ROL:Rollup將成為Layer 2世界的國王，那側鏈將何去何從？_STA

感謝AlbertNi對本文的審閱和討論。簡介

Layer2對以太坊的重要性每周都在增長，每個人都知道這一點。然而，“layer2”是一個不精確的標簽，現在，當人們說“layer2”時，他們往往指的是“非以太坊layer1”。但是，與以太坊layer1交互的方式是非常重要的。所有被視為“layer2”的不同解決方案，可能具有著完全不同的屬性。可以說，layer2應該只指具有特定屬性的某些東西。但這也許是另一個要討論的話題了。在這篇文章中，我想深入研究側鏈的性質。側鏈基本上是指一個系統，其中一組驗證器將區塊鏈的最新狀態checkpoint到一個智能合約。然后，橋合約使用這些checkpoint，以允許用戶存款和取款。在一組驗證器中，通常有一個leader選舉過程來確定誰可以創建區塊。leader選舉機制的例子包括權威證明共識和權益證明。側鏈在以太坊生態系統中扮演了重要角色。當研究社區還在研究更好的解決方案時，它們一直是可擴展性及可用性的權宜方案。像xDai這樣的產品，強調了對更好的用戶體驗的需求，這種需求已滲透到了其他領域。然而，側鏈并沒有更廣泛的以太坊社區所期望的安全屬性，但這并不意味著它們永遠不應該被使用。如果使用側鏈的人充分意識到某些屬性的缺乏，并且仍然想使用它們，那這屬于他們的權力。權衡也許是值得的，但當人們對此漠不關心時就會很危險。這篇文章的目的是提供一些信息，如果每個人都知道這些屬性，那么它也不會有什么壞處，但如果它能夠幫助人們認識到錯誤的假設，那它就是有意義的。那側鏈缺少哪些安全屬性呢？幾乎所有的側鏈都無法提供：抗審查性；最終性；關于資金的保證；我希望對這些屬性進行公開討論，以使每個人受益。抗審查

Espresso Systems與Caldera合作將在OP Stack中構建Optimistic rollup:7月26日消息，區塊鏈基礎設施公司 Espresso Systems 宣布正在與 Rollup 即服務（RaaS）公司 Caldera 合作，將去中心化測序引入 OP Stack，團隊將在 OP Stack 中構建 Optimistic rollup，測試網很快將可供所有人使用。

在合作方面，Caldera 將提供 OP rollup 界面、站點托管、區塊瀏覽器和索引器。Espresso Sequencer 將與 OP 堆棧 Stack ，支持開發人員從發布開始就構建去中心化 Rollups。[2023/7/26 15:59:22]

相比精心設計的區塊鏈，側鏈的抗審查屬性更弱，這一點不應引起爭議，否則就不需要區塊鏈了。不過，讓我們進一步分解一下。如果一條側鏈中涉及N個驗證者，并且只要M個驗證者同意就可以對一筆交易進行審查，那么N-M是為了審查一個區塊而需要串通驗證者的數量。這就導致了一種微妙的平衡，即更難審查交易，會使得審查區塊變得更容易。考慮到交易審查和區塊審查都是不受歡迎的，這使得側鏈從根本上很難具有強大的抗審查屬性。這種擔憂延伸到使用權益證明共識機制時，隨著所涉及的數字按權益進行加權，這種情況可能會變得更糟，這意味著達到特定閾值所需的不同實體的數目可能甚至更低。數據可用性保證

Rollup橋接方案Beamer宣布上線測試網，已支持支持Boba和Metis:3月29日消息，Rollup橋接方案Beamer宣布啟動測試網，允許用戶無需通過L1，就能直接在與EVM兼容的Rollup之間轉移ERC20資產。Beamer解決了Rollup孤島效應，使用戶能夠跨rollup移動和整合資產，向其他Rollup上的收件人進行P2P付款，并訪問其他Rollup上的dApp。Beamer目前支持Boba和Metis Rollup之間的橋接，計劃接下來增加與EVM兼容的Optimism、Arbitrum和zkRollup。[2022/3/29 14:23:56]

我們知道，N-M個驗證者能夠創建一個區塊。我們還知道，為了驗證新狀態，所有其它驗證者都需要有關于整個狀態的數據。所以如果N-M個驗證者是惡意的，它們可以：創建一個新區塊：拒絕與誠實的驗證者共享數據；有效地從共識中移除N-(N-M)=M個驗證者，從而控制系統；這種情況發生的可能性有多大？這顯然取決于很多特定情況的細節，但是我們可從考慮理性驗證者與所有其它驗證者共享數據的動機開始。對于傳統的權威證明，不這樣做可能會造成聲譽損失。而基于權益證明的側鏈，就可能會存在風險。然而，要做到這一點并不容易，因為沒有其他人將所有數據都放到鏈上，就無法證明某些數據是不可用的。這聽起來是否有點像是optimisticrollup？是的，這意味著具有更好安全屬性的側鏈，本質上是降為optimisticrollup。在大多數側鏈中，驗證者會收到某種形式的付款。對于誠實的驗證者，這個獎勵會在N個驗證者之間共享。對于不誠實的驗證者，同樣的獎勵由N?(N?M)=M之間分享，這樣驗證者就有了不和其他人共享更新狀態的動機。要記住的一個總體概念是，判斷數據可用性攻擊是非常困難的。對于誠實節點，它們通常與同步問題無法區分。最終性

