ROL:Rollup即服务（RaaS）的机会：从多链到multi-rollup

Cosmos和Polkadot采用多链结构的扩展方案。他们的区块链SDK，Tendermint和Substrate，被许多项目用于定制自己的区块链。这些区块链使用跨链协议，如CosmosIBC、PolkadotXCM和bridges来进行互动。然而，这些协议很难保证高安全性，这导致了频繁的黑客窃取。因此，跨链协议没有带来预期的效果，区块链之间仍保持相对独立。

FromCosmosNetwork-InternetofBlockchainsandGettingStarted·PolkadotWiki后来，出现了一种更安全的扩展技术，称为rollup。rollup将第2层的交易压缩成一个“批次”，上传到第1层，并通过欺诈证明或有效性证明证明第1层的状态转换的有效性。由于数据的可用性和状态的有效性在第1层得到验证，rollup获得了与第1层相同的安全水平，确保资产可以在第1层和第2层之间安全转移。到目前为止，许多rollup项目，如Arbitrum、Optimism、ZkSync和StarkNet都已经在使用。除了这些通用的rollup，还出现了一些特定应用的rollup，包括基于StarkExrollupSDK的dYdX和DeversiFi等。虽然rollup技术还没有完全发展起来，掌握这种技术的团队也不多，但市场上对这种技术的需求仍然很强烈。

安永已开源以太坊二层方案Nightfall 3，采用ZK-Optimistic Rollup机制:7月2日消息，安永宣布推出并开源以太坊二层方案c，Nightfall 3采用ZK-Optimistic Rollup机制，将零知识证明（ZK或ZKP）与处理交易验证的新模型相结合，以提高效率并降低交易成本。ZK-Optimistic Rollup为了确保只有正确形成的第二层区块被纳入最终的区块链记录，从经济上激励用户挑战不正确的区块，当提出挑战时，智能合约对挑战的准确性进行仲裁，奖励正确的挑战，并删除不正确的第二层区块。（Prnewswire）[2021/7/2 0:22:54]

通用型和特定应用型rollup来自https://l2beat.com/rollup提供了一个独立的执行环境，具有高TPS、低Gas和从第1层访问所有资产的能力，这有助于区块链上的应用从DeFi扩展到更普遍的领域，如游戏和社交网络。我们预计rollup将逐渐成为一种提供给Web3应用程序的服务，即RollupasaService。一些项目现在正朝着这个方向发展。以太坊以rollup为中心的路线图和StarkNet的Layer3架构都展示了特定应用的multi-rollup未来。

StarkNet的架构描述，采用了特定应用的multiplerollup作为Layer3，来源Medium建立RaaS的挑战

rollup在提供RaaS方面仍然面临以下挑战。工程方面

Vitalik Buterin：并不认为zkPorter具有比Optimistic Rollup更强的安全保证，且没有紧密耦合性:以太坊联合创始人Vitalik Buterin针对Matter Labs披露的zkPorter扩容方案表示：并不认为zkPorter具有比Optimistic Rollup更强的安全保证，宁愿将资产放在Optimistic Rollup中，而不是链下数据可用性系统中。zkPorter链下数据可用性的安全级别要低于基础链，且没有紧密耦合性（Tight coupling）。另一方面，分片中的数据可用性层将受到整个以太坊网络的保护，并兼具紧密耦合性。如果某些应用程序同时使用链下数据可用性也是可以的，但前提是链下数据在基于分片的数据可用性可用之前明确为临时措施，但是我认为这没有必要。[2021/4/14 20:17:45]

首先，让我们来谈一谈rollupSDK。人们可以在SDK的基础上快速部署一些配置和启动rollup。为避免重新发明车轮，开源的rollup是SDK开发的更好选择。对于Optimistic-rollup，Arbitrum和Optimism都是开源的。从L2beat那里，我们可以看到Metis和Boba都是在Optimism的代码基础上开发的。相比之下，ZK-rollup的开源程度不高。ZkSync发布了v1版的完整代码，但v2版只有合约代码。StarkEx只发布了合约代码，并通过一个封闭的源代码向第三方提供其他模块。StartNet只提供Cairo的代码。尽管Optimistic-rollup系统拥有更成熟的代码库和对EVM更好的支持，但欺诈证明的固有特性使它们在最终性和安全性方面远远落后于ZK-rollup系统。ZK-rollup第2层的交易在第1层被证明后立即完成，而Optimistic-rollup第2层的交易由于有挑战期，需要几天时间才能完成。另一方面，Optimistic-rollup需要更多的安全假设：至少1-out-of-N诚实操作者来保证欺诈证明提交，有一个抗审查的第1层来保证欺诈证明接受。总而言之，我们现在就可以在现有的开源代码基础上快速建立一个Optimistic-rollupSDK，但从长远来看，ZK-rollupSDK似乎更有吸引力。当然，除了代码库的问题，ZKVM的设计，即ZKP可验证的智能合约，也是迫切需要的。目前，各种ZKVM解决方案正在开发中。每个解决方案的方法仍然不统一。

