層級擴容方案：Rollup 之爭

Layer2 是爲解決以太坊擴展性問題而設計的關鍵方案之一。它在以太坊主鏈之上構建額外的網絡層，允許處理更多交易，同時保持主鏈的安全性和去中心化特性。

Rollup 是一種通過在鏈下處理交易然後將交易數據"打包"進入主鏈的 Layer2 擴容方案，其安全性由 Layer1 保證。目前，Rollup 是最主流的 Layer2 擴容方案。與其他鏈下交易方案相比，Rollup 有三個顯著特點：

1. Layer2 是相對獨立的平台，用戶在 Layer2 上擁有獨立帳戶，可與其他用戶直接交易。Layer1 和 Layer2 帳戶間的交互需通過智能合約完成。

2. 所有交易信息都會完整記錄在主鏈上。即使 Layer2 狀態丟失，也可從主鏈存儲的信息中恢復，解決了數據可用性問題。

3. 交易執行和狀態變更在 Layer2 進行，但狀態摘要會發布到 Layer1。Layer1 可通過數據有效性驗證方式進行驗證，驗證後 Layer2 的狀態將在 Layer1 上鎖定。

根據數據有效性驗證方式的不同，Rollups 可分爲 Optimistic Rollups 和 ZK Rollups。

Rollup 發展歷程

側鏈是最早的 Layer2 方案之一，是與主鏈掛鉤的獨立區塊鏈，擁有自己的共識模型和區塊參數。用戶可在兩個區塊鏈間移動資產，實現更快的交易。

Plasma 是 2017 年提出的 Layer2 擴展方案，是側鏈的演進版本。Plasma 鏈在以太坊外構建，形成樹狀網路結構。它將大型計算任務分解成小任務，分配給各子鏈處理，結果逐層匯總並提交至上層，實現快速低成本的大規模復雜計算處理。

然而，Plasma 存在數據可用性攻擊、退出延遲和高昂的監控成本等問題，導致其發展陷入瓶頸。2019年，Optimistic Rollup 方案被提出，主要解決了 Plasma 的數據可用性問題。

同時，零知識證明技術的引入爲 ZK Rollup 奠定了基礎。zk-SNARK 的應用使復雜業務場景得以實現，但面臨中心化的可信設置問題。2019年 Plonk 算法的提出解決了 zk-SNARK 的通用性問題，大大推動了 ZK Rollup 的發展。

Rollup 競爭格局

目前，Optimistic Rollups 在已上線的 Layer2 Rollup 中佔據大部分總鎖倉量（TVL），主要是因爲其較早落地。但隨着 ZK Rollups 技術的成熟，越來越多人開始關注並參與 ZK Rollups 生態。

Optimistic Rollups

Optimistic Rollups 假設大多數交易都是有效的，允許在發現欺詐行爲時進行挑戰和回滾。代表方案包括 Arbitrum 和 Optimism。

Arbitrum 於 2021 年 9 月啓動主網，是目前 TVL 最高的 Layer2 協議。其生態系統包括 Arbitrum One、Arbitrum Nova 和 Arbitrum Orbit 三個主要網路。

Optimism 於 2021 年 8 月上線主網，擁有 Layer2 第二大 TVL。它實現了 EVM 等效性，使以太坊上的 Solidity 智能合約可在 Optimism 的 Layer2 上無縫運行。OP Stack 工具包的推出爲開發者提供了構建定制 Layer2 網路的能力。

ZK Rollups

ZK Rollups 使用零知識證明技術確保鏈外處理的交易有效性，提供更高的安全性和效率。代表方案包括 zkSync、StarkNet、Polygon zkEVM 和 Scroll。

zkSync 是首個主網上線的 zkEVM 項目，利用零知識證明和"樂觀"轉帳等技術提高可擴展性和安全性。

StarkNet 採用 zkSTARK 擴容解決方案，結合分片技術提高網路性能。

Polygon zkEVM 在字節碼級別實現與 EVM 的兼容性，旨在提供更快、更便宜的交易體驗。

Scroll 是一個與 EVM 兼容的 ZK Rollup，支持以太坊相同的編程語言和智能合約，便於開發者遷移現有應用。

展望

Rollups 技術通過將計算轉移到鏈下，顯著提高了區塊鏈的吞吐量。短期內，Optimistic Rollups 可能在通用 EVM 計算中佔優，而 ZK Rollups 則可能在簡單支付、交易等特定場景中勝出。

長遠來看，隨着 ZK-SNARK 技術的進步，ZK Rollups 有望在各種場景中勝出，成爲以太坊擴容的終極方案。零知識證明技術的發展將爲構建可信的區塊鏈生態系統提供重要支持。