.details .details-cont p,p {word-break: normal; text-align: unset} p img {text-align: center !important;}

原文标题：《Optimistic Rollups：以太坊扩容的现在和未来

现在我们经常听到很多关于它的事情ZK Rollup 如何被认为是未来通用智能合同系统的讨论。我们不同意——这篇文章解释了原因。它借鉴了我们的开放、安全和运行EVM兼容的L2链中学到的实践经验教训有几百个dapp、数十万用户和数百万笔交易。

我们构建了Arbitrum作为 Optimistic Rollup （OR），因为我们认为OR满足用户对安全、无条件信任、和谐的要求EVM兼容的L2实际需求的最佳方式。我们选择Optimistic Rollup而不是ZK，由于系统固有的可伸缩性和成本优势；我们今天仍然会做出同样的选择。如果您想了解原因，请继续阅读。

迈克尔约翰逊-最初以苹果和橙子的形式发布到 Flickr——他们不比较，CC BY 2.0，https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4289506）

等等！这篇文章有多长？

是的，这篇文章很长，在某些地方是技术性的。人们希望从链中得到一些简单的东西，但我们需要深入研究提供这些优势所需的技术的细节。我们希望技术界能理解我们的观点。

假如你不想读整篇文章，这里有一个简短的大纲。

1.人们希望一条可以无条件信任的链具有安全性、保证进度、可见性和快速性——他们希望低成本并与现有工具兼容。

2、与ZK Rollup 相比之下，我们对如何使用进行了深入的研究Optimistic Rollup提供这些属性的细节。

3、由于ZK链下成本很高，Optimistic以更低的成本提供用户想要的属性。

4、由于ZK证明很贵，充分参与ZK该协议可能需要特殊用途的硬件和/或大规模并行性，以有效地集中网络。

5、ZK声称的优势要么也适用Optimistic Rollup该系统要么牺牲重要的安全性或可用性功能。

6、Optimistic Rollup 在操作成本上取得了巨大的胜利，因为执行代码比计算复杂的加密证书便宜得多。

从头开始

让我们从以太坊开始。以太坊用户创建了部署或与智能合同交互的交易。你可以用几种不同的方式来看待以太坊交易。一方面，它可以被视为不透明的数据。但如果你看看它的内容，交易肯定远不止这些；这是一个要求智能合同做一些事情：记录一些信息，移动一些资产等。

当以太坊发布交易时，会发生两件重要的事情。首先，以太坊就一套有序的交易达成了共识。其次，以太坊执行这些事务，并计算由此产生的状态更新。

Rollup ：Optimistic和ZK的共同点

每个以太坊节点执行每笔交易都很贵，Rollup这是一种可以显著减轻这种负载的扩容解决方案。交易的实际执行不是在以太坊完成的，而是转移到第二层(L2”）区域。

但等待- Rollup 应由以太坊保证。这意味着我们需要以太坊以某种方式需要以某种方式确保交易执行的正确性L2.那么，以太坊是如何授予其批准印章的呢？Rollup 状态呢？

总之，答案是：证明。Rollup 用专有证明向以太坊证明其正确性，即使不进行交易，也可以验证其正确性。

Rollup ：Optimistic和ZK的不同之处

这些证据似乎很神奇：允许以太坊在不实际执行的情况下验证 Rollup 状态。你可能想知道这些证据是什么样子的，它们是如何在实践中实现的。这是各种各样的Rollup与众不同的地方。

ZK Rollup使用有效性证明。ZK依靠一方发布的简单加密证书，该证书确定了该方知道在特定状态下结束的有效链。这要求验证方执行链，以知道如何构建验证，然后通过执行一系列复杂的加密操作来构建验证。证书是链上的L1合同检查。ZK通过以太坊交易完成证明非常简单，验证成本足够便宜。

Optimistic Rollup使用不同类型的证明：欺诈证明。顾名思义，Optimistic Rollup乐观地说，当他们向以太坊发布更新状态时，他们根本不需要发布任何证任何人都可以发布 Rollup 块，包括关于执行某些交易的正确结果的索赔。如果他们不同意第一个节点的主张，其他节点执行相同的事务可以发布挑战。有效的争议协议可以解决任何差异，确保正确的一方赢得挑战。双方都有强烈的动机只发布正确的索赔，而不是质疑错误的索赔，所以通常所有的节点只执行所有的交易，永远不需要调用证明代码。整个过程是由L1合约管理。

