Optimistic Rollup 的架构实现了在 Layer 2 层运行安全的智能合约,意味着可用它来裁决 Plasma 和状态通道等其他二层扩容解决方案,甚至被称为是「Layer 2 中的 Layer 1」。

整理:LeftOfCenter

以太坊 Casper 核心研究者 Karl Floersch 发布了新架构 Optimistic Rollup,该架构大量借鉴了 Plasma 和 zkRollup 的设计,基于 Vitalik 提出的 Plasma 的前身影链(shadow chains)进行开发,支持在以太坊第二层(Layer 2 )部署 OVM 自治智能合约。

Optimistic Rollup 的结构类似于 Plasma,但是为了实现通用、简洁和安全的智能合约,Optimistic Rollup 牺牲了一定的可扩展性。Optimistic Rollup 可在第二层运行完全通用的智能合约(比如 Solidity),并由第一层保障安全。

通常我们认为,Layer 1 关注的是安全性, Layer 2 关注的是性能和扩展性,只有当产生纠纷时,才需要退回到 Layer 1 上仲裁,此时, Layer 1 成为保障上层协议参与者的最后一道防线。

然而, Optimistic Rollup 的架构实现了在 Layer 2 层运行安全的智能合约,意味着可用它裁决 Plasma 和状态通道等其他二层扩容解决方案,甚至被称为是「Layer 2 中的 Layer 1」 。

Layer 2 中的 Layer 1?5 分钟速览 Layer 2 智能合约 Optimistic Rollup

今年 7 月,链闻曾报道,Plasma 发文介绍 Optimistic Virtual Machine (OVM),一个可以支持所有 Layer 2 协议的虚拟机。OVM 重新把 Layer 2 定位为一种基于以太坊协议之上最佳的分叉选择机制。OVM 的规范很大程度上借鉴了 CBC Casper 共识协议的论文,把 Layer 2 描述为基于 Layer 1 共识的直接扩展。这提供了一种通过一个虚拟机 OVM 就可以统一所有 Layer 2 协议(闪电网络或者 Plasma 等) 的可能性。

爱冥想爱饶舌的开发者 Karl Floersch

Layer 2 中的 Layer 1?5 分钟速览 Layer 2 智能合约 Optimistic Rollup

现年 24 岁的 Karl Floersch 是以太坊 Casper 核心研究者,一直是点对点技术的忠实支持者,但因为不喜欢比特币的交易者文化而选择转投以太坊,以太坊专注的如何改变互联网和社会结构,而不是赚钱,正是这一点让他非常着迷,并因此拒绝了很多加密货币的高薪 offer。

Karl Floersch 一直致力于研究 Casper 这个协议,并认为这是非常值得的一件事情。在财富再分配这一点上,Karl Floersch 认为以太坊有独特的潜力,这对全球来说都会带来重大的影响。然而如果要发挥这一潜力,以太坊必须按照既定目标去创建安全、扩展性强以及去中心化的智能合约区块链。为了实现这一目标,以太坊需要一个比现在的 PoW (工作量证明机制)更加经济和安全的共识机制。而 Casper,也就是以太坊的 PoS 协议能很好地替代现在的 PoW 共识机制。

除了研究 Casper 以外,Karl Floersch 还有冥想和即兴饶舌两大爱好,因为从小就受到印度教的熏陶,以至冥想就成了他生活的一部分。在纽约长住期间,嘻哈又对他产生很大影响,一有空他就会通过冥想来思考和感悟一些事情,用饶舌来表达自己当下的感受。

案例速览:如何在以太坊主网上运行 Optimistic Rollup?

以下以部署名为 Fred 的智能合约为案例来演示 Optimistic Rollup 智能合约在以太坊主网上是如何运行的?

