Optimistic Rollup还是zkEVM Rollup？

Layer2最近的热度都聚焦到了OP身上，无论是二级市场价格还是链上TVL都再创新高。反观前几日刚有起色的ZK系列，则黯然神伤。OP的爆发是昙花一现吗，ZK的未来又在哪里呢？beta社区一文带你了解Optimistic Rollup和zkEVM Rollup。

Rollup技术

区块链是一种分布式的、不可篡改的、去中心化的数据存储和交易系统，它由许多相互连接的节点组成，每个节点都保存着一份相同的数据记录，称为区块。区块中包含了一些交易信息，例如转账、投票、签名等。智能合约是一种运行在区块链上的自动执行的程序，它可以根据预设的规则和条件来处理各种逻辑和业务。然而，区块链也有一些限制和挑战，例如交易速度慢、手续费高、隐私保护差等。为了解决这些问题，人们提出了一些扩展方案，其中最有前景的一种叫做Rollup1。Rollup是一种二层扩展方案，它可以将大量的交易从主链（Layer 1）转移到侧链（Layer 2）上进行处理，并将结果提交回主链进行验证。这样可以大大提高交易吞吐量、降低手续费、增强隐私保护等。目前，有两种主流的Rollup技术：Optimistic Rollup 和 zkEVM Rollup。它们都是基于以太坊虚拟机（EVM）来运行智能合约的通用Rollup方案，但是在验证方式上有所不同。

Optimistic Rollup

Optimistic Rollup是一种基于乐观假设的Rollup方案，它认为侧链上的交易都是有效的，除非有人提出异议。具体来说，Optimistic Rollup有以下几个步骤：1. 侧链上的运营者（Operator）收集主链上发起的交易，并将它们打包成一个区块（Block），然后在侧链上执行这些交易，并生成一个状态根（State Root）。2. 运营者将状态根提交到主链上的一个智能合约（Verifier），并支付一定的保证金（Bond）。这个智能合约负责验证侧链区块的正确性，并存储状态根。3. 主链上的任何人都可以对提交的状态根提出质疑（Challenge），并提供证据（Proof）来证明侧链区块中存在无效或欺诈性的交易。如果质疑成功，运营者会失去保证金，并被惩罚；如果质疑失败，质疑者会失去保证金，并被惩罚。4. 如果在一定时间内没有人提出质疑，或者所有质疑都被驳回，那么提交的状态根就被认为是有效的，并且可以被用来更新主链上的状态。这时候，侧链上的交易就被最终确认了。

Optimistic Rollup技术有以下几个优点：

它可以支持通用性和兼容性高的智能合约，因为它可以直接使用EVM来执行侧链交易。

它可以实现较高的吞吐量和较低的延迟，因为它只需要在主链上提交状态根，而不需要提交所有交易数据。

它可以保证安全性和去信任化，因为它可以利用主链上的共识机制和激励机制来防止欺诈行为。

Optimistic Rollup技术也有以下几个缺点：

它需要较长的确认时间和较高的退出成本，因为它需要等待一定时间才能确认侧链交易是否有效，并且需要通过一个复杂和昂贵的过程才能从侧链退出到主链。

它需要较多的存储空间和计算资源，因为它需要在主链和侧链之间同步所有交易数据，并且需要在发生质疑时重新执行所有交易。

它可能面临中心化风险和审查风险，因为它可能导致运营者之间形成垄断或勾结，并且可能拒绝处理某些用户或某些类型

zkEVM Rollup

zkEVM Rollup是一种基于零知识证明的Rollup方案，它可以在侧链上模拟与主链上相同的交易执行环境。具体来说，zkEVM Rollup有以下几个步骤：1. 侧链上的运营者（Operator）收集主链上发起的交易，并将它们打包成一个区块（Block），然后在侧链上执行这些交易，并生成一个状态根（State Root）和一个证明（Proof）。2. 运营者将状态根和证明提交到主链上的一个智能合约（Verifier），并支付一定的保证金（Bond）。这个智能合约负责验证证明的正确性，并存储状态根。3. 主链上的任何人都可以对提交的状态根提出质疑（Challenge），并提供证据（Proof）来证明侧链区块中存在无效或欺诈性的交易。如果质疑成功，运营者会失去保证金，并被惩罚；如果质疑失败，质疑者会失去保证金，并被惩罚。4. 如果提交的证明是有效的，那么提交的状态根就被认为是有效的，并且可以被用来更新主链上的状态。这时候，侧链上的交易就被最终确认了。

