本系列將試圖用通俗舉例和語言，幫助大家理解複雜概念。本系列非學術論述，舉例只為幫助大家通俗理解。如有錯誤，歡迎指正。更嚴謹的表述，歡迎大家查看專業論文學習。
前情回顧，
1/ 零知識證明，英文為Zero Knowledge Proofs，簡寫為ZK 或ZKP。
zkXXX，即代表應用了零知識證明。
2/ 零知識證明技術，要在證明速度、驗證速度、整體大小之間做取捨，繼而產生的用戶體驗不同。
zk-SNARK 誕生時間久，經過驗證，應用比較成熟，並誕生了Groth16、PLONK、Halo2 等多技術分支。 zk-STARK 相較而言，誕生時間較短，仍需時間驗證完善。
Manta 採用Groth16，是目前最快、數據量最小的zk-SNARK。 Manta在橢圓曲線密碼（FH-ECC）算法等基礎上，進一步優化升級，ZK 生成速度比Zcash快十倍。交互確認時間僅需2-3秒。
3/ ZK 開發逐漸模塊化。 zk-SNARK 與zk-STARK 之間，可通過切換多項式承諾，進行相互轉換。且，代碼終會開源，所以長期看，單靠技術無法構築壁壘。
正式開始本篇內容。
什麼是Rollup ？
Roll，卷、滾的意思。 Up，向上、起來的意思。 Rollup 就是“捲起來”。
當然，這不是內捲那個“卷”，而是像麵餅一樣，把食材統統捲進去的那個“卷”。
Rollup，就是把許許多多多筆交易“卷”起來，在自己的網絡里處理掉。
Rollup 通常運行一組中心化定序器（Sequencer），為Rollup 上的交易進行排序。定序器就像中心化的服務器。
Rollup 與以太坊主鏈關係，舉個便於理解但不十分嚴謹例子，如同初期的支付寶與銀行。
資金從以太坊主網轉入Rollup，如同把錢從銀行卡轉入支付寶。
用戶在Rollup 交互，交互信息並不直接提交到以太坊主鏈上，而是由Rollup 定序器進行排序。
這個過程，稱為“鏈下擴容”，所謂“鏈下”指的是在以太坊鏈下。
支付寶初期，用戶直接使用支付寶餘額交易，銀行對具體交易信息，並不知情。支付寶相對銀行，也是“鏈下”。
定序器會對Rollup 裡的交易，統一進行排序、打包、壓縮，隔一段時間提交到以太坊主鏈，由以太坊主鏈提供結算、校驗交易數據，以減輕主鏈負擔。
主鏈礦工可以通過欺詐證明（Fraud Proof，通常由Optimistic Rollup 採用）或有效性證明（Validity Proof，通常由zk-Rollup 採用），驗證Rollup 交易數據是否真實。
舉個例子，用戶在Aribitrum 上，使用Gmx 瘋狂進行衍生品交易。這些操作，都讓Aribitrum “卷”起來處理掉了，這些交互僅在Aribitrum 當前Rollup 上發生，不會造成以太坊主鏈擁堵。
Aribitrum 會將一段時間內的交互信息排序、打包、壓縮、提交到以太坊主鏈，由以太坊全節點校驗交易數據真實性，所以，Rollup 稱為執行層，主要負責執行交易。
Optimistic Rollup 與ZK Rollup？
Optimistic 與ZK，是以太坊主鏈全節點，校驗Rollup 交易數據真實性的方式，可以理解成是對賬方式。
Rollup 是處理交易的方式。
這倆都是Rollup，所以，處理交易方式一致，都是“捲起來”。區別在於，對賬方式：
1/ Optimistic，意為“樂觀的、積極的”。
Optimistic Rollup“樂觀的”默認交易信息真實有效。
萬一有人提供虛假交易信息呢？
若使用Aribitrum 或Optimism，會發現，把代幣跨回其他網絡，需要等待幾天時間，即“等待期”。
“等待期”內，以太坊主網全節點都可以發起挑戰，證明某交易為假。
由於Rollup 數據層和結算層仍使用以太坊，相當於根賬本在以太坊上，所以，Rollup 自身是無法篡改、作弊的。
若挑戰成功，則會罰沒作弊者保證金，交給挑戰者，並回滾該區塊內的交易。
2/ zk-Rollup
還記得ZK 的基本原理及特性嘛？
證明者（Prover）和驗證者（Verifier）。證明者生成證明，驗證者在不獲取信息本身的前提下，驗證該證明。
ZK 有以下特性：
完備性（Complete）：提交者若確實掌握了答案，那他能找到方法向驗證者證明為真，即真的假不了。
合理性（Sound）：若提交者未掌握答案，那他無法向驗證者證明為真，即假的真不了。
零知識性（Zero-Knowledge）：證明過程中，驗證者除了“證明”之外，不會獲得其他相關信息。