V神：xDai仅可作为临时解决方案 长期发展需迁移到rollup:V神晚间发推称，xDai仅作为临时解决方案是可接受的。 从长远来看，它仍然是一个PoA链。 它基本上只是一个私有联盟链（而喜欢联盟的企业应用会希望拥有自己的联盟），所以它需要迁移到一个rollup。最好的方法当然是xDai本身迁移到rollup!注：xDai?Chain是一个由MakerDAO基金会与POA Network联合推出的美元稳定币区块链，也是一个与以太坊兼容的侧链，其使用稳定币xDai作为基础代币用于交易和支付gas费用，并通过STAKE代币，借助独特的POSDAO权益证明算法来进行记账和治理。[2020/9/25]

一图比较ZKVM，来源：YeZhang’stalk"AnoverviewofzkEVM"性能方面

如前所述，分批交易需要以rollup方式发送到第1层，因此rollup的TPS受限于第1层的存储空间，也就是数据可用性问题。以太坊已经提出了一系列的第1层存储扩展解决方案，包括EIP-4488、Proto-Danksharding和完整的Danksharding。除了第1层的扩展，许多项目如Celestia和PolygonAvail也在尝试扩大第2层的存储容量。然而，这些解决方案的安全性和易用性仍需进一步研究。

V神：在rollups和分片完成前 ETH只能忍受高额交易费:8月24日晚间，V神在回复推特网友时表示，我同意这个说法，即在rollups和分片完成之前，ETH别无选择，只能忍受高额交易费。[2020/8/24]

EIP-4488和Proto-danksharding将如何增加区块大小，来源：Vitalik’s"Proto-DankshardingFAQ"在ZK-rollup方面，TPS还受到ZKP计算速度的限制。Paradigm和6block在GPU、FPGA和ASIC上有不同的硬件选择来加速计算。此外，6block比较了几种ZKP分布式计算的软件架构，包括矿池、证明聚合和DIZK。ZPrize，一个即将到来的竞赛，也激励开发者找到有价值的解决方案来加速ZKP计算。确保rollup服务的高可用性是另一个关键问题。目前市场上的rollup服务几乎都是中心化的，也就是说，只有特定的运营商可以向第1层提交批次和证明。这是一个脆弱的设计，因为SPOF将很容易导致服务不可用。由于软件错误和硬件故障，Arbitrum已经多次遭受了数小时的停机。许多项目都在致力于去中心化rollup以避免SPOF，包括zkSync、StarkNet、PolygonHermes、PoVP和taikocha.in。经济模式

RaaS正在考虑应用一个好的经济模式。目前，服务提供商的利润主要来自于第1层和第2层之间的交易费差距，即从第2层收取费用作为收入，向第1层支付费用作为成本。Optimism已经发行了治理代币，但收入仍不足以维持开支。

声音 | Carol Goforth：美国监管机构对快速发展的加密货币新技术反应太慢:针对关于“为何美国还没有成为加密监管的领导者”的提问，阿肯色大学法学教授，前阿肯色律师基金会法学教授Carol Goforth表示，美国的监管机构分散在太多不同的机构中，它们都有自己的使命和利益需要维护。不仅仅是FinCEN、SEC、CFTC和IRS，其他都介入如何对加密资产进行分类和处理，还有50个州政府要考虑。在急于维护权威的过程中，基于他们认为自己理解的东西，其中许多人过度监管。所以我们一直在思考加密货币，好像所有加密货币都是同一种利益，可以由每个机构统一管理。美国国会无法解决这个问题，因为国会正忙于按党派划分。各州无法解决这个问题，因为它们根本不同意如何解决加密资产真正带来的无数问题。我们的监管计划分散在太多不同的机构和部门中，其方法往往过于单一，对快速发展的新技术反应太慢。（Cointelegraph）[2019/8/5]

