除了Fraxchain,还有哪些项目在尝试Hybrid Rollup?

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OP+ZK的Rollup技术听上去似乎很遥远,但实际上已经有不少加密协议和项目在这个领域进行了尝试。

原文作者:0xFacai、Jaleel

原文来源:BlockBeats

6 月 16 日,混合算法稳定币协议 Frax Finance 宣布推出名为 Fraxchain 的以太坊 Layer2 网络,所有 Frax 资产都将在 Fraxchain 上得到原生支持。据悉,Fraxchain 将采用了混合了 OP Rollups 和 ZK Rollup 的 Hybrid rollup 扩容方案,旨在实现更好的可扩展性、更快的最终确定性并增强针对竞争对手的安全性,引起加密社区不少的关注。

实际上,这种融合 Rollup 思路并非什么新鲜事,早在 2022 年 7 月,Optimism 核心开发者 Kelvin Fichter 开发 Optimism Bedrock 架构,就曾经发推提出过这种混合思路,称「Optimistic Rollup 目前相比 ZK 同类产品具有优势,而 Bedrock 旨在使 Optimistic 和 ZK 之间的无缝过渡成为可能」,并基于此话题和太坊联合创始人 Vitalik Buterin 进行了讨论。

就着 Kelvin Fichter 的思路,以太坊联合创始人 Vitalik Buterin 也发表了自己的看法:将 Optimistic Rollups 与 ZK Rollups 结合起来,治理仅用于解决两者之间的 Bug,其流程是:1)发布区块,2)等待 24 小时时长的欺诈挑战期;3(a)如果没有挑战,则发布 ZK SNARK,最终确认;3(b)如果出现了挑战,根据(挑战游戏、ZK SNARK 以及治理)的 3 个选项中的 2 个做出决定。

Fraxchain

随着越来越多的加入二层扩容竞争,这种 Rollup 融合型扩容思路越来越多地得以应用,除了 Optimism,市面上还有多个团队开始研究和尝试 Hybrid Rollups。什么是 Hybrid Rollups?为什么要选择 Hybrid Rollups?有哪些团队在这个领域做开发?BlockBeats 在此文中进行了解析和整理。

什么是 Hybrid Rollup?

Hybrid Rollup 是一种混合思路的 Rollup,通过结合 Optimistic Rollups 与 ZK Rollup 两种技术,最大限度地优化产品功能,从而找到产品和市场的最佳契合点 PMF(Product-Market Fit),也就是做到产品-市场匹配。

要弄清楚 Hybrid Rollup 是什么,首先需要先理解 Optimistic Rollup 和 ZK Rollup 分别是什么。

首先,Rollup 是一种以太坊扩展方案之一,它将以太坊主网(即 Layer1)上交易的计算和存储转移至 Layer2 处理并压缩,再将压缩后的数据上传至以太坊主网以拓展以太坊性能。

本质上,用户不是将交易发送到 L1 的矿工那里,而是将其交易发送到 Rollup 服务器,在以太坊主链之外执行交易。不过,这些 Rollup 会将交易数据发布到以太坊主链。当将交易发布到主链时,它们将继承 L1 的安全属性。 Rollup 通常具有可编程性,因此需要支持智能合约(SC)语言,以便开发者开发 DApp。然而,由于 Privacy 与 EVM(以太坊虚拟机)不兼容,因此 Solidity 并不能直接用于开发隐私类型的 DApp。这需要一种定制化的智能合约语言,以支持公共合约和私有的合约编写。当然,由于需要维护不同类型的状态树,这需要进行 VM 模块适配。

Rollup 通常在第二层运行,同时具有在第三层运行的灵活性。

按照确保压缩数据的有效性(即数据正确)的不同方案,Rollup 又可分为 ZK Rollup 和 Optimistic Rollup。

ZK Rollup 是一种采用零知识证明的 Rollup 方案,ZK 是 zero knowledge(零知识)的缩写。和其他 Rollup 的不同之处在于,ZK Rollup 采用 zkSNARK 算法(一种零知识证明算法)来压缩数据和确保安全性。

Optimistic Rollup 字面理解是乐观主义的 Rollup,它乐观地默认被同步到 Layer1 上的数据是正确的,如果谁认为被同步的数据不正确(即存在欺诈行为),可在挑战期发出挑战。因此这种证明方式也叫欺诈性证明,以此保证最后同步到 Layer1 的数据是有效的。

Hybrid 则是混合了两种 Rollup 的方案,支持更多的合约类型,包括公共、私有和混合合约类型,对于开发者来说,可基于自身需求自由选择合约类型,对于用户来说,也具有较高的自由度,可以在混合合约中自由选择交易类型。

下面的图表简单地描绘了 Hybrid 混合 Rollup 的定位和功能。目前,已知有多个项目致力于在这个方向上进行构建。尽管每个项目的技术细节有所不同,但他们都有一个共同的愿景:为区块链行业带来更多的可能性、更高的安全性能、更多的现实世界场景和更多的日常用户。

Fraxchain

哪些团队在尝试 Hybrid Rollup?

