区块链:Rollup为何重要？从哲学、技术和经济角度来谈_区块链技术发展现状和趋势SCR价格

现在的Layer2够去中心化吗？如果答案是否定，那么我们还要继续追求去中心化Rollup吗？

最近CryptoTwitter上的很多讨论都围绕L2的去中心化。我们正在构建的Rollup是否足够去中心化？它们已经走上了权力下放的道路吗？这还重要吗？我将在这篇文章中探讨这些主题。

Rollup的理念其实很简单：它希望链下参与者进行交易，然后可以轻松地在链上验证。通过Rollup，基础层的「信任」被扩充套件到其区块链之外的活动。作为回报，Rollup支付少量费用来使用这种信任。

那么我们是否需要去中心化Rollup？

直观的答案是：肯定需要！这是区块链的精神所在。

但是，我也相信这个问题的答案并不是简单的是或否。相反，它包含多个方面，必须逐个单独分析。在接下来的内容中，我将从哲学、技术和经济三个角度来探讨这个问题。

哲学角度

让我们首先将对话提升一个层次：为什么我们关心权力下放？

因为我们想要一个促进开放创新的无需许可的未来。我们希望使用者能够不受任何限制地构建新事物，并且不需要信任任何单个实体。

在区块链短暂的历史中，我们已经有很多匿名开发者构建了令人惊叹的东西。事实上，比特币本身是由一个匿名实体建立的，它可能很快就会成为世界上大多数人使用的全球支付货币。这就是无需许可的创新的力量！

跨链互操作协议Celer已支持 Rollup_Finance:5月11日消息，跨链互操作协议 Celer Network 宣布其用于资产桥接的 cBridge 已集成 Rollup_Finance，用户现在可以获得快速、简单、低成本的桥接，将资产从其他链路转移到 zksync。[2023/5/11 14:56:32]

区块链让我们能够与没有任何共同点的人合作，而且我们知道他们没有办法打破这种信任关系。

——PrestonEvans

比特币和以太坊等去信任网路的去中心化基础使我们能够构建这样的未来。很明显，任何与这些区块链有信任关系的链，比如Rollup，也应该是去中心化的！

事实上，它引出了一个有趣且重要的问题：

如果Rollup不是去中心化的，这是否意味着以太坊就不是去中心化的？

看待这个问题的一种稍微乐观的方式是，在一个无需许可的世界中，应该允许Rollup构建它们想要的任何东西，包括许可链，并且该Rollup的使用者仍然能够利用基础层的安全性。只要基础层是去中心化的，并且Rollup已经「完整实现」，即使是许可链也应该可以安全使用。

但实际情况是，今天的大多数Rollup尚未达到完整实现的阶段，而且它们没有为使用者提供所需的安全性和免信任级别。

那么，Rollup的正确实现方式是什么样的呢？让我们来看看：

技术角度

要真正理解Rollup的去中心化和安全性问题，我们需要从第一性原理来看待它。没有多少人能比SreeramKannan更好地解释区块链的首要原理。

Aave现已上线Scroll Alpha测试网:5月4日消息，Layer2 网络 Scroll 官方宣布，Aave 现已上线 Scroll Alpha 测试网。[2023/5/4 14:42:43]

区块链是一种分散式帐本，网路中的不同节点遵循预定的协议规则以获得对帐本状态的共识。根据这些节点如何看待网路，它们可以有不同的规则，用于确认自己的帐本网路的正确状态。

特别是在Rollup中，全节点与轻客户端具有不同的确认规则。在传统的智慧合约Rollup中，智慧合约有自己的确认规则。如果没有不良事件，这些确认规则最终会在所谓的「一致性区域」中重合。顾名思义，在一致性区域中，所有参与者对网路都有相同的看法。

如果所有确认规则都是安全的，就不会发生不良事件。正如Sreeram在上面的帖子中分享的那样，5个属性主要定义了这些确认规则的安全性。

帐本增长–Rollup链应该不断增长

抗审查性–所有使用者都应该能够将任何交易包含到基础层

抗重组–交易一旦完成就不会被撤回

资料可用性–交易资料应该在某处发布

有效性–交易和状态转换应该有效

前2个属性定义了系统的「活性」条件，而后3个属性定义了「安全」条件。

让我们从不同Rollup参与者的角度来审视这些问题，看看在不去中心化的情况下，哪些问题可以缓解。

Discord宣布Linked Roles功能已支持Solana:12月13日消息，Discord宣布Linked Roles功能支持Solana区块链，目前已实现Solana链上钱包集成，这意味着用户可以通过区块链验证身份并解锁更多角色功能，集成也将会使用钱包元数据，比如Token持有量、交易量、以及钱包使用年限等，Discord版主可以使用这些指标来分配服务器（server）内的用户角色。（inferse）[2022/12/13 21:42:09]

