匯總：終極的以太坊擴容策略？

由 芬尼馬蒂克斯 製作的解說影片，涵蓋了匯總作為以太坊主要擴容策略的內容。該影片比較了樂觀 Rollup (Arbitrum、Optimism) 與 ZK 匯總，並探討了為何匯總會成為擴容以太坊的主流方法。

本逐字稿是芬尼馬蒂克斯發布的原始影片逐字稿 (opens in a new tab)的無障礙副本。為了提高可讀性，已進行了輕微的編輯。

第二層 (L2) (1:17)

以太坊擴容一直是加密貨幣領域中討論最熱烈的話題之一。擴容的爭論通常在網路活動頻繁的時期升溫，例如 2017 年的 CryptoKitties 熱潮、2020 年的去中心化金融 (DeFi) 之夏，或是 2021 年初的加密貨幣牛市。在這些時期，對以太坊網路空前的需求導致了極高的燃料費用，使得日常使用者支付交易費用變得非常昂貴。

為了解決這個問題，尋找終極的擴容解決方案已成為多個團隊以及整個以太坊社群的首要任務之一。

一般來說，擴容以太坊（事實上，大多數其他區塊鏈也是如此）有三種主要方式：擴容區塊鏈本身（第一層 (L1) 擴容）、在第一層 (L1) 之上建構（第二層 (L2) 擴容），以及在第一層 (L1) 旁邊建構（側鏈）。

第一層 (L1) 之外 (1:58)

說到第一層 (L1)，Eth2 是擴容以太坊區塊鏈的首選解決方案。Eth2 指的是一系列相互關聯的變更，例如遷移至權益證明 (PoS)、將工作量證明 (PoW) 區塊鏈的狀態合併到新的權益證明 (PoS) 鏈中，以及分片。特別是分片，可以顯著提高以太坊網路的吞吐量，尤其是與匯總結合使用時。

至於第一層 (L1) 之外的擴容，人們已經嘗試了多種不同的擴容解決方案，結果好壞參半。一方面，我們有像通道這樣的第二層 (L2) 解決方案，它們完全由以太坊提供安全保障，但只適用於特定的一組應用程式。另一方面，側鏈通常與 EVM 相容，並且可以擴容通用應用程式。其主要缺點是它們不如第二層 (L2) 解決方案安全，因為它們不依賴以太坊的安全性，而是擁有自己的共識模型。

大多數匯總旨在透過創建一個通用的擴容解決方案，同時仍然完全依賴以太坊的安全性，來實現這兩全其美。這是擴容的聖杯，因為它允許將以太坊上現有的所有智慧合約部署到匯總中，幾乎不需要或完全不需要修改，同時又不會犧牲安全性。難怪匯總可能是所有擴容解決方案中最受期待的。

匯總是一種擴容解決方案，其運作方式是在第一層 (L1) 之外執行交易，但將交易資料發布在第一層 (L1) 上。這使得匯總能夠擴容網路，同時仍然從以太坊共識中獲得安全性。將運算移至鏈下本質上允許處理更多的總交易量，因為只有部分匯總交易的資料需要放入以太坊區塊中。

為了實現這一點，匯總交易在一個獨立的鏈上執行，該鏈甚至可以運行特定於匯總的 EVM 版本。在匯總上執行交易之後的下一步是將它們批次處理在一起，並將它們發布到以太坊主鏈上。整個過程本質上是執行交易、獲取資料、壓縮資料，並將其在單個批次中「捲起（roll up）」到主鏈上——因此得名「匯總」。

每個匯總都會在第一層 (L1) 上部署一組智慧合約，負責處理存款和提款以及驗證證明。證明也是不同類型匯總之間主要區別的所在。樂觀 Rollup 使用欺詐證明，而 ZK 匯總使用有效性證明。

樂觀 Rollup (4:26)

樂觀 Rollup 將資料發布到第一層 (L1) 並假設它是正確的——因此得名「樂觀」。如果發布的資料是有效的，我們就處於理想情況下，不需要做任何其他事情。樂觀 Rollup 的好處是在樂觀的情況下不需要做任何額外的工作。

如果出現無效交易，系統必須能夠識別它、恢復正確的狀態，並懲罰提交此類交易的一方。為了實現這一點，樂觀 Rollup 實施了一個爭議解決系統，該系統能夠驗證欺詐證明、檢測欺詐交易，並打消惡意行為者提交其他無效交易或不正確欺詐證明的念頭。

