今日推荐 | LK Venture:RaaS概览、生态及未来展望,Rollup Summer或将到来?

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RaaS的发展,实际最大的受益方是应用链。

原文来源:LK Venture

原文作者:CynicLeo

TL;DR

区块链中存在着一个不可能三角,即安全、去中心化与可扩展性无法同时实现。Bitcoin与Ethereum选择了前两者,而对后者的支持不足,短时间的大量交易会导致网络拥塞与高昂的交易费用。

Bitcoin生态最先提出扩容的概念,希望在Bitcoin之上构建一个虚拟的第二层用于处理交易,而主链用于结算。Ethereum先后尝试使用State Channel, Sidechain, Plasma来实现扩容,但结果都不尽如人意。2018年9月5日,Barry Hat在Github提出了Rollup的概念。最终Rollup技术赢得了社区的认可,Ethereum Foundation将其称之为唯一的Layer2技术。

五年弹指一挥间,市场关注度最高的以太坊Rollup都在近期频繁传出RaaS(Rollup as a Service)的新动向,我们会不会在不久后迎来属于Rollup的是summer?本文从RaaS的概况、生态和未来发展分析,希望由点到线,由线到面,窥见一斑。

RaaS概况

关于Rollup的技术分析,Rollup的实现较为复杂,对于专业技能与开发能力的要求较高,发链的高门槛显然与区块链无许可的理念背道而驰。

Rollup-as-a-Service (RaaS)将Rollup打包为一项服务,为企业、组织以及个人提供更加友好、简便的Rollup部署体验。类似Cosmos SDK与Polkadot Substrate。

对于Layer1发链所做的那样,RaaS为Rollup提供了通用的SDK,通过简单的配置就可以实现自主的Rollup开发部署,可定制化的特点维护了项目的主权性。部分RaaS项目甚至提供了无代码的一键发链功能,让用户不需要具备编程能力也能够部署自己的Rollup。

Rollup是高度模块化的,排序器(Sequencer)以及证明生成器(Prover)都可以进行单独的迭代升级。在RaaS中,有项目专攻排序器与证明生成器的设计与开发,能够为所有Rollup提供服务。

RaaS能够带来以下改变:

1.更便宜、高效且同等安全的应用链:Rollup将昂贵的计算过程移到链下处理,使得交易更加便宜且高效;以底层公链作为DA层,由智能合约验证证明,能够获得与底层公链相同的安全性。

2.创新想法的试验场:Rollup使用和底层公链相同的虚拟机环境,但是价格上更加低廉,可以作为底层链的battle test环境,将社区的提案在Rollup上经过足够的测试后,再迁移至底层公链。

3.更高的互操作性:使用同一套RaaS服务的Rollup,由于技术架构相同,所以容易定义出一套消息规则,无需通过桥接进行跨链,而是直接在各Rollup间进行消息传递,获取彼此间的高互操作性。

 RaaS生态

广义而言,所有对发行Rollup有贡献的项目都属于RaaS生态。本文根据模块化原则,自底向上,将RaaS生态分为了DA(数据可用性)、SDK(软件开发工具包)、Sequencer(排序器)、No-Code(无代码部署)四个层级。

其中部分项目提供了多个层级的服务,将在第一次出现时综合论述,在下文不再重复说明。

Cosmos

 2.1 DA(数据可用性)

理论上,任何公链都可以作为DA层存储Rollup的交易数据,然而,如果没有一个稳定、正确运行的DA层,Rollup将无法验证状态转换的可靠性。

对Rollup而言,有两种选择。一种是Smart Contract Rollup,也是当前大多数Rollup选择的模式,实际依赖底层公链的结算与数据可用性;另一种是Sovereignty Rollup,将数据可用性与结算分离,只依赖底层公链的数据可用性,自己处理结算部分。

前者的代表通常会选择EVM兼容、Cosmos兼容链或是Solana等具备完整功能的公链;后者的需求衍生出了专攻数据可用性的项目,包括Celestia、EigenLayer、Avail等。