Vitalik 提出基于 Truebit 搭建 EVM Optimistic Rollup 的方案:5月2日，以太坊創始人 Vitalik Buterin 在以太坊研究論壇中提出，可基于交互式驗證協議 Truebit 搭建以太坊二層擴容方案 Optimistic Rollup 以解決重復驗證問題，并給出了基本方案。

Truebit 可以使智能合約以標準的程序語言安全地執行復雜的計算從而降低 gas 費用，該協議已于 4 月 21 日上線以太坊主網。[2021/5/2 21:17:41]

設想一系列狀態轉換，如下所示：state1=>state2=>state3其中每個=>涉及到一組事務作為更新狀態的一部分應用。所謂最終性是指一旦被應用，一筆交易就無法被撤銷。通過以太坊主網達成共識后側鏈checkpoint區塊。這可能會讓人認為，側鏈的最終性基本上等于以太坊的最終性。具體的說法為：“為了恢復側鏈上的區塊，你需要在以太坊上回滾區塊”，但事實并非如此。這是因為最終性是關于恢復交易，而不是用新狀態替換舊狀態。因此，N-M個驗證者就能夠執行以下轉換：state1=>state2=>state3在側鏈端資金所有權的保障

Plasm Network已收到Web3基金會捐贈支持在Polkadot上部署ZK-Rollups:12月4日，波卡二層擴容協議Plasm Network官方宣布，團隊已收到Web3基金會的一筆公開捐贈，以用于在Polkadot上部署ZK-Rollups解決方案。[2020/12/4 13:59:17]

假設存在一個狀態state1={Alice:1000,Bob:0}因此Alice有1000，Bob則為0。現在假設Bob是惡意的，他有效地控制了絕大多數的POA驗證者，那會發生什么呢？那么，Bob就可以簡單地執行狀態轉換state1=>state2，其中state2={Alice:0,Bob:1000}。這就等于把Alice的所有資金偷走，然后將它們交到Bob的手中。因此，側鏈的防御減少為：假設N-M個驗證者永遠不會被說服處理這種非法的狀態轉換。這一點有很多人是知道的，但我認為提醒每個人是有用的。現在，可能有一些人可通過這種方式進行信任，就像我們很多人信任不同的中心化服務提供商一樣。有時候這是值得權衡的，很重要的一點，是要清楚這些權衡。治理作為一種防御措施所存在的問題

Loopring首席技術官：zkRollup擁有以太坊層級的安全性:金色財經報道，在今日OKEx礦池與以太坊中國社區主辦的ETH 2.0 AMA中，Loopring首席技術官Steve Guo表示，zkRollup是一種用于以太坊的可擴展性方案，通常是被定義為Layer 2的解決方案。它能處理更多交易，更快速并且成本更低。它在鏈下批量執行所有計算，并且只向以太坊提交一個小的零知識證明（不能是偽造的證明）進行驗證。由于以太坊會驗證這些證明，并且存儲足夠的數據來準確判斷鏈下賬戶的狀態，因此zkRollup擁有以太坊層級的安全性。零知識證明框架目前有好多種，路印協議最終選定了zkSnark作為背后的零知識證明框架，主要是因為zkSnark的證明數據大小是目前最小的，這就意味著鏈上成本能做到最低，同時生成證明所必須的鏈下計算成本也不高，技術框架本身也已經過ZCash多年的實踐考驗過的。整個方案的關鍵點就在于：區塊鏈上只是負責存儲數據和驗證零知識證明，其余的計算處理都是通過在鏈下更改Merkle樹的方式來實現，從而極大的減小對區塊鏈資源的消耗，提升區塊鏈的整體性能。又因為鏈下部分有鏈上驗證的輔助，所以也能確保鏈下處理資產的安全性和正確性。從而達到在不犧牲區塊鏈帶來的安全前提下，提升區塊鏈的整體性能。[2020/6/17]

有時會有人提出這樣一個論點：“我們可以利用治理來解決迄今為止提到的所有問題。”這當然是有缺陷的，因為它基本上是讓整個系統退化為治理。這一論點讓我特別擔心的一個原因是，它意味著側鏈的其它屬性是擺設。例如，如果治理是防止上述問題的最后一條退路，那么這意味著權益證明、權威證明等實際上并不重要。側鏈的性質在什么情況下是特別有用的？

除了側鏈的輔助屬性，例如更快的出塊時間所導致更好的UX，在某些情況下，側鏈的特定屬性可以說是特別適合的。例如：如果你特別想要N?M個驗證者能夠執行任意狀態轉換。希望擁有主控制開關的企業應用，就是一個例子；當M=0，并且你希望N個驗證者能夠執行任意狀態轉換。雖然這里的一個問題是，1個驗證者可以單方面停止區塊鏈；最后的想法

在過去，側鏈是某些想要保持以太坊兼容性和互操作性用例的唯一可行解決方案。而現在，隨著其它layer2擴容解決方案變得成熟，現在是考慮如何使側鏈與這些解決方案更加兼容的好時機。最后，一些附加的特性/屬性對側鏈來說是很好的，其中包括：無需費用就可實現大規模遷移，以確保用戶可以退出，而不會因為成本而被"卡住"；用更強大的反審查功能來取代leader選舉機制；要求協調者將兩個狀態之間的差異放到鏈上；添加欺詐證明以防止非法狀態轉換；隨著optimisticrollup技術和optimisticVM(OVM)的成熟，項目的權衡空間將發生變化。因此，現在似乎是更新側鏈屬性及其相關權衡的好時機。

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