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Layer2扩容之战:Rollup技术演进与Optimistic、ZK方案对比
Layer2:Rollup 技术的发展历程与竞争格局
Layer2 是解决以太坊扩展性问题的关键方案之一。通过在主链之上构建额外网络层,它能处理更多交易,同时保持主链的安全性和去中心化特性。
Rollup 作为主流的 Layer2 扩容方案,通过链下处理交易并将数据"打包"进入主链来实现。与其他链下交易方案相比,Rollup 具有以下特点:
Layer2 是相对独立的平台,用户在其上进行交易,与 Layer1 账户的交互需通过智能合约实现。
所有交易信息都完整记录在主链上,解决了数据可用性问题。
交易执行和状态变更在 Layer2 进行,但状态摘要会发布到 Layer1 并经过验证。
Rollup 可进一步分为 Optimistic Rollups 和 ZK Rollups,区别在于数据有效性验证方式。
Rollup 的发展历程
早期的 Layer2 方案包括侧链和 Plasma。侧链是与主链挂钩的独立区块链,允许资产在两链间转移。Plasma 则是由 Joseph Poon 和 Vitalik Buterin 于 2017 年提出的扩展方案,通过构建子链网络来处理复杂计算。
然而,Plasma 存在数据可用性攻击、退出时间长和监控成本高等问题。为解决这些缺陷,2019 年 John Adler 提出了 Optimistic Rollup 方案。
同时,Vitalik Buterin 在 2018 年引入了零知识证明技术来证明状态变化的有效性,为 ZK Rollup 奠定了基础。2019 年,Plonk 算法的提出进一步推动了 ZK Rollup 的发展。
Rollup 竞争格局
目前,Optimistic Rollups 仍占据大部分市场份额,但 ZK Rollups 正迅速崛起。
Optimistic Rollups
代表方案包括 Arbitrum 和 Optimism。
Arbitrum 于 2021 年 9 月启动主网,是当前 TVL 最高的 Layer2 协议。其生态系统包括 Arbitrum One、Arbitrum Nova 和 Arbitrum Orbit 三个网络,分别针对不同应用场景。
Optimism 于 2021 年 8 月上线主网,拥有 Layer2 第二大 TVL。它实现了 EVM 等效性,并推出了开源模块化工具包 OP Stack,支持开发者构建定制的 Layer2 网络。
ZK Rollups
主要代表有 zkSync、StarkNet、Polygon zkEVM 和 Scroll。
zkSync 是首个主网上线的 zkEVM 项目,利用零知识证明和"乐观"转账提高交易效率。
StarkNet 采用 zkSTARK 扩容方案,结合分片技术提高吞吐量和交易速度。
Polygon zkEVM 在字节码级别实现与 EVM 兼容,旨在提供更快、更便宜的交易体验。
Scroll 是与 EVM 兼容的 ZK Rollups,支持以太坊现有的编程语言和智能合约。
未来展望
短期内,Optimistic Rollups 可能在通用 EVM 计算领域占据优势,而 ZK Rollups 可能在支付、交易等特定场景中胜出。
长远来看,随着 ZK-SNARK 技术的进步,ZK Rollups 有望成为以太坊扩容的最终解决方案,在各种场景中占据主导地位。