以太坊:在 Celestia 上 Rollup 是如何被用作主權鏈的？_ROLL

大多數使用Celestia作為其共識和數據可用性層的應用程序都將托管在Rollup上。作為一種新的第2層解決方案，最初提出以提高交易吞吐量，Rollup可能是幾乎所有區塊鏈應用程序的未來家園，無論是使用Celestia、以太坊還是其他平臺來實現共識和數據可用性。

在這篇文章中，我們將討論什么是Rollup，它們目前如何在以太坊上運行以及它們將如何在Celestia上運行。

在當前的以太坊Rollup中，以太坊鏈被奉為Rollup的結算層，使Rollup有效地成為以太坊的“嬰兒鏈”，其中Rollup鏈由以太坊上的智能合約定義。這也可以與Polkadot平行鏈模型相媲美，其中中繼鏈被奉為平行鏈的結算層。

然而在Celestia中，我們設想了一種新型的Rollup：主權Rollup鏈。這些是獨立的主權鏈，其中Rollup鏈由Rollup子網絡本身定義，類似于獨立的L1，并且可以選擇與其他鏈或結算層一起擁有受信任或信任最小化的橋梁。

目錄

什么是Rollup？

以太坊上的Rollup

Celestia上的Rollup

主權交叉Rollup通信

為什么是主權的？

什么是Rollup？

Rollup是將其區塊發布到另一個區塊鏈的區塊鏈，并繼承該區塊鏈的共識和數據可用性。

典型的Rollup由三個主要方維護：排序器、Rollup完整節點、Rollup輕客戶端。所有Rollup都有一個狀態，例如，可能是Rollup用戶在某個時間點的所有帳戶地址和代幣余額。

Sequencers是接收來自用戶的新Rollup交易的節點，將交易組合成一個區塊，并將該區塊發布到共識和數據可用性層。一個區塊由兩部分組成：區塊頭和實際的交易數據。除其他外，區塊頭包含對鏈狀態的加密承諾——通常是Merkle根。

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Rollup完整節點是下載所有Rollup區塊頭和交易數據、處理和驗證所有交易的節點，以計算Rollup的狀態并檢查所有交易是否有效。如果全節點在匯總區塊中遇到無效事務，它會拒絕并忽略該區塊。因此，Sequencers無法創建具有無效交易的有效區塊，因為節點會從他們的視野中拒絕它們。

Rollup輕客戶端只下載rollup區塊頭，不下載和處理任何交易數據，因此無法計算最新狀態或驗證rollup本身的狀態有效性。相反，他們可以從最新的Rollup區塊頭中了解最新的狀態承諾，并向Rollup完整節點詢問部分狀態。他們還使用欺詐證明或有效性證明等技術間接檢查Rollup交易的有效性。

當Rollup節點同步Rollup鏈時，它們使用共識和數據可用性層對Rollup區塊施加的排序。如果它是Rollup中要在數據可用性層上發布的第一個處于其高度的有效區塊，則它們將確認這個Rollup區塊的最總想-無論是直接檢查有效性還是間接檢查有效性。

有關Rollup的更詳細和技術性的解釋，我們建議讀者參閱Celestia論壇上有關Rollup的文章。

以太坊上的Rollup

當前以太坊上的Rollup將其區塊直接發布到基于EVM的智能合約，也稱為橋合約。該合約有效地實現了一個用于Rollup的鏈上輕客戶端，該客戶端接收區塊頭并處理欺詐或有效性證明。在這個模型中，以太坊主鏈有一個神圣的、硬編碼的、信任最小化的橋。

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使用橋合約，用戶可以在Rollup和橋合約所在的執行鏈之間以信任最小化的方式存取資產，因為由于欺詐或有效性證明，合約不會接受來自Sequencers的無效區塊。

以太坊鏈作為共識和數據可用性層，僅記錄和最終確定根據橋合約有效的區塊。因此，Rollup完整節點和輕客戶端將以太坊鏈上輕客戶端視為關于什么是規范Rollup鏈的真相的根本來源。在這個模型中，我們認為以太坊被奉為Rollup的耦合結算層，其中Rollup是以太坊的“嬰兒鏈”，而不是一種擁有自己權利的獨立鏈。

Celestia上的Rollup

Celestia上的主權Rollup不會將他們的區塊發布到智能合約中，而是直接作為原始數據發布到鏈上。Celestia共識和數據可用性層不解釋或對Rollup區塊執行任何計算，也不為Rollup運行鏈上輕客戶端。

相反，Rollup像第1層區塊鏈一樣有效地運行：完整節點和輕客戶端直接從Rollup自己的點對點網絡下載Rollup的區塊。主要區別在于，他們還通過Merkle證明驗證了Rollup區塊數據是否包含在Celestia數據可用性層上并對其進行排序。因此，與第1層區塊鏈類似，這個規范鏈由本地驗證分叉選擇規則和Rollup交易的節點確定，而不是由鏈上輕客戶端確定。