Celestia

Celestia是使用Cosmos SDK构建的PoS链,使用修改的Tendermint共识算法,使用RS码进行区块数据的编码。利用数据可用性采样技术,Celestia进一步降低了轻节点的验证成本,轻节点只需要下载部分区块数据即可验证数据可用性。

此外,对于区块是否被正确编码的检测,Celestia使用Optimism机制,即先乐观相信其被正确编码,如果一段时间未收到欺诈证明,则确定该区块已被正确编码。Optimism机制提高了运行时的效率,但是增加了部分延迟。

Avail

Avail是Polygon Labs扶持的项目,所用共识算法为BABE+GRANDPA,同样使用了数据可用性采样技术。与Celestia不同的是,Avail使用有效性证明来验证区块被正确编码,采用的是比Merkel Proof更高效的KZG证明。

EigenLayer

EigenLayer本身是作为重质押的解决方案,旨在利用以太坊质押的流动性来为项目提供经济层面的安全保障。有了EigenLayer,新的协议不需要构建自己的分布式验证网络,只需要通过EigenLayer利用ETH重质押的安全性。EigenLayer能够出色地应用在轻量级、无许可、去中心化场景,在以太坊扩容的叙事之下,最佳的用例就在RaaS中。

由于DA不进行交易的计算,仅对交易数据进行编码与承诺,所以对节点的要求较低。由于采用PoS算法,所以质押流动性是区块链安全性、可用性的直接体现,这也正是EigenLayer大展身手的机会。

EigenLayer作为Ethereum上的智能合约存在,使用KZG有效性证明进行区块正确编码的校验,然而当前EigenLayer还未采用数据可用性抽样技术,这可能与Ethereum下一阶段的升级计划有关。

 2.2 Sequencer(排序器)

排序器的工作是将接收到的用户交易进行排序,后续的执行与出块都将按照这个顺序进行。在以太坊的架构中,由于排序与执行是由同一个实体进行处理,导致验证者的权力过大,存在MEV、审查等现象,极大影响了用户体验。

将排序与执行分离,是PBS(Propose Builder Separation)提议构建分离思想的一种体现。然而,当前的Rollup架构仍然广泛依赖于中心化的排序器来决定交易顺序,存在着单点故障与审查风险,继续一套去中心化的解决方案。

Astria

Astra提供了一个共享排序器的解决方案。来自不同Rollup的用户交易会被收集至Astria排序器。对于Rollup节点而言,可以直接从Astria获取数据,以更低的延迟获得软确认;也可以等待Astria将数据提交至DA层后从DA层获取,获得最强的最终性确认。

由于Astria所提交的数据包含多个Rollup的交易,对每个Rollup而言,需要根据共识机制剔除无效的交易(包括来自其他Rollup的),再进行处理。Astria只提供数据,将共识的选择交给Rollup节点,保障了Rollup的主权性。

OP Stack

OP Stack的默认配置是使用单个的专用排序器处理交易排序,对此的一个简单修改是使用有许可的排序器集合,可以通过PoS机制来降低排序器节点作恶的可能。

在OP Stack引入超级链(Superchain)概念后,共享排序器就成为了一个必然的选择。共享排序器带来了原子跨链功能,提高了Superchain之间的互操作性。

Espresso

Espresso希望利用以太坊质押者的流动性,通过重质押来获得共享安全性。Espresso集成了排序器与DA,通过REST API为Rollups提供排序结果,屏蔽了DA的细节,共识的安全性由位于L1上的智能合约进行验证,提供了更强的可靠性。

Saga

Saga最初是作为Cosmos Hub类似的角色,用自身的一组验证器为在Saga上使用Cosmos SDK的应用链提供共享安全。

在Rollup的火热浪潮下,Saga与Celestia合作,利用Celestia作为DA,Saga则是将自己的验证器转换为排序器,,利用Optimistic Rollup IBC与上层Rollup交换信息,提供共享安全性。