嗯，那么什么样的 Rollup 更好？接下来，我们将在几个维度上进行比较ZK和Optimistic Rollup，并解释为什么我们认为未来是Optimistic的，而像Arbitrum这样的Optimistic Rollup本质上更具可扩展性。

Optimistic Rollup与ZK：成本

也许Optimistic Rollup和ZK最重要的区别是成本。

Optimistic Rollup要求节点简单地执行合同。例如，如果合同执行添加操作，节点将执行添加操作。

另一方面，ZK需要生成数百或数千个昂贵的椭圆曲线来包含添加操作的复杂加密证明。ZK承担每个合同中的每个指令的费用。每个指令都需要生成复杂的加密证明，而不仅仅是执行指令ZK来说是一个固有的成本劣势——而且是一个很大的成本劣势。

ZK倡导者有时认为，只有一方才能创建证书Optimistic Rollup该系统需要许多节点。然而，如果你运行一个大链，无论你使用什么样的验证系统，它都会有很多节点。真正的链需要许多节点来服务非变异调用事件日志，向用户显示交易数据，并为用户提供撤回资金L所需数据等。Optimistic Rollup链的安全取决于这些节点做他们需要做的事情——执行交易和跟踪链的正确状态。

另一方面，ZK构建昂贵的椭圆曲线证明是一个非常大的额外成本。您需要特殊用途的硬件设备或大规模并行性——或两者兼而有之ZK大规模证明很贵。

结论：Optimistic Rollup该系统具有固有的、巨大的成本优势。

Optimistic Rollup与ZK：EVM兼容性

在构建Arbitrum我们的一个重要考虑因素是和EVM的兼容性。Arbitrum与EVM完全兼容；它是一样的RPC接口，接受和EVM相同的字节码。在实践中，这意味着以太坊可以编写任何代码Arbitrum上开箱即用。

我们已经开放，和EVM兼容链(包括测试网)已经一年多了，我们已经知道真正的兼容容性有多具挑战性。前95%的兼容性并不难，但在实践中还不够好。做得更好不仅需要大量的努力，还需要一个不会妨碍的产品结构。

ZK系统在兼容性方面运行范围很广。有些人将其视为遗留工具，并鼓励人们学习他们的自定义语言。

但一些ZK该系统并没有试图兼容。当然，这对不关心兼容性的开发人员和用户都有好处。

我们没有争论EVM客观地说，它是有史以来最好的。我们认为，考虑到已经和谐EVM开发人员、代码和开发人员工具的数量，EVM它有许多实际优势。如果你想扩展到 ，考虑一个部署在以太坊的项目Rollup ，必须用新语言重写代码，委托新的安全审计，并维护多个代码库，这既麻烦又容易出错。但即使对于尚未编写任何代码的新项目，EVM兼容性也是一个很大的优势，因为它允许这些项目被利用EVM代码、工具和人才库存在。

一些ZK该项目正在努力实现和实现EVM兼容版本，但尽管他们的声明含糊不清，但我们不知道到目前为止发布的任何代码都允许人们ZK Rollup 时运行EVM合同。现有的初步系统存在严重的不兼容性。例如，一个声称EVM兼容性的ZK系统未能实现ADDMOD、SMOD、MULMOD、EXP、SELFDESTRUCT和CREATE2操作码；正在考虑删除正确的XOR、AND和OR支持；不支持标准事务格式；不支持任何预编译；并可能限制事务中的合同调用次数ZK即使在最好的情况下，模型似乎也有根本性的不兼容性，这保证了即使在最好的情况下，ZK EVM在不支持的情况下，兼容性还将附带详细的打印页面Optimistic Rollups完全兼容。

值得澄清的是，今天存在几个特定于应用程序的ZK例子(例如Zcash，ZKSync 1.0、循环)。事实上，有些系统运行良好。核心区别在于这些只是微调，非常适合ZK特别优化了实现的特定应用程序。今天不存在的是通用编译器，允许人们以兼容的方式实现EVM到ZK转换。尽管一些团队声称正在研究它，但没有可用的公共代码或用户定义ZK-EVM证明合同成本的基准。根据我们的知识和所有公共数据，我们认为它们的成本太高了。

