Rollup 並不是以太坊擴容的終極方案?

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作者|Matter Labs

以太坊即將大規模遷移到Layer 2。隨著許多協議從以太坊基礎層轉移到Optimistic Rollups和與EVM相容的zkRollups,許多人希望我們最終可以使鏈上gas費用可控。但是從事於以太坊擴容的每個人都知道該行業的一個心照不宣的秘密:即使有了Rollups,我們也可能會面臨跟最初擴容前的一樣的糟糕情況,因為任何實際的網路吞吐量增長都會很快被更高的需求量所吞噬。

Rollups只能提供網路吞吐量的線性增加-而所有資料仍必須傳播到全部的完整節點。因此若要實現真正的擴容,我們需要成倍地提高網路吞吐量。

因此,我們認為這是一個非常重要的突破。我們設計的系統可以達到20,000+ TPS,這種量級的增加使得它在面臨可能爆發增長的需求時比Optimistic Rollips更加保險。 更重要的是,透過zkSync 2.0它將在6個月內上線主網。

Rollups為什麼還不夠?

2020年10月,V神宣佈了以Rollup為中心的以太坊路線圖,預測如果所有L1活動都轉向Rollup,以太坊網路可以實現約3000+的淨TPS。這將很快成為現實:optimistic和zkRollups現在都已經支援EVM相容,使得應用程式可以快速且簡單地從L1遷移到L2。

眾所周知,以太坊過去一年以爆炸性的指數級速度增長。一年之內,DeFi的使用者數量從15萬增加到了180萬,但是gas費足足增長了16倍! (Uniswap上每筆交易的gas費從0.20美金漲到36美金)

什麼導致了這種情況?原因是任何擴充套件性的提升都伴隨著金融活動/交易的增加。

考慮一下同期發生的其他情況:

每月去中心化交易所(DEX)的交易量:17.2億美金→670億美金

DeFi鎖倉量:7億美金→800億美金(增加了110倍)

單月OpenSea的銷售額:500萬美金→1億美金

與現有主網相比,Optimistic Rollups只可擴容提高約25倍,而zkRollups則會將擴充套件性提高約100倍。因此按照這種對比,我們將回到最初的原點:一個對大多數使用者來說負擔不起gas費和吞吐量不足的以太坊網路。

加密貨幣正在逐漸成為主流。在一個擁有38億個智慧手機的世界(相比之下,Metamask每月有300萬活躍使用者),我們需要將目前的網路容量增長至1000倍以上,以應對即將可能到來的情況。這種容量的差距促使我們構建了zkPorter。

zkPorter:為加密行業大規模應用服務的引擎

在zkSync 2.0中,L2狀態將被分為兩個方面:具有鏈上資料可用性的zkRollup和具有鏈下資料可用性的zkPorter。

這兩個部分都是可組合且可互操作的:zkRollup側的合同和帳戶將能夠與zkPorter側的帳戶無縫互動,反之亦然。因此,從使用者的角度來看,唯一可察覺的區別就是zkPorter帳戶的gas費用減少了100倍。

你可以想象一下:Uniswap將智慧合約部署在zkRollup端,然後zkPorter帳戶上的個人使用者可以以低於$ 0.03的gas費用進行交易。為什麼能這麼便宜?因為用於在以太坊上釋出資料的成本佔據了絕大部分費用。而zkPorter帳戶可以在Uniswap合約上進行數千次交易,但只需將一個更新發布到以太坊網路。

zkPorter帳戶的資料可用性將由稱為Guardians的zkSync代幣持有者保護。他們透過對區塊進行簽名以確認zkPorter帳戶的資料可用性來跟蹤zkPorter端的狀態。監護人使用zkSync代幣參與權益證明(PoS),因此任何資料可用性的故障都將會被他們強力解決。這為資料可用性提供了加密經濟上的保證。

一個值得注意的點是,zkSync中的PoS比其他系統(如側鏈)中的PoS安全得多。這是因為zkSync監護人實際上沒有過多的權力:監護人無法竊取資金。他們只能凍結zkPorter狀態(凍結自己的質押)。在這種情況下,zkRollup的使用者仍將能夠提取其資金。

每個使用者都可以自由選擇自己的安全閾值。希望鏈上所有資料可用的任何使用者都可以完全停留在Rollup側。但是,如果您是對費用變化更加敏感的使用者,則可以選擇zkPorter側。(我們覺得很可能交易者和新使用者都會選擇使用zkPorter。)

該設計基於於StarkWare率先提出的,被稱為Volition的廣泛解決方案。我們方法的不同之處在於,嚴格的在去中心化,這促使了一些相對於原方案來說更加深刻的體系結構變化。

這樣可以解鎖一整類的應用協議,這些應用協議在L1甚至傳統Rollups上都不具備經濟性。但現在,他們可以在以太坊上建立併為以太坊網路的使用者服務。

zkPorter對比Optimistic Rollups

零知識證明的加密技術使這一切成為可能。Optimistic無法像zkPorter那樣實現這種擴充套件。如果在Optimistic Rollups中將資料可用性移至鏈下,一些惡意的運營商將能夠竊取Rollups中的所有資金,且沒有人能夠阻止。

同時,與Optimistic Rollups相比,zkPorter具有更強的安全性保證。要了解其中原因,我們可以簡要地概述一下潛在攻擊的成本和收益。

1)攻擊成本

截至今天,透過51%的雜湊算力協調來攻擊Optimistic Rollups的成本不到7000萬美元(當Proof of Take到來時,這一問題將不復存在)。而另一方面,要使zkPorter中的資料不可用,攻擊者將需要聚集所有已抵押代幣中2/3的量(幾乎肯定會超過7000萬美元)。而且,由於攻擊者在購買代幣時會引起重大的滑點(並且無法購買已經抵押的代幣),因此進行這種攻擊的購買成本將比現貨價格所顯示的成本高得多。

2)攻擊收益

如果成功地對Optimistic Rollups進行了攻擊,則駭客可以竊取Rollups中的所有資金。這大大增加了攻擊的動機。而在zkPorter,攻擊收益將不會如此直接:如果成功,攻擊者只能停止生產區塊,而不能竊取使用者資金。從服務中斷中獲利的難度大大降低了進行此類攻擊的動機。

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