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，Layer2 可以處理更多交易，同時保持主鏈的安全性和去中心化特性。

Rollup 是目前最主流的 Layer2 擴容方案。它通過在鏈下處理交易然後將交易數據"打包"進入主鏈，安全性由 Layer1 保證。Rollup 具有三個主要特點：

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

2. 所有交易信息都完整記錄在主鏈上，解決了數據可用性問題。

3. 交易執行在 Layer2 進行，狀態摘要發布到 Layer1，通過驗證後在主鏈上鎖定。

Rollup 根據數據有效性驗證方式可分爲 Optimistic Rollups 和 ZK Rollups。

Rollup 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，允許資產在兩鏈間轉移。Plasma 則是由 Joseph Poon 和 Vitalik Buterin 於 2017 年提出的擴展方案，是側鏈的演進版本。

Plasma 的工作原理是將大型計算任務分解成小任務，分配給子鏈處理，結果逐層匯總至上層。然而，Plasma 存在數據可用性攻擊、退出挑戰期和高昂的監控成本等問題。

2019 年，John Adler 提出 Optimistic Rollup 方案，解決了 Plasma 的數據可用性問題。同時，Vitalik Buterin 引入零知識證明技術來證明區塊狀態變化的有效性，奠定了 ZK Rollup 的基礎。

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 競爭格局

當前 Rollup 賽道競爭激烈，已上線的 Layer2 Rollup 中，Optimistic Rollups 佔據大部分總鎖倉量（TVL）。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，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。其 OP Stack 開源模塊化工具包支持開發者構建定制的 Layer2 網路，引入了超級鏈的概念。

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 是第一個主網上線的 zkEVM 項目，使用"樂觀"轉帳機制加快交易速度。

StarkNet 採用 zkSTARK 擴容解決方案，提高了網路的隱私性和安全性，並利用分片技術提升吞吐量。

Polygon zkEVM 通過零知識證明解決以太坊的可擴展性問題，實現更快、更便宜的交易。

Scroll 是與 EVM 兼容的 ZK Rollups，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

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、交易等特定場景中更勝一籌。長期來看，隨着 ZK-SNARK 技術的進步，ZK Rollups 有望在所有場景中勝出，成爲以太坊擴容的最終方案。