所有的區(qū)塊鏈在開發(fā)時(shí)都會面臨同樣的問題，被稱為“區(qū)塊鏈三難困境”的三難是去中心化、安全性和可擴(kuò)展性，每個(gè)區(qū)塊鏈只能解決這 3 個(gè)中的 2 個(gè)。在以太坊中，它是去中心化和安全的，但缺乏可擴(kuò)展性。
無論你是否參與過以太坊的鏈上交互，你都可能聽說過 Gas 費(fèi)用這個(gè)詞。Gas 費(fèi)用本質(zhì)上是你在執(zhí)行交易時(shí)支付的費(fèi)用，這筆費(fèi)用是為了補(bǔ)償你的交易需要使用的計(jì)算能量。目前，以太坊網(wǎng)絡(luò)有每秒 15 筆交易 (TPS) 的限制，考慮到使用以太坊及其蓬勃發(fā)展的 Dapp 生態(tài)系統(tǒng)的需求，這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。這種情況會從本質(zhì)上造成了一個(gè)瓶頸，即網(wǎng)絡(luò)被交易堵塞，導(dǎo)致 Gas 費(fèi)用飆升。每個(gè)人都在爭取他們的交易會先被驗(yàn)證和執(zhí)行，有些人甚至愿意支付比其他人更高的 Gas 費(fèi)用來確保交易快速完成，實(shí)質(zhì)上意味著將交易包含在一個(gè)區(qū)塊中的需求超過了區(qū)塊本身的空間，結(jié)果將會是 Gas 費(fèi)的飆升。
這就產(chǎn)生了一個(gè)問題，難道只有擁有大量的資金才能使用以太坊？這顯然不是以太坊的最初目標(biāo)，它旨在為世界上的每個(gè)人提供前所未有的金融渠道。它想要公平的競爭環(huán)境，而不是成為“富人的游樂場”。因此，以太坊迫切需要擴(kuò)展解決方案。
解決以太坊基礎(chǔ)層（第 1 層）的可擴(kuò)展性問題，意味著以太坊必須增加其區(qū)塊的限制以提高 TPS，這么做的結(jié)果將是成為礦工/節(jié)點(diǎn)所需的硬件將非常昂貴（即設(shè)置節(jié)點(diǎn)），最終以太坊將變得越來越中心化。
因此，目前以太坊社區(qū)認(rèn)為擴(kuò)展以太坊區(qū)塊鏈的最佳方法是通過第 2 層（Layer 2）擴(kuò)展解決方案。第 2 層擴(kuò)展解決方案有 3 大類技術(shù)：Plasma、狀態(tài)通道和 Rollups。
接下來，我將詳細(xì)介紹 Rollups。
如果你不知道第 2 層是什么意思，那么你可以這樣理解，第 1 層是最初的主要區(qū)塊鏈（以太坊），在那里以太坊的用戶達(dá)成共識并構(gòu)建各種應(yīng)用程序，所以當(dāng)?shù)?1 層擁塞時(shí)，你可以有一個(gè)智能合約來連接到主鏈外的“第 2 層”，在那里交易可以被處理，然后再返回到可以驗(yàn)證的主鏈上。第 2 層是一個(gè)額外的區(qū)塊鏈，它比以太坊主網(wǎng)本身的效率更高，成本更低。將第 2 層視為第 1 層（以太坊主網(wǎng)）的子城市，它或多或少地在第 1 層的控制下幫助運(yùn)算。

Rollup 是一個(gè)非常聰明的擴(kuò)展解決方案：它本質(zhì)上是將計(jì)算過程從主鏈轉(zhuǎn)移到稱為“Rollup 鏈”的單獨(dú)鏈上?！癛ollup 鏈”本質(zhì)上是一條獨(dú)立的區(qū)塊鏈，在這些“Rollup 鏈”上，執(zhí)行交易之后，數(shù)據(jù)被聚合并匯總在一起，然后傳輸?shù)街麈溸M(jìn)行驗(yàn)證。因此，這項(xiàng)技術(shù)被稱為 Rollup（匯總）。計(jì)算過程在鏈外進(jìn)行，并且將放入以太坊主鏈區(qū)塊里的數(shù)據(jù)也減少了，這兩者都可以減少以太坊的網(wǎng)絡(luò)擁塞。
