用非技术语言说透 Rollup 如何实现以太坊扩容

撰文：Benjamin Simon，Mechanism Capital 研究员
编译：Perry Wang

咱们先打一个比方。

幻想一下咱们又回到了中学数学课上。咱们的教师，就像你从前的中学数学教师那么残暴，给咱们列出了一百个长除法问题，每个除法都触及很大的数字。咱们被奉告，使命是回答尽可能多的问题。但是有一个问题！咱们必须在一张答卷纸上写下终究处理方案和每个核算进程。几分钟后，伴随着咱们胃部下沉的难受感觉，咱们感觉到这项使命实在是荒谬的不可能使命。在一页中仅仅能写下少数完好的答案。

这个卡夫卡式的故事与 Rollups 有什么关系？

在这个比方中，这张答卷纸代表一个以太坊区块，数学问题是智能合约买卖。以太坊现在非常拥堵。每个区块中需求包含的买卖太多了。更糟糕的是，这些买卖中的大部分都是核算密集型的，例如闪电贷或经过聚合器路由的买卖。 前 DeFi 时代仅仅有简单的转账和付出的情况已经成为前史。

这就是问题的要害。正如比方中的数学教师要求咱们把每一行困难的长除法解题答案都塞在一张纸上相同，以太坊也必须处理和记载每笔买卖的每一行核算。

Rollups 处理方案的出现改变了这种情况。

Rollups 将核算移到链下，一起只在链上存储尽可能少的买卖数据。从这个基本意义上讲，它们是以太坊的演算草稿纸。Rollups 处理一切凌乱的数据处理，使得指数级的智能合约买卖批量汇总在单个以太坊块内。

这个比方能够帮助描绘 Rollups 旨在处理的问题（「由于核算过载导致的网络拥塞」）。它甚至让咱们模糊了解了 Rollups 处理方案具体需求什么（「移动核算移至链下」）。 但至于 Rollups 实际上是怎么作业的、它们是什么姿态、以及为什么它们让像我这样的人如此振奋——咱们需求深入研究。

什么是 Rollup？

Rollup 本质上是一个独自的区块链，但有一些修改。 与以太坊相同，Rollups 协议具有执行智能合约代码的「虚拟机」（EVM）。Rollup 虚拟机的运转独立于以太坊自己的虚拟机，但它们由以太坊智能合约办理。这种衔接使得 Rollups 和以太坊进行通信。Rollups 执行买卖并处理数据，以太坊接纳并存储成果。

在技术层面上，Rollup 链与其他更传统的区块链之间的要害区别在于产生新区块的方法。

一般，区块链由各方（「矿工」或「验证者」，具体取决于链的类型）的分布式网络予以保护。 这些相关各方经过一致共同生产区块。简单来说，相关各方就怎么处理一组买卖——或者说怎么构建下一个区块进行投票。 取得多数支撑的区块将成为永久写入链上的区块。

相比之下，Rollup 链不经过少数服从多数的规矩运转。相反，监控 Rollup 状况的一方能够将所谓的「断语」（assertion）发送回以太坊，说明买卖应该怎么处理。重要的是，以太坊能够承受或拒绝此断语，而不管 Rollup 其他方的大多数是否支撑此断语。在实践中，这一般意味着 Rollup 中的某一方被指定为处理买卖和生成区块的使命。

等一下……Rollups 是中心化的处理方案？

Rollup 区块生产的中心化特性是 Rollup 能够如此高效地处理买卖的部分原因。但它也随之产生了一个明显且令人担忧的问题：假如没有多数人的一致，Rollup 怎么保证区块生产是正确的——假如区块生产者碰巧是歹意的，会产生什么？

这种中心化特性让习惯于基于一致的区块链加密用户感到困惑。事实上，假如故事到这儿结束，咱们可能会（过错地）得出结论，例如 Avalanche 联合创始人 Kevin Seqniqi 最近在 推特上所说 的那样——Rollup 仅仅「由单独仿制的数据库」。

实际上，正如咱们将看到的，所谓中心化的指控与其说是过错的，不如说是逻辑上的误导。 一般情况下，没有强壮一致机制的中心化区块链很简单遭到糜烂和 歹意收购 的影响。 不过在 Rollup 的独特情况下，缺少去中心化实际上并不会形成安全性和诚信度的问题。要了解为什么会这样，咱们需求更深入地挖掘。

数据可用性的重要作用

回想一下咱们开头说到的数学作业难题。咱们的救命稻草是能够用于核算的草稿纸是这样咱们只需求在答卷纸上写下问题及其答案。Rollup 就好像是草稿纸，咱们说它们「将智能合约核算移到链下，一起仅在链上存储尽可能少的买卖数据。」

事实上，终究一个环节——链上买卖数据的存储——关于 Rollup 的作业方法至关重要。 在 Rollup 中，只要核算（数据处理）处于链下状况。Rollup 处理的每笔买卖仍将其输入数据（正式名称为「调用数据」）存储在以太坊上。

将买卖数据保存在链上的重要性是什么？ 在数学作业这个比方中，咱们交给教师的终究一张答卷纸包含了长除法问题及其答案。咱们的教师过后能够查看咱们的成果，即便答卷中没有包含独自的核算进程。同样，链上数据的继续可用性意味着以太坊底层能够重复 Rollup 上的任何核算。

简而言之，Rollups 的链上数据可用性意味着能够有内置的查看进程。以太坊能够「复查」在 Rollup 链上所处理买卖的诚信度，然后再将它们永久写入分类账——就像美国最高法院的 司法查看权 相同。

受限性的力量

因而，Rollup 的要害含金量在于其受限性。Rollups 只将买卖推送到底层； 它们不能强制承受，由于以太坊能够在必要时推翻任何 Rollup 买卖。由于它们受制于这个查看进程，所以说 Rollup 买卖不具备真实的终究性。

考虑到 Rollup 的受限性质，咱们能够回来谈尚未处理的中心化指控。Rollup 的单个区块生产者可能会尝试歹意处理买卖。但假如是这样，以太坊将在查看进程完成后简单地拒绝该批次，并且该区块生产者将遭到惩罚。

现在，「查看进程」究竟怎么运作取决于 Rollup 是 Optimistic 机制仍是零知识机制（点击 这儿 了解更多）。但关于两者而言，查看进程比没有 Rollup 的以太坊自行处理买卖的效率会有指数级的优势。

总之，Rollup 系统根据「制衡」准则来保证以太坊依然是主权链；以太坊本身的一致是真相的终究仲裁者。但重要的是，这不同于侧链处理方案。由于缺少相同的查看流程，侧链经过自己的、完全独立的一致机制处理买卖。侧链买卖是「终究的」，而 Rollup 买卖则不是（直到它们在以太坊上得到承认，才建立终究性）。 因而，侧链需求更高的信任假设，由于它们不能从以太坊本身的去中心化安全机制中获益。事实上，我以为侧链更类似于兼容 EVM 的第 1 层处理方案，而不是 Rollup。

总结

概括地说：Rollups 处理方案是将核算移至链下以释放更多链上空间。链上数据可用性至关重要，由于它意味着以太坊能够仔细查看 Rollup 买卖的诚信度。反过来，这一查看进程可作为对 Rollup 区块生产的「查看」，Rollup 因而无需一致机制。

Rollups 终究能够让以太坊拥有足够大的市场（蛋糕）并能吃掉这一蛋糕：它们在不破坏网络去中心化安全性的情况下，以指数级的水平释放了更多的链上容量。至少在我看来，这与咱们所等待的扩容处理方案相同优雅。

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