以太坊L2擴容之爭：Optimistic與ZK-Rollups對比分析

以太坊作爲當前區塊鏈領域最活躍的平台之一，承載了大量去中心化應用，從DeFi到NFT，生態系統蓬勃發展。然而，鏈上交易的繁榮也帶來了一些固有挑戰，如網路擁堵導致的高額交易費用、延長的交易時間和增加的失敗率，這些因素嚴重影響了用戶參與的積極性。

爲了解決這些問題並維持主鏈的分布式特性，社區主要採用了L2擴容方案。L2的核心原理是將計算和交易從主網（L1）轉移到第二層網路執行，只將最終交易結果提交到主網。這種方法不僅提高了交易效率、降低了費用，還保留了主網的安全性。

目前，較爲知名的L2方案包括Rollups和側鏈。Rollups又可細分爲Optimistic Rollups和Zero-Knowledge Rollups（ZK-Rollups）。

Optimistic Rollups

Optimistic Rollups將所有交易計算和狀態更新在L2網路上進行，然後將壓縮後的交易原始數據批量發布到主網。L2節點默認認爲這些交易都是有效的，除非有人提出質疑。這種方法大大提高了交易確認速度和效率。

在交易提交後，驗證者有七天時間提交欺詐證明。如果發現問題交易，相關批次及其後續批次將回滾，作惡節點將受到懲罰，而驗證者會獲得獎勵。如果七天內沒有收到欺詐證明，所有交易將被確認爲合法。

"欺詐證明"機制的存在本身就具有強大的威懾作用，實際上很少有節點提交欺詐證明或被證實作惡。這種情況的原因包括項目本身經過充分測試、作惡成本高昂，以及潛在的經濟和信譽損失遠超可能獲得的微小收益。

實際上，網路波動和軟件bug導致的中斷比節點作惡更爲常見。Optimistic Rollups的主要缺點在於七天挑戰期帶來的資金流轉問題和潛在的中心化風險。

ZK-Rollups

與Optimistic Rollups不同，ZK-Rollups在提交數據到鏈上時，除了壓縮後的數據外，還需附帶一個有效性證明。這意味着ZK-Rollups在鏈下進行交易，並在正式提交前計算出有效性證明。

ZK技術的概念早於區塊鏈的出現，但其應用場景受限於現實世界的復雜性。區塊鏈應用ZK技術的優勢在於可以將復雜性限制在智能合約內，只需驗證鏈上數據和計算，無需依賴中心化組織或個人。

ZK-Rollups的復雜性體現在需要根據交易執行數據和邏輯，編譯成復雜的邏輯電路圖，然後使用專用證明器通過密碼學計算生成可快速驗證的結果。這個過程通常需要強大的計算能力和專用的編譯器與驗證器。

Layer2 成本

L2網路旨在降低用戶在L1上的交互成本，但它們自身也有成本。

Optimistic Rollups的成本主要來自兩個方面：將壓縮後的交易數據提交到L1時的交易費用，以及L2節點的運營成本。這些成本最終會轉嫁給用戶。好消息是，以太坊的EIP-4844方案大幅降低了L2與主網交互的費用。另外，維護節點需要鎖定大量資金，這可能導致投資者錯失其他機會。

ZK-Rollups的主要成本來自計算資源，生成零知識證明需要大量計算資源和專門硬件。與Optimistic Rollups一樣，它也需承擔將數據提交到鏈上的交易費用。此外，專業硬件的需求可能導致網路更加中心化。

總結

Optimistic Rollups和ZK-Rollups都是以太坊生態系統應對可擴展性挑戰的關鍵解決方案。隨着以太坊EIP-4844等升級的實施，L2的數據發布成本已顯著降低，這將進一步釋放兩種方案的潛力，推動以太坊生態系統的持續發展和創新。