自2019 年出世以來，Rollups 已經走過了漫長的道路。我們已經看到形成了兩個主要競爭者陣營，以及包含許多混合演化的其他各種有前途的Rollup 理論設計。 2022 年已經過半，我們現在來看看Rollup 生態系統的發展現狀。
Optimistic Rollup
由於通用Optimistic Rollup 的主網上線使用時間明顯長於其zk-rollup 同行，因此它們獲得了絕大多數rollup 應用程序。兩個領先的Optimistic Rollup 應用是Arbitrum 和Optimism，一段時間以來一直如此。
根據TVL 衡量，Arbitrum 排名最高，達到24 億美元。儘管在主網上運行了一年的大部分時間，但係統上仍處於訓練測試階段。目前，開發Arbitrum 的實體Offchain Labs 運營著一個單一的中心化排序器。雖然交互式欺詐證明是實時的，但單個排序器是唯一可以提交爭議以生成欺詐證明的白名單實體。從用戶的角度來看，他們仍然必須對系統有很大的信任，儘管預計會逐步走向去中心化。
Arbitrum 下一個協議升級Nitro 已在開發網絡上運行，並將徹底改革現有架構，用WASM-Geth 組合替換自定義的Arbitrum 虛擬機。 Arbitrum 的交互式欺詐證明將在WASM 上運行，並且節點軟件將具有與Geth 等效的代碼庫，以及一些特定於Rollup 的優化。總而言之，Nitro 將帶來顯著的優化、更高的性能和更好的EVM 兼容性。
Optimism 是第二大Optimistic Rollup，在所有Rollup 的TVL 排名中位居第三，為4.69 億美元。 Optimism PBC 的情況與Arbitrum 的情況類似，只有一個中心化排序器。然而，Optimism PBC 找到了一種方法，通過使用從排序器獲得的利潤來追溯資助公共產品，從而為網絡提供積極的利益。第一輪共向58 個公益項目捐款100 萬美元。如果有任何方法可以在中心化排序的情況下產生積極影響，那麼這不失為一條可以走的道路。
目前，Optimism 缺乏欺詐證明，但預計會逐步去中心化和必要的安全升級——這也是標準。但是，幾乎所有Rollup 都具有即時或延遲升級能力，因此Rollup 的安全性最終取決於升級多重簽名。
即將到來的Bedrock 升級將把Optimism 的架構轉變為類似於Arbitrium 的架構。當前的Optimism 虛擬機將被MIPS-Geth 組合取代，其中節點軟件等同於常規的以太坊Geth 節點——這被稱為以太坊等效。交互式欺詐證明也將作為附加功能，這是對原始非交互式欺詐證明的升級。一般來說，Bedrock 將是Optimism 的重要一步，為系統添加了許多功能和增強功能。
順便說一句，Optimism 也向非富豪治理實驗邁出了一大步。決策將在兩個屋子之間進行，即代幣屋和公民屋。代幣屋將採用通用代幣投票，而公民屋將採用一個公民一票制。由此看來，這樣一個系統中最困難的障礙可能是找到為用戶分配公民身份的最佳方法，同時最大限度地減少女巫攻擊的可能性。如果用戶可以獲得多個公民身份，那麼他們可以有效地對治理施加比普通公民更大的影響力。 Optimism 指出，他們將使用不可轉讓的NFT 來代表公民身份，但是個人交換私鑰以獲得更多選票的威脅仍然存在。
Fuel 是Optimsitic Rollup 領域的另一個著名參與者，它採取了與Arbitrum 和Optimism 截然不同的方法。 Fuel Labs 正在使用基於rust 的編程語言為Fuel V2 構建自定義VM。雖然與EVM 兼容的Rollup 對於將以太坊開發生態系統加入Rollup 特別有用，但自定義VM 是可以獲得最大性能提升的地方，因為它們不必遵守現有的標準。
Fuel V2 中我最喜歡的部分可能是並行事務處理，主要是因為一旦出現足夠的數據容量，吞吐量瓶頸就會變成執行。一旦吞吐量瓶頸轉移到執行，實現並行處理的Rollup 將比沒有它的Rollup 有優勢。值得注意的是，Fuel V1 是第一個在以太坊上上線的主網Optimistic Rollup，並且仍然是唯一一個存在無需許可的排序器和欺詐糾紛以及沒有升級多重簽名的Rollup。
以目前的形式，Optimistic Rollup 遠遠優於zk-rollups。兩個主要考慮圍繞著：
-
完全、無限制的可組合性：zk-rollups 在zk 電路上組合智能合約方面存在固有的困難。唯一具有一般可組合性的zk-rollup 是StarkNet，它目前已獲得許可的智能合約部署，並對橋可以支持的TVL 數量設置了上限。所有其他zk-rollup 都是特定於應用程序的，或者只進行代幣轉賬。
-