结论：只有Optimistic支持完全的EVM兼容性，成本最低。

Optimistic Rollup与ZK：可见性和压缩性的无条件信任

我们在设计Arbitrum时间的关键属性之一是无条件信任的可见性。简而言之，无条件信任的可见性意味着任何人都可以在无中心化的情况下看到或获得链上的内容。重要的是，这不仅意味着每个人都能看到状态快照；也意味着每个人都能看到链上的完整历史——它是如何实现当前状态的。实用链允许任何人在不依赖集中数据提供商的情况下运行节点，支持非变异调用、搜索事件历史记录和查看每个事务。不可信赖的可见性使这成为可能。

坦白说，有些ZK该系统削弱了可见性，并试图谈论它们没有提供完整的区块链功能的事实。当你听到关于压缩的讨论时，听他们是否说他们在更有效地编码链上的内容（Arbitrum这样做，将在我们的Nitro版本做得更好)？还是他们说链上的历史记录永远不会可用，除非集中数据提供商以后愿意和你分享？

回想一下，ZK证明只证明证明人知道有效的链。证明没有告诉你链是什么，即使你有足够的数据来验证，你也可能没有足够的数据来重建链的历史。

例如，假设Alice连续向Bob提交 1 ETH的交易，Bob连续向Charlie提交 1 ETH交易。后来，你证实爱丽丝比以前少了一个ETH的证明，Bob余额没有改变，Charlie比以前多1个ETH。

但是发生了什么事？爱丽丝付给鲍勃了吗？Bob付钱给Charlie是吗？也许爱丽丝直接付钱给查理。也许爱丽丝烧了一个ETH，Charlie是别人付的。也许戴安娜是中介，不是鲍勃。Bob希望区块链能找到证据，但有些ZK Rollup 无法提供链式可见性，他无法区分。

许多智能合同应用程序不仅需要偶尔了解一个检查站。他们需要知道链上发生了什么，以及如何达到最终状态。ZK Rollups有时吹嘘比Optimistic Rollups有更好的压缩ZK提供商表示他们“不需要”发布链上历史记录，他们真正说的是，他们不能保证链可见性。放弃链式可见性保证不是我们愿意做出的妥协。

结论：Optimistic Rollup该系统以最低本提供无条件信任的可见性。

Optimistic Rollup与ZK：无条件信任，及时结束

考虑 Rollup 的一个关键要求是它是否提供了无条件的信任和及时的最终结果。简而言之，这意味着在你提交交易后，你应该迅速、确定地知道你和其他人的结果，没有人应该改变或取消它。

我们认为，实现及时结束的最好方法是将交易顺序与其执行分开。排序生成最终拟议的事务顺序，并尝试执行该顺序中的事务。如果事务的执行是确定的，就像仲裁一样，那么完成事务的顺序就足以最终确定结果，因为结果是事务顺序的确定函数。如果每个人都知道交易顺序，那么每个人都可以很容易地确定结果。

最终确定序列需要发布序列L1链中包含足够的信息，让任何人都能自己交易，无条件信任地了解结果。理想的 Rollup 尽可能频繁地发布序列交易数据L1链。

在Optimistic Rollup发布在系统中L事实上，1链的开销最小，Arbitrum通常每隔1分钟左右向L1链发布序列化的交易数据，为用户提供快速的最终结果，并保证没有人可以撤销他们的交易。大约每小时都会做出新的Optimistic Rollup结果断言，但由于序列已经完成，执行是确定的，最终结果不会减慢。

原则上，ZK该系统可以类似的方式运行；交易顺序(可以经常发布)L1)与稍后的验证分开，偶尔会提供有效性证明。然而，以这种方式运行ZK Rollup 要求基本和Optimistic Rollup发布到系统发布的数据L1链；上面讨论的(所谓)压缩技术是不可用的。为了使这些压缩技术发挥作用，每次发布一批L2交易时，在同一笔L一系列交易必须实时验证L交易的有效性。

因此，寻求使用吹捧的压缩技术ZK Rollup 有两种选择：

1) 每分钟左右发布序列交易和执行证明:这保留了速度，但需要每分钟在链外生成ZK-Proof并在L1链上验证。根据实施情况在链上发布ZK估计证书的成本在50万到500万之间gas之间。

2) 每小时发布顺序交易和证明：这使ZK检查成本合理，但最终时间延长到一小时。在用户方向ZK用户甚至不能保证他们的交易将被包括在内，只能信任运营商的消息，直到运营商在链上提交交易并发布几个小时。