全节点：

如果执行全节点，则可以访问已发布的资料并可以直接对其进行验证。然后，你可以使用该资料自行执行交易，并确定交易的有效性以及这些交易后Rollup的最终状态。

因此剩下的安全条件是活性和抗重组性。对于抗重组性，全节点依赖于基础链的验证器及其使用的共识协议，而对于活性，全节点依赖于排序器和Rollup实现。

轻客户端：

大多数使用者使用轻客户端获取区块链资料来与区块链互动。轻节点有多种型别：

状态验证者–验证状态转换的有效性

资料可用性验证者–验证资料可用性

共识验证者–验证基础层的共识证明

完整验证者–验证以上所有内容

如果执行完整验证者轻客户端，可以通过资料可用性取样来验证资料是否可用，可以通过有效性证明或欺诈证明来验证状态转换的有效性，还可以验证状态是否遵循基础层的共识。

那么剩下的安全条件就是活性，轻客户端依赖于排序器和Rollup实现。

以太坊基金会发起关于“支持Rollup发展”的社区捐款:3月7日消息，以太坊基金会发起关于Rollup的社区捐款提案，并呼吁所有对在以太坊上搭建Rollup感兴趣的人参与进来，捐款截止日期为2021年4月16日。以太坊基金会表示，以太坊生态系统很可能将Rollup作为近期和中期未来扩容方案，Optimistic Rollup和zkRollup已经在筹备中，也许很快就会投入使用，捐款目标是发展Rollup社区，帮助启动完善的生态系统，让更多应用建立在Rollup方案之上。[2021/3/7 18:23:03]

内建智慧合约：

在传统SCR中，智慧合约的「确认规则」是强制执行所有5个安全属性：

通过排序器替换协议实现帐本增长

通过强制包容来抵制审查

在先前状态的基础上构建抗重组

通在基础层提交DA实现资料可用性

通过有效性/欺诈证明来验证有效性

SCR全节点依靠智慧合约来强制执行活性属性。它们从基础层获得抗重组性。

轻节点依靠智慧合约来增强活性属性并吸收来自基础层的DA和抗重组性。它们可以自己或通过智慧合约验证有效性证明。

SCR的共识是遵循智慧合约定义的规范链。

主权Rollup怎么样？

主权Rollup没有智慧合约来强制执行有效性或活性条件。相反，它们将证明「下滚」到下游的Rollup节点。这些节点仍然依靠来自基础层的资料可用性和抗重组性。

就像在SCR中一样，在主权Rollup中，节点需要某种机制来强制执行活性属性。为了定义规范链，它们选择了独立的机制，例如广播p2p证明。

BadgerDAO已在ZKRollup扩容解决方案StarkNet上启动:零知识证明研发机构StarkWare表示，去中心化自治组织BadgerDAO（BADGER）已在其二层扩容解决方案ZKRollup“StarkNet”上启动。

StarkNet是由STARK驱动的去中心化二层ZKRollup，可支持以太坊的通用计算，目前已经完成基础构建（阶段0），即图灵完备框架Cairo、STARK软件堆栈和二层扩容引擎StarkEx，之后将构建阶段一至阶段三。[2021/2/16 19:51:48]

这一切与去中心化有什么关系？

无论是智慧合约Rollup还是主权Rollup，活性属性都来自Rollup的正确实现。正如我们在上面所看到的，Rollup的正确实现必须包括两个重要的组成部分：

强制包含机制；

排序器替换协议。

强制包含机制有助于增强抗审查性。这种机制允许使用者将他们的交易直接「强制包含」在基础层中。然后，Rollup上的任何使用者都可以将他们的资金强制退出回到基础层。因此，即使只有一个中心化的排序器节点，只要有成熟的强制包含机制，它就无法审查使用者。

但这就足够了吗？

即使使用者可以自由退出，这可能意味着如果大多数使用者都跑回L1，L2就没有太多动力继续运营。此外，强制包含机制通常需要很长的等待时间，并且对于普通使用者来说执行起来可能相当昂贵。这种机制提供的抗审查性并不完全实用，我们可以称之为「弱审查」。

那么我们就有了最终的活性属性——帐本增长。

如果中心化排序作恶，它可以通过简单地停止区块生产来阻止Rollup链的增长。如果发生这种情况，使用者无法采取任何措施使Rollup再次「生效」。为了解决这个问题，我们需要一个排序器替换协议。