EVM 兼容性：zk 電路與EVM 中標準的某些類型的密碼學存在固有的兼容性問題，這使得zkEVM 成為一項極具挑戰性的任務。具有EVM 兼容性的主網上已經存在了一段時間的Optimistic Rollup，預計升級將進一步實現等效。
Zk-rollup
一段時間以來，以太坊社區已經達成共識，即zk-rollups 是可擴展rollup 的最終狀態。因此，與Optimistic Rollup 相比，正在積極開發的zk-rollup 項目似乎更多，其中許多計劃在未來兩年內推出。
Starknet 目前是已上線主網的唯一的通用、可組合的zk-rollup。但是，該系統仍處於早期的alpha 模式，具有多種限制。 StarkNet 和以太坊之間的橋樑被限制在一定數量的TVL，自推出以來逐漸增加。 StarkNet 上的智能合約部署也被列入白名單。我認為這主要是為了降低發生智能聯繫錯誤的風險，因為可能沒有足夠的（任何？）審計員來審計開發人員想要部署的所有Cairo 合約——StarkWare 將暫時擔任這個角色是有道理的。可審計性是新的自定義語言的普遍缺點之一，而zk 系統的複雜性只會加劇這種情況。最終，StarkNet 目前處於領先地位。
ZkSync 是另一個主要的“zk-rollup”競爭者，一段時間以來一直在使用zkSync 2.0 構建通用zk-rollup。最近的測試網標誌著zkEVM 在實時測試網上的第一個實例。然而，隨著zkPorter 的加入，zkSync 2.0 不僅僅是一個Rollup。這將是一種Volition，使用戶能夠在zkPorter 和以太坊之間進行選擇以發布他們的交易數據。雖然以太坊正在升級使用danksharding 的數據吞吐量，但Volition 是一個很好的中間地帶，它為用戶提供了在交易成本安全範圍內的選擇。
雖然大多數zk-rollups 都優先考慮可擴展性，但隱私是zk-rollups 可以啟用的另一個重要方面。 Aztec 目前憑藉其私人代幣傳輸zk-rollup (zk.money) 在隱私領域處於領先地位——它們是我所知道的唯一一個以隱私為重點的以太坊rollup。 Aztec 還將在大約下週推出其下一次迭代Aztec connect，使用戶能夠私下訪問以太坊DeFi。與使用Tornado Cash 之類的東西相比，這是一個很大的改進，其中隱私只能通過混淆而不是直接屏蔽交易來實現——但願沒有人鏈接你的Tornado 錢包，否則你的隱私就消失了。
Zk-rollups 已經非常複雜，增加隱私使問題更加複雜。 zk-rollups 有可能永遠不會達到私有可組合智能合約的狀態。正因為如此，隱私可能會通過特定於應用程序的鏈出現，無論是通過zk-rollup 還是zk-rollup 之上的驗證（validium）。
其他各種zk-rollup 也存在於生產中，包括Scroll 和Polygon 的各種項目。 zk-rollups 的一大區別在於使用自定義VM 或zkEVM 執行環境。其優點和缺點類似於Optimistic Rollup。但是，zk-rollups 在實現zkEVM 時具有更多固有的複雜性。因此，可以為使用自定義VM 和語言（如StarkNet 和Cairo）的路線提供非常有力的案例。
主權Rollup
Rollup 類別中的最後兩個目前是理論上的，儘管正在積極開發中。主權Rollup 與典型的Rollup 不同，因為它有一個分叉選擇規則，允許它獨立於其基礎層分叉。相反，常規Rollup 將其分叉選擇委託給其結算層——它必須是結算層，因為它需要確保Rollup 的正確性。
主權rollups 將在Celestia 等數據可用性（DA）層上最為突出，其中DA 層無法確保Rollup 事務的正確性。正因為如此，像Celestia 這樣的東西的Rollup 默認是主權的，因為它們必須通過欺詐/有效性證明和分叉選擇來確保自己的交易正確性。這不應被誤認為是Celestia 提供的共識，用於就交易排序達成一致。
對於一個樂觀的主權Rollup，假設交易是正確的，因此Rollup 節點只需要從Celestia 下載區塊數據。 Zk – 主權rollup 通過有效性證明確保正確性，該證明將通過p2 p 網絡分佈在rollup 節點之間。
對我來說，主權Rollup 的重要性在於它們的分叉能力，這使這些Rollup 能夠真正獨立於其基礎層。從本質上講，主權Rollup 重新獲得了社會追索機制。
結算Rollup
結算Rollup 是一種專為結算而構建的主權Rollup。重要的是，結算層是任何具有雙向信任最小化橋樑和Rollup 的區塊鏈。該橋使代幣能夠在Rollup 層和結算層之間雙向傳輸。信任最小化是橋樑的一個屬性，其中通信僅依賴於通過驗證數據可用性和欺詐/有效性證明的誠實少數假設。