假如我们正在建造ZK在系统中，我们会发现这两个选项是不可接受的——第一个太贵了，第二个没有提供及时的最终结果。此，我们最终会使用它Optimistic Rollup相同版本的序列器，并在ZK版本的Arbitrum基本相同的数据在中线发布。

假如你听到有人吹嘘ZK请小心将数小时的数据压缩到一个时间节点。如果他们只在很长一段时间结束时发布一个数据点，这意味着他们在此期间没有提供结束。

结论：迫使实际考虑Optimistic Rollup和ZK系统以同样的方式及时处理结束。

Optimistic Rollup与ZK：无条件信任的活力

无条件信任的活力意味着任何人都可以迫使系统取得进展。(无条件信任的安全属性保证了这一进展是正确的。

优化的 Rollup 允许任何节点声明正确执行。索赔只需在节点执行链上进行交易，然后存入股份，该股份可在协议确认索赔后退还。

在ZK在系统中，进度要求任何节点都能创建和发布推进链状态ZK其中一个证这必须使用任何人都可以随时使用的硬件和软件。因此，它不能要求建造或购买特殊用途的硬件或大规模并行计算。必须在普通设备上建造合适的设备ZK证明方式。不提供此服务ZK供应商，或未为其系统发布代码，不提供无条件的信任进展，系统没有活力保证。他们的系统是集中的，因为只有拥有特殊设备的各方才能迫使进步。（目前还不清楚领先地位ZK Rollup 提供商是否能证明对普通用户可行？

结论：在一个Optimistic Rollup在系统中，更容易有无条件的信任进步。

ZK vs.Optimistic Rollup：桥接

ZK Rollup 与以太坊的桥梁确实是一个优势领域。Optimistic Rollup系统预计将资金从 Rollup 到L1将推迟一周ZK Rollup 允许在ZK证明发布到L1后立即架起。在实践中，因为Optimistic Rollup用户可以使用快速桥接服务L用低延迟取代资金L1基金。ZK主要优点是用户可以避免支付桥接服务收取的小额费用(这些服务在价格上相互竞争)。这不仅仅是理论上的:今天有很多实时快速的桥接服务可以提供Arbitrum即时提款。

重要的是，ZK Rollups桥接优势相当狭窄:只适合从L2到以太坊的桥接。以前(2019年左右)，很多人都认为Rollups实时提供一两个dapp慢慢推出。在这样的世界里，Rollup用户会不断发现自己在L1和L来回切换。但这不是我们所处的世界。Arbitrum拥有蓬勃发展的生态系统，数百个dApp遍布Defi很多用户都在跟随每个角落Arbitrum建造桥梁，并在那里停留很长时间。此外，由于用户跳过多个链，他们不仅去以太坊。他们还使用其他的L对于这种直接桥接，1和侧链，ZK Rollups没有比Optimistic Rollups的优势。

结论：ZK系统在与L1.桥接略有优势，但由于快速桥接和多链使用模式，在实践中很大程度上被消解。

总结

将Optimistic Rollup和ZK与系统相比，我们认为Optimistic Rollup系统显然是赢家。Optimistic便宜多了，和EVM与现有工具完全兼容，实践中唯一真正的缺点是，如果没有快速桥接服务，L桥接速度会更慢。ZK其他假设优势需要牺牲链的可见性或快速性，我们认为这不是用户想要的权衡。

这些都不太可能改变。ZK证明与EVM合同执行的兼容性仍将比较Optimistic Rollup实施要贵得多，保证进度、链式可见性和分散性的要求也会保持不变。虽然情况发生了变化，但我们总是愿意这样做Arbitrum切换到基于ZK但我们认为他们不会。

最后，我们仔细总结。人们倾向于将军Arbitrum今天提供的内容与ZK比较系统所表示的未来提供的内容。但这种比较毫无意义，因为如果我们比较今天，比如Arbitrum这样的 Optimistic Rollup 是唯一支持一般智能合同开放部署的系统。或者，如果我们比较未来的系统，那么我们应该比较未来Arbitrum和未来的ZK系统。我们在不断改进Arbitrum——例如，我们即将发布Nitro版本包括降低成本，更好地优化链上数据的无损压缩。我们正在不懈努力改进Arbitrum，并将成本降至理论极限。正如我们在这篇文章中表明的那样，我们认为，当考虑当今存在的系统及其各自的理论限制时，Optimistic Rollup显然是赢家。