zk-Rollup 會在向以太坊主網提交區塊時，生成一個零知識證明。主網全節點驗證該證明即可。
需要注意的是，zk-Rollup 通常只應用了ZK 前兩個屬性，即完備性與合理性，達到壓縮計算的目的。
Optimistic Rollup 需要將一段時間內交易數據，壓縮後，完整地連同狀態根（包含用戶地址餘額等信息）、欺詐證明（僅在發生爭議時），傳回到以太坊主網。
由於交易數據和結算仍存儲在以太坊主網上，當全節點提出挑戰時，可根據先前存儲的狀態，校驗欺詐證明是否成立，判斷Optimistic Rollup 是否作弊。
zk-Rollup 不需要將全部交易數據發布至以太坊主網，僅發布狀態差異（類似用戶賬戶狀態變化）和有效性證明即可，這樣會使得交易成本Gas 更低。使用zk 前兩個屬性，達到壓縮計算目的。
zk-Rollup 證明文件很小，驗證時間一定，所以證明本身不會隨著交易數量增加而變大。
長期來看zk-Rollup 在Gas 成本和Tps 方面，要優於Optimistic Rollup，且無需提現等待期。
所以，以太坊創始人Vitalik 認為，短期內Optimistic Rollup 會因EVM 兼容性佔據優勢，但長期來看，zk-Rollup 會勝出。
本質上，Optimistic Rollup 安全來自於經濟學，作惡者要考慮損失的成本，挑戰者的動機由經濟利益驅動。
zk-Rollup 安全來自於密碼學，用密碼學手段驗證證明，可以做到去信任化。
長期看，zk-Rollup 相比Optimistic Rollup 更具優勢，但短期仍受制於zk-EVM 發展。這也是我們在下一篇會聊到的話題。
這裡需要區分的是，用戶在zk-Rollup 上的交易信息仍是透明可查詢的。
而Manta 作為基於ZK 的可編程隱私公鏈，除前兩個特性外，還重點應用了零知識性，讓鏈上交易隱私化。
Rollup 與模塊化
不可能三角，又稱三元悖論，通常指去中心化（Decentralization）、可擴展性（Scability）、安全性（Security）三者不可同時兼得。
通常，模塊化是指，把Layer1 共識、結算、數據、執行四層分別解耦（單拆出來），在不增加節點硬件負擔，造成中心化前提下，實現擴容，打破“不可能三角”。
V神在波哥大以《Hardening rollups with multi-proofs》為主題進行分享，即採用多證明機制，加強Rollup安全。
方案二是多證明人機制（multi-provers），採用多證明系統，用欺詐證明或zkEVM 多種實現，預防網絡宕機情況。
方案三是雙重證明加治理小組（two-provers plus governance tie break），採用欺詐證明加ZK證明，再加上治理小組裁決。當一個證明系統出現漏洞，另一個系統不受影響。
在此之前，Optimism 的Kelvin 曾寫過《The hybrid ZK/Optimistic Rollup of the future》（ZK/Optimistic 混合Rollup 的未來），探討過將Optimistic 與ZK 相結合。
總結下， 1/ Rollup 內的交易，隔一段時間統一壓縮打包，提交到以太坊主網，由主網提供結算、驗證交易數據，以減輕主鏈負擔。
2/ Optimistic 與ZK，是以太坊主鏈全節點，校驗Rollup 交易數據真實性的方式，可以理解成是對賬方式。 Rollup 是處理交易的方式。
3/ Optimistic Rollup 需要將一段時間內交易數據，壓縮後，完整地連同狀態根、欺詐證明（僅在發生爭議時），傳回到以太坊主網。
zk-Rollup 不需要將全部交易數據發布至以太坊主網，僅發布狀態差異（類似用戶賬戶狀態變化）和有效性證明即可，這樣會使得交易成本Gas 更低。使用zk 前兩個屬性，達到壓縮計算目的。
4/ 本質上，Optimistic Rollup 安全來自於經濟學，作惡者要考慮損失的成本，挑戰者的動機由經濟利益驅動。
zk-Rollup 安全來自於密碼學，用密碼學手段驗證證明，可以做到去信任化。
5/ 用戶在zk-Rollup 上的交易信息仍是透明可查詢的。而Manta 是基於ZK 的可編程隱私公鏈，除前兩個特性外，還重點應用了零知識性，讓鏈上交易隱私化。
6/ 當前，將Optimistic 與ZK 結合，是Rollup 探索方向之一。
本篇重點講述了zk-Rollup，略微涉及到zkEVM 內容。下一篇，我們將重點闡釋zkEVM 相關內容，歡迎繼續關注Manta Network中文公眾號及推特。
