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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。