rollup和它们的费用，来自https://l2fees.info/现有的大多数rollup是建立在区块链上的第三方服务，所以它们的主要收入仅仅来自于交易费。然而，我们可以跳出这种思维模式，将rollup视为区块链提供的原生服务。就像Cosmos和Polkadot的设计一样，整个系统包含一个区块链和附着在区块链上的多个rollup，形成一个具有无限可扩展性的去中心化网络。通过这种方式，网络可以用相同的原生代币奖励第1层区块链验证者和第2层rollup运营商。这个想法类似于Polynya提出的shrinedrollup，值得进一步研究。功能方面

与Cosmos和Polkadot的跨链协议一样，当一个区块链上部署了多个rollup时，cross-rollup协议是必要的。用户也可以从第1层提取他们的资产，并将其存入另一个rollup，但这个过程需要在第1层支付额外的费用和更多的操作步骤。一些第三方cross-rollup桥利用流动性池来帮助用户在rollup之间即时转移，但这些桥和跨链桥一样容易被窃取。

Vitalik在《终局》中描述的一个未来区块链架构，当中有multiplerollup和cross-rollup桥理想情况下，区块链应该提供一个原生的cross-rollup桥，由其验证者维护以保证安全。此外，这样的桥最好支持从一个rollup到另一个rollup的同步消息调用，也就是说，一个rollup上的用户可以直接调用另一个rollup上的合约。这将最大限度地提高multi-rollup架构中的用户体验。这里的底层技术很复杂，但我们期待着它的出现。结语

这篇文章描述了RaaS，即为DApps提供rollup服务。显然，区块链将迎来Web3的multi-rollup未来。任何人都可以通过SDK快速启动他们的rollup，并以高性能和低成本在rollup上运行应用程序。在讨论了RaaS可能面临的所有挑战后，我们最终提出了原生rollup的想法，这将有助于区块链用其原生代币奖励rollup验证者，并提供一个由其验证者维护的cross-rollup桥。我们计划进一步仔细研究，并在未来的文章中详尽阐述。参考链接

https://ibc.cosmos.network/https://wiki.polkadot.network/docs/learn-crosschainhttps://wiki.polkadot.network/docs/learn-bridgeshttps://v1.cosmos.network/introhttps://wiki.polkadot.network/docs/getting-startedhttps://starkware.co/starkex/https://l2beat.com/https://ethereum-magicians.org/t/a-rollup-centric-ethereum-roadmap/4698https://medium.com/starkware/fractal-scaling-from-l2-to-l3-7fe238ecfb4fhttps://medium.com/p/7fe238ecfb4fhttps://github.com/matter-labs/zksynchttps://github.com/matter-labs/v2-testnet-contractshttps://github.com/starkware-libs/starkex-contractshttps://github.com/starkware-libs/cairo-langhttps://drive.google.com/file/d/1SyOXq8CtoEOKplw0KxazAL_YySdpsP62/viewhttps://hackmd.io/@vbuterin/sharding_proposal#Why-is-data-availability-important-and-why-is-it-hard-to-solvehttps://github.com/ethereum/requests-for-proposals/blob/e8eed947a35d966027f47dfdd6c556089228642d/open-rfps/das.mdhttps://notes.ethereum.org/@vbuterin/proto_danksharding_faqhttps://www.zprize.io/https://medium.com/offchainlabs/arbitrum-one-outage-report-d365b24d49chttps://offchain.medium.com/todays-arbitrum-sequencer-downtime-what-happened-6382a3066fbchttps://docs.zksync.io/userdocs/decentralization.htmlhttps://community.starknet.io/t/starknet-decentralization-tendermint-based-suggestion/998https://ethresear.ch/t/proof-of-efficiency-a-new-consensus-mechanism-for-zk-rollups/11988https://ethresear.ch/t/a-design-of-decentralized-zk-rollups-based-on-eip-4844/12434http://taikocha.in/https://community.optimism.io/docs/governance/https://l2fees.info/https://twitter.com/epolynya/status/1511623759786307586https://newsletter.banklesshq.com/p/how-to-hop-between-chainshttps://vitalik.ca/general/2021/12/06/endgame.html

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