缓慢的最终确定性
在OptimisticRollup项目中，排序器的集中化是一个关键问题，因为它涉及到在一个旨在去中心化的系统中具有集中的控制点和信任点。在OptimisticRollup中，排序器负责对交易进行排序，并将交易聚合到链下，再将它们提交给以太坊。这个中心角色赋予了排序器相当大的权力和控制力，这可能会带来一些中心化风险。
如今的大多数rollup都使用集中式排序器。在这种情况下，通常由单个实体或组织运行排序器，这就可能导致几个潜在问题。包括OP-Mainnet和Arbitrum在内的大多数当前rollup都没有完全去中心化的系统。它们在提交交易包以及参与欺诈挑战系统方面都依赖于某些中央实体。然而，Arbitrum有一个内置方式，如果排序器脱机或实施恶意行为的话，用户可以绕过排序器。
最近的Blast回滚事件就是一个很好的例子，可以显示出中心化的好处和缺点。这一事件凸显了中心化L2解决方案没有足够的用户退出策略，从而具有很大风险。在Blast关停以及与黑客攻击相关的交易被删除时就能很明显地看出这一点。运营rollup的中央实体可以影响整个生态系统，在本案例中，它帮助找回了6250万美元。
4.1.2解决方案1：无需许可的验证
Arbitrum和Optimism是领先的OptimisticRollup框架构建者，他们现在正在考虑将无需许可的验证作为使Rollup更加去中心化的下一步。他们都准备在今年发布更新，让验证过程变得无需许可。
Arbitrum：Arbitrum正致力于通过其名为BoLD（有界流动性延迟）的新验证协议实现无需许可的验证。该协议允许任何诚实的一方通过绑定他们的资金来发布正确的L2状态断言来参与验证过程。这消除了依赖中央实体管理验证者的需要，并使争议能够基于状态的正确性而非验证者的身份得到解决。
Optimism：Optimism旨在通过转换到一个去中心化错误验证系统来实现无需许可的验证。最初，Optimism依赖于由Optimism安全委员会和Optimism基金会管理的多签钱包。为了进一步去中心化，Optimism引入了Cannon，这是一个链下错误证明系统，目前部署在OPSepolia上进行测试。通过使用Cannon，Optimism正试图从一个需要明确许可的系统过渡到一个任何参与者都可以参与交易验证和冲突解决的系统。该系统允许任何人通过提交由bond支持的取款声明来参与验证过程。
4.1.3解决方案2：排序器的去中心化
排序器（负责构建和提议区块）的集中特性引起了对中心化的关注。为了应对这些挑战，rollup旨在从单个排序器模型过渡到多排序器设置，从而在多个独立实体之间分配块验证和提议的责任。下面是一些可以实现排序器去中心化的方法。
共享排序器：将排序外包给第三方服务，如Espresso和Radius。
分布式排序器技术（DST）：利用机器群分配排序任务，提供高容错性。这可以被认为类似于为PoS验证者构建的DVT解决方案（如Obol网络）。
不同的rollup可以根据其具体用例拥有不同的优先考量，例如最大程度的去中心化特性、灵活性或地理分布。例如，像Optimism这样的通用rollup可能采用更加去中心化的方法，但使用专用排序器集（如DST），而特定应用rollup（如游戏rollup）可能倾向于中心化模式，但使用共享排序器来确保可靠性并减少停机时间。这一领域还处于早期发展阶段。
Optimisticrollup需要存储交易来重新构建挑战过程的状态。这可能导致较高的数据存储成本，这构成了optimisticrollup的大部分运营成本。然而，人们正在积极地研究这个问题，解决方案包括应用更多的压缩技术或使用altDA（可替代的数据可用性）。此外，交互式证明系统有助于降低挑战成本，因为挑战的计算量大大减少了。
4.2.1解决方案1：低成本DA
Optimisticrollup正在有效地利用以太坊blobs和其他数据可用性（DA）解决方案（如Celestia）来解决与交易包数据发布相关的高成本问题。
在以太坊的情况下，optimisticrollup之前将交易数据作为calldata发布到主网，这是一个巨大的成本。然而，随着Dencun升级，它们现在使用叫做blobs的新的数据存储格式，将总成本降低了90%以上。
除了利用以太坊自身的进步，optimisticrollup还与其他数据可用性决方案（如Avail和Celestia）集成。通过将交易包数据卸载到Celestia，optimisticrollup可以减少对以太坊花费更高昂的存储的依赖，从而进一步降低与数据发布相关的成本。这种集成允许rollup在保持成本可控的同时维持高水平的吞吐量和交易速度。