欺詐和有效性證明的工作方式也類似于它們在第1層區塊鏈中的工作方式。欺詐證明通過點對點網絡直接傳遞給客戶端，有效性證明簡單地包含在區塊頭中。因為點對點網絡中的網絡同步延遲很可能遠小于獲取包含在鏈上的欺詐證明的延遲，這意味著點對點欺詐證明的挑戰期可能要短得多，從而為輕客戶端帶來更快的最終確定性。

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在這個模型中，Rollup和任何結算層之間沒有橋，因為rollup區塊只是直接發布到數據可用性層，而不是智能合約。這與Cosmos的設計理念相一致，在Cosmoszones中，通往CosmosHub的橋不是內置確定的，而是可選的，可以添加，同時仍允許zones保留其主權。Rollups仍然可以以信任最小化的方式連接到其他Rollup——我們將在下一節討論這個問題。

如果一條Rollup鏈沒有規定一個結算層來確定規范鏈和Rollup的交易有效性規則，則它是主權的。相反，Rollup的規范鏈是由Rollup的點對點網絡中的節點確定的。這意味著結算層不能強制將交易包含在Rollup中。

“不設結算層”主要是社會區別，而不是技術區別，這意味著Rollup的社區之間存在社會合約，即Rollup的交易有效性規則由社區定義，而不是不可變的L1合約。在實踐中，這意味著到Rollup的橋必須是可變的，以便有一條升級路徑來確認主權Rollup上的硬分叉。

因此，這意味著Rollup社區可以通過硬分叉升級鏈，而無需對結算層或數據可用性層進行硬分叉，也無需嵌入破壞鏈的信任最小化性質的鏈上治理。如果有資產是在主權Rollup鏈上本地鑄造的，而不是所有資產都從其他鏈橋接，則這一點尤其重要。

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主權Rollups也可以僅將以太坊用作數據可用性層，而無需將以太坊用于結算，但是與使用諸如Celestia之類的“純”數據可用性層相比，這會增加更多開銷，因為Rollup節點需要對數據的有效性感興趣以太坊結算層中的所有交易，以便為以太坊數據可用性層運行一個節點。

也可以在Celestia上構建一個“結算Rollup?”，這是主權Rollup的一種。結算Rollup可以具有將其用作結算層的非主權Rollup。然而，結算層是主權的，就像以太坊L1是主權一樣，因為它的社區經常通過社會共識用硬分叉升級它。

主權跨Rollup通信

如上所述，CelestiaRollup在Rollup和任何結算層之間沒有一座設置的橋梁。Rollup的結算層和執行層因此被解耦和模塊化。那么CelestiaRollups如何連接到其他鏈呢？因為沒有結算層，這讓我們有更廣闊的跨鏈橋設計空間。我們在下面探索設計空間和各種選項。

讓我們假設某個主權Rollup鏈A想要與另一個鏈B橋接——我們將假設它也是一個Rollup。

點對點vs.鏈上結算

鏈A和B可以直接在兩個鏈的輕客戶端中相互嵌入一個輕客戶端。例如，兩條鏈都將為鏈A和B運行一個輕客戶端。輕客戶端因此將通過點對點網絡直接接收區塊頭和任何相關的欺詐或有效性證明。我們將此稱為點對點結算。

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兩個鏈上都存在一個橋合約，這將允許資產被提取并存入任一鏈，并由每個鏈的sequencers或驗證者監控以執行轉移。

另一方面，輕客戶端也可以實現為鏈上智能合約，將區塊頭和欺詐/ZK證明提交給鏈上智能合約。這就是以太坊Rollup的現狀。我們將此稱為鏈上結算。

中心輻射型vs.點對點橋接

目前，預計Rollup將連接到充當結算中心的單個結算層，例如以太坊。如果Rollup鏈A和B都連接到同一個中心，那么它們可以使用hub作為結算的中介來將資產相互連接起來。

但是，就像IBC一樣，Rollup也可以選擇直接相互橋接，而不是使用中間Hub鏈。

動態與靜態橋接

根據Rollup鏈的執行環境，可能需要鏈升級或硬分叉來橋接新鏈。這是因為鏈A和B必須支持彼此的執行環境，才能支持彼此的欺詐或ZK證明。

讓我們假設OptimisticRollup鏈A的狀態機是直接用Golang編寫的，而不是像EVM或CosmWasm這樣的智能合約環境。為了與鏈B橋接，鏈B需要升級其節點軟件，以便將鏈A的狀態機作為庫，以驗證鏈A的欺詐證明。這是因為鏈B無法自動添加鏈A的狀態機代碼，因為它可能是惡意的或不確定的，從而構成安全風險。因此，需要社會共識或治理來增加這樣的橋。在使用鏈B不理解的ZK證明結構的有效性Rollup的情況下，這也同樣需要。我們將其稱為靜態橋接，因為必須通過鏈升級顯式添加橋接。這樣的橋可以實現為IBC輕客戶端?。