在大多數樂觀 Rollup 實作中，能夠向第一層 (L1) 提交批次交易的一方必須提供保證金，通常以以太幣的形式。如果任何其他網路參與者發現不正確的交易，他們可以提交欺詐證明。提交欺詐證明後，系統進入爭議解決模式。在這種模式下，可疑交易會被再次執行——這次是在以太坊主鏈上。如果執行證明該交易確實是欺詐性的，提交該交易的一方將受到懲罰，通常是將其抵押的以太幣罰沒。

為了防止惡意行為者用不正確的欺詐證明向網路發送垃圾訊息，希望提交欺詐證明的一方通常也必須提供可能被罰沒的保證金。

為了能夠在第一層 (L1) 上執行匯總交易，樂觀 Rollup 必須實作一個系統，該系統能夠以交易最初在匯總上執行時存在的確切狀態來重播交易。這是樂觀 Rollup 複雜的部分之一，通常透過創建一個獨立的管理器合約來實現，該合約用來自匯總的狀態替換某些函式呼叫。

即使只有一個誠實的一方監控匯總的狀態並在需要時提交欺詐證明，系統也能按預期運作並檢測欺詐。由於匯總系統內有正確的激勵機制，進入爭議解決過程應該是一種例外情況，而不是經常發生的事情。

至於 ZK 匯總，根本沒有爭議解決機制。這是透過利用一種稱為零知識證明的巧妙密碼學來實現的——因此得名 ZK 匯總。在這種模型中，發布到第一層 (L1) 的每個批次都包含一個稱為零知識簡短非互動式知識論證 (ZK-SNARK) 的密碼學證明。當提交交易批次時，第一層 (L1) 合約可以快速驗證該證明，並且可以直接拒絕無效的批次。

其他差異 (7:28)

由於爭議解決過程的性質，樂觀 Rollup 必須給予所有網路參與者足夠的時間來提交欺詐證明，然後才能在第一層 (L1) 上最終確認交易。這段時間通常相當長——以確保即使在最壞的情況下，欺詐交易仍然可以受到質疑。這導致從樂觀 Rollup 提款的時間相當長，因為使用者必須等待長達一兩週的時間才能將資金提取回第一層 (L1)。

幸運的是，有一些專案正致力於透過提供快速的「流動性退出」來改善這種情況。這些專案提供幾乎即時的提款，可退回第一層 (L1)、另一個第二層 (L2) 甚至側鏈，並為這種便利收取少量費用。Hop Protocol 和 Connext 是值得關注的專案。

ZK 匯總沒有提款時間長的問題，因為只要匯總批次連同有效性證明一起提交到第一層 (L1)，資金就可以提取。

然而，ZK 匯總也有其自身的缺點。由於技術的複雜性，創建與 EVM 相容的 ZK 匯總要困難得多，這使得在不重寫應用程式邏輯的情況下擴容通用應用程式變得更加困難。儘管如此，zkSync 在這方面取得了重大進展，他們可能很快就能推出與 EVM 相容的 ZK 匯總。

樂觀 Rollup 在 EVM 相容性方面相對容易一些。它們仍然必須運行自己修改過幾個地方的 EVM 版本，但 99% 的合約可以在不進行任何更改的情況下移植。ZK 匯總的運算量也比樂觀 Rollup 大得多，這意味著計算 ZK 證明的節點必須是高規格的機器，使得其他使用者難以運行它們。

擴容改進 (9:32)

在擴容改進方面，這兩種類型的匯總都應該能夠將以太坊從每秒約 15-45 筆交易（取決於交易類型）擴容到每秒多達 1,000-4,000 筆交易。值得注意的是，透過在第一層 (L1) 上為匯總批次提供更多空間，甚至可以每秒處理更多交易。

這也是為什麼 Eth2 可以與匯總產生巨大的協同效應，因為它透過創建多個分片來增加可能的資料可用性空間——每個分片都能夠儲存大量的資料。Eth2 和匯總的結合可以將以太坊的交易速度提高到每秒多達 100,000 筆交易。

在樂觀 Rollup 方面，Optimism 和 Arbitrum 是目前最受歡迎的選擇。Optimism 已經部分推出到以太坊主網，並與 Synthetix 和尤尼斯瓦普 (Uniswap) 等有限的合作夥伴合作，以確保該技術在全面發布之前按預期運作。Arbitrum 已經將其版本部署到主網，並開始將不同的專案入門引導到其生態系統中。