而 Rollup 技術(shù)要想實(shí)施，這個(gè)過程必須要有一個(gè)“中介”——一個(gè)將“Rollup 鏈”連接到主鏈的智能合約。該智能合約的主要功能是促進(jìn)轉(zhuǎn)移并驗(yàn)證“Rollup 鏈”發(fā)生的一切都按照規(guī)則進(jìn)行。這種 Rollup 技術(shù)的好處是它可以將以太坊的 TPS 從 15 TPS 提高到 1000 TPS，同時(shí)將每筆交易的 Gas 費(fèi)用從 45,00 GAS 降低到大約 300 GAS。
以太坊社區(qū)的成員和開發(fā)人員對 Rollup 技術(shù)進(jìn)行了大量討論和辯論。這其中的爭論源于兩種都可性的 Rollup 技術(shù)：Optimistic Rollups 和 ZK-Rollups（零知識匯總）。
Optimistic Rollups
Optimistic Rollups 使用一種稱為“欺詐證明”的技術(shù)點(diǎn)，簡單來說，Optimistic Rollups 不執(zhí)行任何計(jì)算，因?yàn)樗鼈冎皇桥c以太坊主鏈同時(shí)運(yùn)行，并且在交易被執(zhí)行和批處理后，它們只是將數(shù)據(jù)發(fā)布到主鏈并假設(shè)它是正確的，因此被稱 Optimistic（樂觀）。
顯而易見的問題是，Optimistic 怎么能證明數(shù)據(jù)是正確的？這其實(shí)就是“欺詐證明”的用武之地。Optimistic Rollups 有一個(gè)名為“爭議解決系統(tǒng)”的機(jī)制。如果有人從 Rollup 鏈向主鏈發(fā)送了無效或欺詐性交易，則該系統(tǒng)將捕獲和懲罰該人。想要將這批交易提交給主鏈的一方也必須提供保證金才能這樣做。這種保證金通常以 $ETH 為單位，如果 Rollup 網(wǎng)絡(luò)中的其他方發(fā)現(xiàn)了無效或欺詐的交易，他們可以提交欺詐證明。通過提交此欺詐證明，交易將再次運(yùn)行，但這次是在以太坊主鏈上運(yùn)行，如果發(fā)現(xiàn)它真的是欺詐性的，則交易的提交方的保證金將被削減，該人將損失其資金，以此來阻止惡意行為。
需要注意的是，“爭議解決系統(tǒng)”是雙向的，即使是提交“欺詐證明”的一方也必須提交保證金，如果驗(yàn)證交易是沒有欺詐的，那么他們也會失去保證金。這可確保網(wǎng)絡(luò)不會因多個(gè)不必要的欺詐證明而過載。
目前 Optimistic Rollups 已經(jīng)有兩個(gè)主要協(xié)議投入使用，Optimism 和 Arbitrum。這兩者都以不同的方式在以太坊主網(wǎng)上推出，并獲得了不同程度的績效。
而 Optimistic Rollups 的主要問題是時(shí)間。在主鏈上驗(yàn)證交易之前，必須有足夠的時(shí)間發(fā)送欺詐證明，并驗(yàn)證批次中沒有欺詐性的交易。因此，假設(shè)你在 Optimistic Rollup 鏈中提交了一個(gè)代幣交換的交易，你將不得不等待此交易所在的批次通過爭議解決系統(tǒng)，如果涉及欺詐交易，則它有待解決，然后才能驗(yàn)證交易。此過程可能需要數(shù)天，有時(shí)需要 2 周，這意味著您可能需要等待很長時(shí)間才能執(zhí)行交易。

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