與任何結算層一樣，結算Rollup 的目的是為“Rollup”提供一個環境，以驗證證明、解決爭議和橋接代幣。不過，從技術上講，結算之上的“Rollup”是混合的，因為它們通過結算Rollup 所在的數據可用性層使用鏈下DA——使它們成為一種validum 或一種Optimistic validium。
混合Rollup
Validum
說到混合，validium 就是一種混合zk-rollup，其中交易數據發佈在鏈下，這可能需要除用於驗證有效性證明的結算層之外的任何環境。 StarkEx 是唯一的有效實例。特別是，StarkEx 是一個特定於應用程序的驗證，目前支持三個應用程序；Immutable X、Sorare 和DeversiFi。 StarkEx 還支持DyDx 使用的zk-rollup 模式，這是TVL 第二大的Rollup。
StarkEx 使用由一組受信任方組成的數據可用性委員會(DAC) 為StarkEx 驗證提供數據可用性。雖然將數據可用性委託給獲得許可的委員會會降低安全性，但它使StarkEx 驗證能夠提供比zk-rollups 更便宜的交易。成本降低是可能的，因為將數據發佈到以太坊是昂貴的——它也是導致Rollup 交易費用的主要可變成本。
使用外部數據可用性層可以減少帶有DAC 的驗證的一些安全考慮。安全性的主要增加來自區塊鏈提供的加密經濟安全性，節點可能因不誠實活動而被監禁和懲罰。該實施的一種Validium 是對“Rollup”範圍內成本安全權衡的一個有趣的補充。
圖片來自 Celestia
Optimistic Validium
與驗證一樣，一種Optimistic validium 是一種混合Optimistic Rollup，其中交易數據發佈在鏈下。關於這個特定的混合體應該被稱為什麼並沒有普遍的共識，所以這就是我要說的。
Metis 是目前唯一的Optimistic validium，它從一種Optimistic Rollup 模型轉變為以安全為代價降低交易費用。 Optimistic validium 對其validium 對手的安全保證較弱，因為需要數據可用性來生成欺詐證明並成功解決爭議。如果發生爭議並且相關狀態轉換的數據不可用，則欺詐證明無法證明欺詐。因此，如果鏈下數據可用性提供者未能提供數據，資金可能會從Optimistic validium 中被盜。
Volition
通過結合zk-rollup 和validium，Volition 是一種混合體，讓用戶可以選擇鏈上或鏈下數據可用性。選擇是在個人交易層面做出的，其中鏈下數據代表更便宜的費用和更低的安全性，而鏈上數據導致更高的費用和更高的安全性。這為用戶提供了由單個系統提供的選擇自由，而不是明確地尋找適合用戶成本安全偏好的鏈。
目前，zkSync 2.0 是唯一公開宣布的正在開發的Volition。在zkSync 2.0 中，鏈上數據由以太坊提供，鏈下數據由他們自己的專用PoS 鏈zkPorter 提供。關於zkPorter 的細節並沒有太多細節，我猜主要是因為它仍在積極的開發和測試中。 StarkWare 可能會為StarkEx 或StarkNet 實施一種Volition 選項，儘管這純粹是猜測。
Adamantium
adamantium 是一種驗證，其中每個人都親自向網絡提供自己的數據可用性。個人的交易數據由他們親自存儲（鏈下），他們必須保持在線以證明每個區塊的數據可用性。如果用戶不在線或未能證明，那麼他們的資金會自動在鏈上撤回到結算層。雖然StarkWare 提出了adamantium 設計，但沒有任何明確的跡象表明StarkWare 或任何團隊正在從事這項工作。最終，如果確實得到了開發，它可能會成為希望對其安全進行更多個人控制的用戶或實體的利基選擇，這就是為什麼adamantium 用戶被稱為“高級用戶”的原因。
Enshrined rollup
最後值得一提的是，Enshrined rollup 是一種直接作為現有區塊鏈一部分的rollup。簡而言之，它是一個執行分片。正如在以太坊2.0 提案和其他類似分片的區塊鏈中看到的那樣，Enshrined rollup 和執行分片之間的區別在於，執行分片被提議為單體。全局驗證者集將被拆分為委員會並分配給特定的分片以充當驗證者集。執行分片將充當另一個擁有自己的執行、共識和數據可用性的區塊鏈，但它會檢查點回到“信標鏈”——類似於側鏈檢查點返回到他們選擇的鏈的方式。理論上，以太坊enshrined rollup 只會進行執行，並使用信標鏈來驗證數據可用性和欺詐/有效性證明。