OP+ZK 的 Rollup 技术听上去似乎离我们还很遥远,但实际上已经有不少知名加密协议和项目在这个领域进行了尝试。除了近期刚刚宣布 L2 网络 Fraxchain 的 Frax Finance,还有很多一流团队也做出了自己的产品。BlockBeats 对这些协议和项目进行了简要梳理。

Frax Finance

此前报道,据 The Block 消息,6 月 16 日,混合算法稳定币协议 Frax Finance 宣布将推出名为 Fraxchain 的以太坊 Layer2 网络,该网络将致力于创建一个智能合约平台,重点关注去中心化金融领域,所有 Frax 资产都将在 Fraxchain 上得到原生支持。Frax Finance 联合创始人 Sam Kazemian 透露,Fraxchain 很可能在今年年底推出。

此外,Frax Finance 创始人 Sam Kazemian 近日参加播客节目「Flywheel DeFi」时透露,和大部分市面上的二层扩容方案不同,Fraxchain 将采用混合了OP Rollups 和 ZK Rollup 的 Hybrid rollup 扩容方案,这意味着 Fraxchain 将建立在 Optimistic rollup 架构之上,并集成了零知识证明,旨在实现更好的可扩展性、更快的最终确定性并增强针对竞争对手的安全性。

值得注意的是,该网络将使用 Frax 稳定币和 Frax Ether(Frax 流动质押衍生品)来支付交易费用。该二层网络中产生的部分费用将被销毁或重定向回以太坊主网,以分配给 FXS 治理代币的持有者。

Metis

此前报道,今年 3 月 3 日,专注于 L2 建设的 MetisDAO 在博文中表示,以太坊 Layer 2 网络 Metis 正在开发基于 Optimistic Rollup(OPR)与零知识证明(ZKP)结合的混合 Rollup,将 Optimistic Rollups 的可扩展性与 ZK Rollup 的安全性相结合。同时,Metis 表示将把开发这种新架构作为其首要任务之一,并将会开源该技术。

在 Metis Andromeda 发布的 2023 路线图中,Hybrid Rollup 占据了很大一块篇幅,足以证明 Metis 对其的重视程度。

Fraxchain

Metis 网络中 Hybrid Rollup 的工作流程

Aztec

此前报道,5 月 4 日,Aztec 宣布将推出一个公开和隐私混合型 zkRollup 网络,该网络将继续沿用 Aztec 的名字,其特点为可以在一种环境内执行公共和隐私的智能合约,这将有助于扩展开发者在该链上的设计选择。

Aztec 允许以公开和隐私的方式执行智能合约逻辑,同时仍然继承以太坊的安全优势。在 Aztec 上,隐私是一种可选性,而非默认要求。其目标是扩展以太坊,即在所有数据保持公开的同时,具有隐私函数调用、交易隐私和用户匿名性的功能。这允许用户保护敏感信息不被泄漏,同时仍然能够在必要时与相关机构共享这些信息以实现合规目的。 Aztec 还表示,团队目前正在完成基本合约部署,预计将在 2023 年第三季度之前建立本地测试网,而用户有望在 2024 年初之前访问成熟的公共测试网。

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Polygon

去年 5 月,Polygon 和全球专业服务和技术公司安永 (EY,Ernest & Young) 建立合作关系,并发布 Nightfall 3.0 版本。Polygon Nightfall 本质上是一个利用 zk 加密保护隐私的 Optimistic Rollup,最突出的特点是有效地将 Optimistic Rollup 的主干概念与 ZK-Rollups 中常用的零知识 (ZK) 密码学相结合,从而实现了可扩展性和隐私性的融合。

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事实上,早在 2019 年,安永就公布了 Nightfall 的初始版本,和其他 zk 解决方案最不同的一点是,Nightfall 是以隐私为重点的 rollup,安永将其定位为「以太坊上最突出的隐私解决方案之一」。具体来说,就是 Nightfall 上每笔交易都包含隐私,意味着如果 Alice 向 Bob 发送一笔资产,其他人将无法看到该资产是什么、包含了多少价值或它去了哪里。

之所以更注重交易的隐私性,是因为安永瞄准的客户是企业。最开始,Nightfall 试图直接在以太坊上构建第一个企业级区块链,但最后发现,在以太坊主网拥有隐私过于昂贵,于是转了 L2 并最终选择和 Polygon 合作。

Mina

轻量级区块链协议 Mina 开发团队 O(1) Labs 已向 Optimism(已更名为 OP Mainnet)提交提案,建议将旗下基于 MIPS zkVM 构建的零知识证明技术应用于 OP Stack 欺诈证明,其中 MIPS 功能除了本地高性能的 snarkyJS 外,还允许使用通用语言编写应用程序。

此外,Optimism 已于北京时间 6 月 7 日凌晨 2 点 50 分完成主网 Bedrock 升级,升级后不仅可降低交易费用、缩短系统延迟、提高节点性能等方面进行升级。此外,也让 Optimistic 和 ZK 之间的无缝衔接成为可能。

为什么要选择 Hybrid Rollups?

采用「Optimistic +ZK Rollups」这种混合型架构,可最大化程度地优化两者优势,这意味着,不仅可保留 Optimistic Rollup 架构,EVM 兼容,而且通用性零知识证明可最大化增强安全性,其有效性证可明确保链下交易的正确性,同时,防止操作者执行无效的状态转换。

ZK Rollup 可提高吞吐量,这是因为零知识证明消除了对额外数据的需求,每笔交易仅保留所需的最低限度。这大大增加了吞吐量,降低以太坊拥堵。

此外,ZK Rollup 还带来了额外的好处,即提升交易速度和更快得获得最终确定性。

通过对 Optimistic Rollup 架构实施零知识证明,交易最终确定时间将从 7 天减少到大约 4 小时。通常存在两种类型的时间,分别是确认时间和最终确定时间。Optimistic Rollup 提供更快的确认时间,然而,Optimistic Rollup 成立的前提假设是所有交易一开始都是有效的,因此需要 7 天的缓冲期,也就是说,需要确认交易 7 天后才能实现完全的交易最终确定,这 7 天的窗口期是留给验证者提交欺诈证明的(如果有需求的话)。结合零知识证明,只要证明者生成证明并且验证者进行批准,就可更快地确认交易的有效性。

无需延迟即可从 L2 提取资金,这也意味着融合型 Rollup 将会为用户带来更高的资本效率。

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