在 Arbitrum 上推出的一些最著名的專案包括尤尼斯瓦普 (Uniswap)、Sushi、Bancor、Augur、切林克 (Chainlink)、Aave 等等。Arbitrum 還宣布了與 Reddit 的合作夥伴關係，專注於推出一個獨立的匯總鏈來擴容他們的獎勵系統。Optimism 正在與 MakerDAO 合作創建 Optimism Dai 跨鏈橋，並實現將 DAI 和其他代幣快速提取回第一層 (L1)。

儘管 Arbitrum 和 Optimism 都試圖實現相同的目標——建構與 EVM 相容的樂觀 Rollup 解決方案——但它們的設計存在一些差異。Arbitrum 有一個不同的爭議解決模型。他們沒有在第一層 (L1) 上重新運行整個交易來驗證欺詐證明是否有效，而是提出了一個互動式的多輪模型，該模型允許縮小爭議範圍，並可能只在第一層 (L1) 上執行幾條指令來檢查可疑交易是否有效。

另一個主要區別是處理交易排序和最大可提取價值 (MEV) 的方法。Arbitrum 最初將運行一個負責排序交易的定序器，但他們希望從長遠來看將其去中心化。Optimism 更傾向於另一種方法，即交易的排序——以及隨之而來的 MEV——可以在一定時期內拍賣給其他方。

ZK 匯總 (13:10)

儘管看起來以太坊社群主要關注樂觀 Rollup——至少在短期內是這樣——但致力於 ZK 匯總的專案進展也非常迅速。

Loopring 使用 ZK 匯總技術來擴容其交易所和支付協定。Hermez 和 ZKTube 正在致力於使用 ZK 匯總來擴容支付，Hermez 也在建構與 EVM 相容的 ZK 匯總。Aztec 專注於為其 ZK 匯總技術帶來隱私功能。

基於 StarkWare 的匯總已經被 DeversiFi、Immutable X 和 dYdX 等專案廣泛使用。如前所述，zkSync 正在開發一個與 EVM 相容的虛擬機，該虛擬機將能夠完全支援任何用 Solidity 編寫的任意智慧合約。

去中心化金融 (DeFi) (14:02)

匯總也應該對去中心化金融 (DeFi) 產生重大影響。以前由於高昂的交易費用而無法在以太坊上進行交易的使用者，在下次網路活動頻繁時將能夠留在生態系統中。匯總還將催生需要更便宜的交易和更快的確認時間的新型應用程式——同時完全由以太坊共識提供安全保障。看起來匯總可能會引發去中心化金融 (DeFi) 的另一個高成長期。

挑戰 (14:29)

然而，匯總也面臨一些挑戰。可組合性就是其中之一——為了組合一個使用多個協定的交易，所有這些協定都必須部署在同一個匯總上。

另一個挑戰是流動性破碎化。如果沒有新資金進入整個以太坊生態系統，第一層 (L1) 上尤尼斯瓦普 (Uniswap) 或 Aave 等協定中現有的流動性將在第一層 (L1) 和多個匯總實作之間共享。較低的流動性通常意味著較高的滑價和較差的交易執行。

這也意味著自然會有贏家和輸家。目前，現有的以太坊生態系統還不夠大，無法利用所有的擴容解決方案。從長遠來看，這可能會——而且很可能會——改變，但在短期內，我們可能會看到一些匯總和其他擴容解決方案變成鬼城。在未來，我們也可能會看到使用者完全生活在一個匯總生態系統中，並且很長一段時間不與以太坊主鏈和其他擴容解決方案互動。

對側鏈的威脅 (15:44)

在討論匯總時經常出現的一個問題是，它們是否對側鏈構成威脅。側鏈在以太坊生態系統中仍將佔有一席之地。雖然第二層 (L2) 上的交易成本將遠低於第一層 (L1)，但它很可能仍然高到足以將某些類型的應用程式（如遊戲和其他高交易量的應用程式）排除在外。當以太坊引入分片時，這種情況可能會改變，但到那時，側鏈可能已經創造了足夠的網路效應以長期生存。

此外，匯總上的費用高於側鏈，因為每個匯總批次仍然必須支付以太坊區塊空間的費用。以太坊社群在以太坊擴容策略中非常重視匯總——至少在中短期內是如此，甚至可能更長。