另一方面，如果OptimisticRollup鏈A是在EVM或CosmWasm等沙盒智能合約環境中編寫的，那么鏈B可以允許將鏈A的狀態機代碼直接添加到鏈B的狀態機中，而無需任何必要用于社會共識或治理，例如使用智能合約。同樣，如果鏈A是ZK匯總，它可以動態橋接到鏈B，只要鏈B能夠理解鏈A的ZK證明。我們將此稱為動態橋接。

非enshrined與enshrined結算層

如果Rollup鏈將其區塊和證明發布到充當結算中心的結算層，則我們說如果規范鏈及其交易有效性規則由結算層確定，則結算層是enshrined的。

另一方面，如果Rollup將其區塊和證明發布到結算層，但Rollup的規范鏈最終由Rollup網絡本身決定，我們就說結算層是非enshrined。為了使非enshrined的結算層有意義，它應該有一種不需要硬分叉結算層的方式來升級Rollup。

基于委員會與基于證明的橋

為了使兩條Rollup鏈之間的跨鏈橋的信任最小化，Rollup鏈必須驗證彼此的欺詐或ZK證明，這意味著它們必須了解彼此的狀態機。

但是，也存在基于委員會的橋，該橋不依賴于狀態有效性的證明，而是依靠委員會來證明區塊的有效性。這樣的橋梁并沒有最小化信任，因為委員會可以竊取資金。然而，這樣的橋可能具有較低的復雜性，因為目標鏈不需要具有處理源鏈的欺詐或ZK證明的功能。

在當前的IBC橋中，委員會是源鏈的驗證者集。然而，人們可以設想這樣一個世界，委員會由證明多個鏈的專業跨鏈橋提供商運營。這可以被認為是僅用于橋的鏈間安全性，而不是區塊生產。在這樣的設置中，橋委員會與源鏈的驗證者集解耦。

可升級與不可升級的跨鏈橋

當前以太坊Rollup的最終目標是Rollup不應由多重簽名或委員會進行升級，因為如果可以，它們不會被信任最小化，因為資金可能會通過升級被盜。在這個模型中，Rollup只能通過硬分叉L1來升級，因為規范鏈是由L1的結算層定義的，這意味著Rollup沒有主權。

然而，為了使主權Rollup變得實用，應該有一個升級路徑，承認Rollup是主權的而不是神圣的結算層的。有幾種方法可以考慮，這些方法會影響橋是否最小化信任。假設一條Rollup鏈A是硬分叉，而鏈B需要為鏈A升級其輕客戶端：

對于靜態橋，鏈B也需要硬分叉。這樣的升級路徑將意味著橋的信任最小化，因為不涉及多重簽名或委員會。

對于動態橋，由鏈A控制的委員會可以升級鏈B上的輕客戶端。這將是一個可信的橋。

對于動態橋，由鏈B控制的委員會可以升級鏈B上的輕客戶端。如果鏈B是結算層，這使結算層有責任實施升級，這可能是可取的，如果結算層有專門的治理，或具有較高的經濟安全性。這也將是一個值得信賴的橋。

為什么是主權？

“主權不僅僅是一個模因。這是硬分叉的能力。這是一種認識：區塊鏈和社會中最重要的一層是社會共識。這是人>代幣的編碼。人>驗證者。人>治理。”Rollup的核心是簡單的區塊鏈，而Rollup橋只是這些區塊鏈的輕客戶端。以太坊推廣的Rollup的當前現狀旨在具有神圣的結算層的不可升級的匯總。這等效于為永遠無法升級的區塊鏈運行客戶端，其區塊只有在被輕客戶端的一個神圣的鏈上實例接受以進行Rollup時才有效。如上所示，這只是Rollup設計空間的一小部分。

在CelestiaLabs，我們對沒有固定結算層的主權Rollup感興趣，因為我們相信區塊鏈中最重要的層是社會共識。特別是，區塊鏈是一種允許社區以主權方式進行社會協調的工具，而不會受到現狀的負擔。這意味著將硬分叉視為一項功能，而不是錯誤，因為硬分叉賦予主權社區強制執行社會共識的能力。當出現問題時，這作為一種社會追索機制尤其重要，例如在DAO黑客攻擊后以太坊分叉時。

主權Rollups將成為主權社區擁有社區計算機來跟蹤和執行社會經濟價值和協議的有效方式，無需引導或維護自己的共識層和驗證者集的開銷，也無需服從于一個他們支持或不支持的神圣的結算層的社會共識。

主權Rollups還為開發人員在其執行環境中提供了更大的靈活性，因為他們不受必須為其Rollup處理欺詐或ZK證明的神圣結算層的限制，因為在許多情況下，某些結算層存在欺詐或ZK證明可能無法輕松或有效地處理。

來源：金色財經

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