zkEVM Rollup技术有以下几个优点：

它可以支持通用性和兼容性高的智能合约，因为它可以直接使用EVM来执行侧链交易，并保持与以太坊生态系统通用接口的兼容性。

它可以实现较高的吞吐量和较低的延迟，因为它只需要在主链上提交状态根和证明，而不需要提交所有交易数据。

它可以保证安全性和去信任化，因为它可以利用零知识证明技术来防止欺诈行为。

zkEVM Rollup技术也有缺点：

它需要较多的计算资源和密码学技术，因为它需要在侧链上生成复杂和昂贵

这里再简单比较一下Optimistic Rollup和zkEVM Rollup的优劣。两种技术都是基于Rollup的扩容方案，都可以在侧链上执行智能合约，并将状态根提交到主链上。但是它们也有以下几个不同点：

Optimistic Rollup是基于乐观假设的，它认为侧链交易都是有效的，除非有人提出异议；而zkEVM Rollup是基于零知识证明的，它需要侧链交易生成证明来证明其有效性。

Optimistic Rollup需要较长的确认时间和较高的退出成本，因为它需要等待一定时间才能确认侧链交易是否有效，并且需要通过一个复杂和昂贵的过程才能从侧链退出到主链；而zkEVM Rollup可以实现即时确认和低廉退出，因为它只需要验证证明就可以确认侧链交易，并且可以直接从侧链退出到主链。

Optimistic Rollup需要较少的计算资源和密码学技术，因为它只需要在发生质疑时重新执行所有交易；而zkEVM Rollup需要较多的计算资源和密码学技术，因为它需要在侧链上生成复杂和昂贵。

采用Optimistic Rollup的项目

Arbitrum：一个开源的Optimistic Rollup协议，支持以太坊兼容的智能合约，并提供了一套完整的开发者工具和基础设施。Arbitrum已经在2021年5月上线，并吸引了多个知名的DeFi项目部署在其网络上，如Uniswap、Aave、Chainlink等。

Boba Network：一个由OMG Network团队开发的Optimistic Rollup协议，也支持以太坊兼容的智能合约，并提供了一些创新的功能，如快速退出、跨链桥接、NFT支持等。Boba Network已经在2021年9月上线，并与多个合作伙伴进行集成，如SushiSwap、Synthetix、Enjin等。

Optimism：一个由Optimism团队开发的Optimistic Rollup协议，也支持以太坊兼容的智能合约，并提供了一些优化和改进，如OVM（Optimistic Virtual Machine）、EVM Equivalence、Fraud Proofs等。Optimism已经在2021年7月上线，并与多个重量级的DeFi项目合作，如Uniswap V3、Synthetix、MakerDAO等。

Metis Andromeda：一个由Metis团队开发的Optimistic Rollup协议，也支持以太坊兼容的智能合约，并提供了一些独特和创新。

正在或计划开发zkEVM Rollup项目

ZKSync - ZKSync 2.0 是由 Matter Labs 开发的一个与 EVM 兼容的 ZK Rollup，由其自己的 zkEVM 驱动。

Applied ZKP - Applied ZKP 是一个由以太坊基金会资助的项目，旨在开发一个与 EVM 兼容的 ZK Rollup 和一个为以太坊区块生成有效性证明的机制。

Polygon - Polygon zkEVM 是一个由 Polygon 团队开发的与 EVM 兼容的 ZK Rollup，它可以支持任何现有或未来的以太坊应用程序。

展望

目前，Optimistic Rollup 的开发进度领先 ZKEVM rollup 两年左右，并且有更多的应用支持。不过，ZKEVM rollup 也在不断地发展和创新，有望在未来提供更好的用户体验和兼容性。ZKEVM rollup 和 Optimistic Rollup 并非水火不容的存在，而是在长期内会是互补的方案。对于不同的应用场景和需求，它们各有优势和挑战。你觉得呢？