 2 項目之一zkSync於10月28日推出其2.0版本主網，再度成為市場焦點。

*zkSync.io

本篇將基於擴容賽道，幫助大家進一步了解Layer 2 中的ZK-Rollup解決方案。

擴容方案

關於以太坊擴容這件事，不論你是剛進入行業的新人，還是資深從業者，想必都有所耳聞。像什麼Rollup 、 Layer 2等詞語，對你來說應該也不陌生。

隨著在以太坊上部署的去中心化應用（dApp）逐漸增多，擁堵的網絡和高昂的Gas fee 讓以太坊擴容勢在必行。

然而由於區塊鏈的不可能三角（即可拓展性、去中心化、安全性三者只能得其二）存在，在Layer 1 層面進行擴容難度較高，因此Layer 2 順勢而生。其核心思想是將大批實際發生的交互放在鏈下執行和計算，再通過以太坊上極少量的交互最終完成有效性驗證。

在Layer 2 擴容方案中，比較主流且受追捧的大約是Optimistic Rollup和ZK-Rollup ，前者是目前Layer 2 項目中生態最大的解決方案，而後者則被V 神認為是解決擴容問題的最終方案。

Rollup

那麼，什麼是Rollup？它是一種可擴展的解決方案，它將交互捆綁、壓縮並發送到共識層進行驗證，一次可驗證多個交互行為。

本質上，用戶不是將交互發送到L1 的節點那裡，而是將其發送到Rollup 服務器，由服務器驗證這些交互是否有效，換句話說，這些驗證是在以太坊主鏈之外執行。驗證後，Rollup 服務器會將數據發佈到以太坊主鏈，由主鏈記錄交互與驗證狀態，因此它們將繼承L1 的安全性。

舉一個簡單的例子：

小明在樓下食堂辦了張飯卡，並充值1000元。每次吃飯時，小明只需刷飯卡而不需要用銀行卡重新支付飯錢。一個月後小明不打算繼續在食堂吃飯，註銷飯卡時餘額還有200元，於是就將餘額提取回了自己的銀行卡。

在此過程中，小明的銀行卡與食堂賬戶只交互過兩次，而期間無數次買飯的交互都是在食堂內部的系統完成。

這裡還有很關鍵的一步：提取餘額時，小明需要食堂提供明細以驗證餘額結算沒有出錯，同時這個明細需要提交到銀行卡系統裡保存驗證。

為什麼說明細驗證這一步很關鍵？

在Rollup 被提出之前，還有個擴容方案叫Plasma ，該方案不會將鏈上發生的數據發送給主鏈儲存驗證，只會提交一個最終的狀態結果。這就導致結果不可驗證，就像是食堂只向你提供最後餘額，但不給你明細。

Rollup 方案則會將數據提交給主鏈，但它會通過聰明的編碼方式，最大限度地壓縮這些數據，同時基於Rollup 本身的特性適當刪除和縮減部分數據，只要保證最終的提交能夠供任何人驗證即可。

ZK-Rollup 正是圍繞驗證方面，進行了安全性和準確性的優化。

ZK-Rollup

ZK-Rollup 是將大量交易打包到一個Rollup 區塊內，並在鏈下為該區塊生成一個簡潔的證明；Layer 1 上的智能合約只需驗證該證明即可直接應用新的狀態，無需重新執行這些交互。

這樣一來，不僅可以節約Gas Fee ，因為證明的驗證成本遠低於重新執行的計算成本；而且另一個好處是可以通過數據壓縮來節省存儲空間（即，僅在鏈上存儲最少量的數據用於驗證）。

ZK-Rollup 的一個關鍵點在於“質疑一切”，這與Optimistic Rollup 的“樂觀的假設所有人都不作惡”形成對比。 ZK-Rollup 默認所有提交的結果都是可以的，但需要Layer 2 在提交了數據之後攜帶一個zk-SNARK 證明，以證明其結果的準確無誤。

回到食堂的例子：

如果小明直接提取了余額，並沒有檢查明細，而是一直等到哪天覺得不對勁了才去檢查，這就類似於Optimsitic Rollup；但如果小明在提取餘額的時候，還要求食堂提供一份明細證明文件以確保食堂提供餘額的準確性，那就類似於ZK-Rollup。

看到這你可能會好奇，食堂提供的證明文件憑什麼就能證明他們給的數據沒錯？這就涉及到了ZK（零知識證明）。