第一步:开发者写了一个名为 Fred 的 Solidity 智能合约
第二步:开发者将链下交易发送到部署合约的第二层区块生产者,称为质押保证金的聚合器

  • 任何提交了保证金的人都可成为聚合器
  • 同一链上允许有多个聚合器
  • 不管聚合器是帐户抽象还是元交易都要支付费用
  • 聚合器必须保证开发者的交易被即时打包,否则其保证金将被罚没

第三步:聚合器在本地执行交易,并计算出一个新的状态根。
第四步:聚合器将该交易提交至以太坊上(并支付 gas 费),其中包含该交易和状态根( 称之为 Optimistic Rollup 区块)。
第五步:如果有人下载该区块,并通过 verify_state_transition(prev_state, block, witness) 证明了该区块是无效的,那么:

  • 有任何恶意行为和构建在无效区块上的聚合器质押的保证金将被罚没
  • 聚合器罚金中的一部分将被用于奖励该证明者。

Optimistic Rollup 和 Plasma 有何异同?

Optimistic Rollup 和 Plasma有很多相同之处,比如两者都使用聚合器将区块提交到主网,并使用加密经济学的激励机制来确保其安全性。唯一区别是,我们是否有可用的收据来确保区块可用性。

Layer 2 中的 Layer 1?5 分钟速览 Layer 2 智能合约 Optimistic RollupOptimistic Rollup 和 Plasma 共用高达 80% 的基础设施

由于Optimistic Rollup 和 Plasma存在相似性,因此,大量共享的基础设施和代码可以被这两种架构共用。这意味着,Optimistic Rollup、Plasma 和状态通道这 3 种解决方案都支持同一个智能合约钱包客户端。

性能水平

虽然Optimistic Rollup妥协了一定的可扩展性,但是具体性能能够达到什么水平呢?

以下的数据纯粹基于数据可用性估测得出,然而,在实践中我们可能会遇到其他瓶颈,其中之一是状态计算。不过,以下确实提供了一个有用的上限。

使用 ETH1 的数据可用性实现 ERC20 传输
所有数据都是通过 这个数据调用 python 脚本 计算出来的。

请注意,这些 ERC20 传输是基于 calldata 优化过的。另外请注意,Optimistic Rollup 的好处在于代币移动不限于 ERC20 标准!

ECDSA 签名
~100 TPS,非 EIP 2028
~450 TPS,EIP 2028 (即将于 2019 年 10 月发布)

BLS 签名 / SNARK-ed 签名
~约 400 TPS,非 EIP 2028
~2000 TPS,EIP 2028 (即将于 2019 年 10 月发布)

使用外部(数据)可用性预言机(例如 ETH2、比特币现金)
〜与预言机能处理的数据可用性吞吐量呈线性相关,远远高于 2000 TPS。

其他开发者的评价

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Plasma 开发者 Georgios Konstantopoulos 对比 zk-Rollup 和 Optimistic Rollup 进行了评价,两种都是在链上发布数据。zk-Rollup 通过 ZKP 保证有效的状态转移,而 Optimistic Rollup 则是通过「挑战者」来去除无效的状态转移。Optimistic Rollup 可以说 Plasma 加上链上数据可用性的实现。

Vitalik 也转发了:
Layer 2 中的 Layer 1?5 分钟速览 Layer 2 智能合约 Optimistic Rollup

Cryptoeconomics Lab 创始人 sg Shogo Ochiai 渉悟:
Optimistic Rollup 和 OVM (和 ETH2.0) 几乎可以实现在 Plasma 平均零成本的交易。和以太坊主网一样的安全保障,但几乎可以实现在 Plasma 平均零成本的交易。

Layer 2 中的 Layer 1?5 分钟速览 Layer 2 智能合约 Optimistic Rollup

Cryptoeconomics Lab 技术人员 syuhei:
非常强健的混合架构,OVM 客户端支持共享基础设施。
Layer 2 中的 Layer 1?5 分钟速览 Layer 2 智能合约 Optimistic Rollup

来源链接:medium.com