排序器替换协议的想法是，如果排序器以恶意方式执行，则Rollup能够通过治理启动一个新的排序器。实现这一目标的方法之一是用去中心化排序器协议替换中心化排序器节点。如果排序器是去中心化的并且不垄断Rollup的区块构建，那么它就几乎不可能阻止Rollup链。

因此，尽管使用者资金在通过强制包含机制实现的Rollup中始终是安全的，但建立强大的排序器替换协议有助于保持Rollup的活性并提供实用、即时的抗审查性。

这就是全部？

不完全是。从技术角度来看，还有一个方面需要考虑：

如果智慧合约本身可以由Rollup的中央委员会升级怎么办？假设Rollup目前已正确实施，但明天委员会达成共识，我们不再需要智慧合约，而是将Rollup状态的证明广播到p2p网路。

如果作为Rollup使用者，你不同意此类升级，则你应该能够在实施升级之前退出Rollup。这可以通过「滞后的治理更新」来实现，就像一个「通知期」，之后将实施升级。不同意更新的使用者可以在通知期内退出。

去中心化的极端是拥有完全不可变的智慧合约。这些合约不由任何多重签名钱包或其他委员会管理，并且一旦部署就永远无法升级。

当然，这也有其自身的问题。如果程式码中存在任何错误，或者某些重大事件需要更新智慧合约，那么Rollup唯一的选择就是分叉到新的智慧合约，而使用者资金滞留在旧合约中。

不幸的是，Rollup的当前状态远未达到我们上面讨论的完整实现。大多数Rollup仍处于「探索」阶段，正在努力正确实施。

根据L2BEAT的说法，Fuelv1和DeGate是仅有的两个已经成熟、可以实现所有活性和安全条件的Rollup。

经济角度

最后，让我们从使用者和Rollup运营商的角度来看看Rollup经济学：

使用者体验：使用者应该获得便宜的价格，并且交易不必等待太长时间；

Rollup利润：排序器和代币持有者应该有利可图。

当使用者获得快速且廉价的交易服务时，使用者体验就会得到优化。

交易最终确定的速度取决于基础层最终确定的速度。每当L1上的资料最终确定时，交易就可以被视为最终交易。然而，执行全节点的使用者也可以通过简单地执行交易并确定最终状态来获得即时最终结果。

但对于每个人来说都执行全节点并不实际。因此，中心化排序器很有用，因为它可以向用户提供「软确认」，表明他们的交易已包含在区块中并将最终完成。这对于大多数用例来说已经足够了。然而，它依赖于可以采取不利行动的中心化机构。

虽然一些排序器替代协议解决方案放弃了此属性，但其他解决方案可以提供类似的预确认保证，而无需承担中心化排序器的风险。

使用者成本又如何呢？

Rollup交易的显式成本通常为：

L2Gas成本=L1Gas成本+排序器费用。

理性的中心化排序器总是希望最大化自己的利润，即使这意味着将更高的成本转嫁给使用者。然而，值得注意的是，这也不一定可以通过去中心化排序器机制来解决。即使是去中心化排序器中的PoS节点也希望最大化自己的利润。事实上，这会产生错配问题，即Rollup可能不想将利润交给外部排序器。

Rollup利润：除了排序器费用外，Rollup还可以通过从使用者交易中提取MEV来赚取利润。此MEV通常很难归因，因为很难找到排序器是否在交易包中包含一些自己的抢先交易。如果Rollup被外部PoS共识取代，他们就会将此MEV交给外部运营商。

值得注意的是，Rollup将收入交给外部机制的这两个问题都可以通过Rollup和外部机制之间的「交易协议」来解决。

然而，正如JonCharbonneau在模组化峰会期间的演讲以及随后的文章中所解释的那样，更好的想法可能是让Rollup治理将排序委托给一组经过验证的节点。这些节点可以战略性地选择在地理上分散，并且治理可以简单地将不良行为者踢出。

这可能是一种一石二鸟的解决方案，因为它允许Rollup将利润保留在内部，同时还减轻了中心化排序器的不利影响。

但与此相反的是，在排序器轮换有限的情况下，排序器可以具有短视行为，这可能导致垄断定价/价格欺诈，进而损害Rollup使用者的利益。

无论哪种方式，为了使Rollup对使用者来说经济高效，一些排序器替换协议是必要的。

结论

无论Rollup采取什么路径，至关重要的是，它的目标应该是一个完整的实现，具有成熟的排序器替换协议、强制包含和滞后治理更新机制。如果有强制包含和滞后更新机制，无论排序器是否集中心化，使用者资金都会是安全的。

然而，强大的排序器替换协议可以提高活性保证，并可能提高Rollup使用者的经济效益。

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