Layer2：Rollup 技術的發展與競爭

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

Rollup 作爲目前最主流的 Layer2 擴容方案，通過在鏈下處理交易然後將交易數據"打包"進入主鏈來實現擴容。與其他鏈下交易方案相比，Rollup 具有以下特點：

1. Layer2 是相對獨立的平台，用戶可在其上與其他用戶交易，但與 Layer1 帳戶的交互需通過智能合約進行。

2. 所有交易信息都會完整記錄在主鏈上，確保即使 Layer2 狀態丟失，也能從主鏈恢復。

3. 交易執行和狀態變更在 Layer2 進行，但狀態摘要會發布到 Layer1，通過數據有效性驗證來鎖定 Layer2 狀態。

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

Rollup 的發展歷程

早期的 Layer2 方案包括側鏈和 Plasma。側鏈是獨立的區塊鏈，與主鏈掛鉤，允許資產在兩者間移動。Plasma 是由 Joseph Poon 和 Vitalik Buterin 於2017年提出的擴展方案，通過將復雜計算分配給子鏈處理來提高效率。

然而，Plasma 存在數據可用性攻擊、退出延遲和監控成本高等問題。爲解決這些缺陷，2019年 John Adler 提出了 Optimistic Rollup 方案，主要解決了數據可用性問題。

同時，Vitalik Buterin 在2018年引入了零知識證明技術來證明區塊狀態變化的有效性，爲 ZK Rollup 奠定了基礎。2019年，Aztec 研究團隊提出的 Plonk 算法解決了 zk-SNARK 的通用性問題，大大推動了 ZK Rollup 的發展。

Rollup 賽道的競爭

目前，Optimistic Rollups 在已上線的 Layer2 Rollup 中佔據大部分 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 假設大部分交易都是有效的，並在發現欺詐行爲時允許挑戰和回滾。主要代表有 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，並推出了開源模塊化工具包 OP Stack，支持開發者構建定制的 Layer2 網路。

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。主要代表有 zkSync、StarkNet、Polygon zkEVM 和 Scroll。

zkSync 是首個主網上線的 zkEVM 項目，使用"樂觀"轉帳和其他技術提高可擴展性和安全性。

StarkNet 採用 zkSTARK 擴容解決方案，結合分片技術提高吞吐量和交易速度。

Polygon zkEVM 通過零知識證明解決以太坊可擴展性問題，在字節碼級別實現 EVM 兼容。

Scroll 是與 EVM 兼容的 ZK Rollup，支持以太坊相同的編程語言和智能合約。

展望

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。長期來看，隨着 ZK-SNARK 技術的改進，ZK Rollups 有望在所有場景中勝出，成爲以太坊擴容的最終方案。