随着越来越多的使用optimistic证明系统的rollup的推出，altDA领域现在正得到越来越多的关注。随着更多的rollup准备发布，altDA领域也会出现显著强化。目前，DA既不构成运营成本的瓶颈，也非扩容瓶颈。
4.2.2解决方案2：交互式证明系统
在optimisticrollup中，如果怀疑某交易是欺诈性的，网络上的挑战者可以挑战输出根的有效性。在挑战期内，必须提供欺诈证明来证明交易的不正确性。如果交易被证明的确是欺诈性的，则在链上验证该证明，从而导致交易无效。这种方法确保只有有争议交易才需要进行链上验证，从而使大多数交易保持在链下。
交互式证明系统邀请参与者在怀疑某交易是欺诈交易时生成并提交欺诈证明。管理rollup的智能合约根据排序器提交的状态根评估这些证明。如果发现偏差，则弃用不正确的状态，并将系统恢复到先前的有效状态。这种方法确保了有效的验证，而不会给以太坊网络带来不必要的计算负担。目前，这种计算是在链上执行的，这可能会非常昂贵。对于Arbitrum来说，挑战所需的计算是在链下完成的，最终结果发布在链上。但该成本可能微乎其微，因为在目前的optimisticrollup中几乎还没有什么挑战。
Optimisticrollup有两种类型的最终确定性软确定性和快速确定性。软确定性是指排序器执行状态转换时的初始状态，与此同时在以太坊上发布批量交易。此时，交易被认为是软确定性的，rollup上的用户和应用程序可以放心地依赖此交易。然而，存在一个挑战期（通常在7天左右），在此期间任何人都可以提交欺诈证明来质疑该批交易的有效性。如果在挑战期内没有提交欺诈证明，则该交易包将实现硬确定性，不能被回滚或挑战。通常，原生桥需要硬确定性来转移资产。
在构建桥或多链dapp时，速度缓慢的软确定性和硬确定性都可能导致问题。这个问题正在通过更快的执行和混合证明系统来解决。
4.3.1解决方案1：更快的执行
就软确定性而言，这一过程涉及到执行状态转换并将交易包存储在以太坊中。由于EVM规范不支持并行执行和数据库优化，执行过程受到了限制。然而，像MegaETH和Heiko这样的项目正在构建并行执行环境，使用optimistic证明系统。
此外，rollup正试图通过更短的区块时间来更快地存储交易包。对于Arbitrum来说，通过每250毫秒生成一个区块，或者在可配置的Orbit链上每100毫秒生成一个区块，Arbitrum确保了快速的交易确认。此外，Arbitrum的设计利用了一种独特的排序模型，而非传统的区块构建方法，这种独特的排序模型通过消除交易在内存池中等待的需要，实现了更快的处理速度。同时还可以移除不良MEV。
4.3.2解决方案2：混合证明系统
混合证明系统，特别是那些结合使用ZK证明与optimisticrollup的混合证明系统，通过减少结论验证所需的时间，显著提高了区块链交易的最终确定性。Optimisticrollup（例如在Optimism的OPStack中使用的那些）本质上依赖于这样一个假设：除非受到挑战，否则交易就是有效的。这让争议或挑战窗口必不可少，可以对潜在无效的交易进行争议处理。然而，这个挑战期会导致交易确定性的延迟，因为挑战期必须足够长，才能确保可靠验证并支持任何潜在挑战。
Zeth是一个建立在RISCZerozkVM上的ZK区块prover，它通过提供加密证据来证明交易区块是正确的，而不会透露关于交易本身的任何细节信息，从而支持对交易进行即时的有效性检查。这减少了对optimisticrollup所需的长期争议窗口的依赖，并大大缩短了最终确定时间。
像Zeth这样的工具确保了交易排序和数据可用性机制得到可靠的维护，并且通过将挑战期从可能几天减少到几小时甚至几分钟，提高L2解决方案（如Optimism）的效率。像ZKM这样的项目也为Metis开发了混合证明系统。
在我看来，OptimisticRollup不会很快被取代。有许多改进正在进行中，并且出于简洁性它也可能被其他生态系统所采用。在以后的文章中，我将尝试深入研究ZK证明系统的状态，讨论其最近的发展和即将发布的版本，并与optimisticrollup进行对比。然而，像ArbitrumOrbit和OP-Stack这样的框架的采用之势正在加速，我希望每个生态系统中都有更好的基础设施和工具，它们之间有更好的协调。
我在rollup领域看到的一个问题是就扩容问题。像Sei、Sui和Solana这样的L1项目正在开发基础设施，以实现可靠的并行交易执行和数据库优化，旨在使区块链更容易被大众使用。当前的rollup可能无法处理像Sui那样多的交易量并实现快速的最终确定性。然而，随着像FuelNetwork、MegaETH和Heiko这样的项目使并行执行成为可能，我们可以期待很快就会在rollup领域看到性能改进。
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