SUAVE

与其他排序器不同,SUAVE始终瞄准的是MEV市场。Flashbots是MEV赛道的绝对龙头,SUAVE是其瞄准跨链MEV捕获所提出的产品,声称“The Future of MEV is SUAVE.”通过SUAVE所提供的共享排序器,原子的跨链交易成为可能,有助于提升不同链上资本市场的有效性。

EigenLayer

前面提到了EigenLayer在DA层面的用例,排序器的去中心化同样是EigenLayer的拿手好戏。

由于排序器仅负责排序不负责执行,对节点的要求很低,去中心化的关键就在于通过罚没机制降低节点作恶的可能性,EigenLayer提供能够提供深度质押池,利用Ethereum的去中心化培育Rollup排序器的去中心化。

 2.3 SDK(软件开发套件)

类似于Cosmos SDK,RaaS所提供的SDK让开发者能够复用大量软件模块,并以最低成本对所需的Rollup进行定制化,降低了开发难度。

Rollkit(Optimism)

Rollkit最初为Celestia社区孵化,现在已经成为独立项目。Rollkit使用Celstia作为DA层,向上提供ABCI兼容的客户端接口,为所有与ABCI兼容的Rollup提供服务(Cosmos链)。

现阶段,Rollkit使用单个中心化排序器,支持Cosmos SDK、Ethermint与CosmWasm的集成,用户可以选择自己想要的执行环境。未来,Rollkit将继续开发,以支持更多的配置服务。

Dymension(Optimisim)

Dymension将服务分为前后端,前端是支持自定义的RollApps,由Dymension RDK提供支持(修改的Cosmos SDK),后端Dymension Hub协调整个系统,处理DA与排序。

Dymension使用Optimism机制,Dymension Hub先乐观接受排序器传来的状态更新,如果接收到有效的欺诈证明,则回滚状态修改。RollApps能够实现平均0.2秒的延迟与最高20, 000的TPS。

Dymension采用弹性出块方案,当区块中没有交易时,会停止出块,这显著降低了排序器的运营成本。

现阶段Dymension产品尚在开发中,已经支持了EVM的执行层,对于DA层没有明确的选择。

Sovereign(ZK)

Soverign SDK提供的是zk-Rollup as a Service,提供了搭建区块链的通用模块以及一个屏蔽底层零知识证明细节的zkVM,让开发者能够用Rust编写程序,SDK可以将其编译为高效的zk友好形式。

就像项目名称所标明的那样,Sovereign SDK强调主权,Rollup通过自定义的共识规则来确定状态转换的合法性,而不需要DA层的验证。

当前,Sovereign SDK在DA层已经适配了Celestia和Avail,支持Risc0的zkVM,可以实现Rollup的部署与演示。

Stackr(Unknown)

Stackr提出了一种更为激进的创新,想要将传统互联网中的微服务架构迁移至区块链中,提出micro-rollup的概念。

常规rollup与micro-rollup的关系,就像虚拟机与容器的关系。使用Stackr SDK,开发者只需要定义所需的数据结构与状态转移函数,其余事情交给Stackr处理。

Stackr支持多种执行环境,例如EVM, Solana VM, FuelVM等,用户可以自行选择希望使用的环境。

AltLayer(Optimism)

AltLayer作为去中心化与弹性的RaaS,提供了一个面向开发者的SDK与无需代码经验的No-Code Dashboard,能够实现一键发链。

AltLayer提供了独特的弹性Rollup,称之为Flash Layer。在应用需求激增的时候,可以快速部署一条Rollup链,当需求回归正常,在L1上进行结算,废弃该Rollup,实现了互联网体系中常见的横向扩容。

AltLayer的目标是支持多链、多执行环境,当前已经实现了对EVM与WASM的支持。

OP Stack(Optimism)

OP Stack是为支持Optimism Superchain而构建的,这是一个拟议的由L2网络共享安全性、通信层和共同开发堆栈的网络。Bedrock升级后,使用OP Stack创建的Rollup将原生与Superchain兼容。当然,也可以对OP Stack的组件进行修改,以获得的定制化特性,base与opBNB等都是基于OP Stack进行开发的Rollup。

OP Stack的安全性与可用性,已经经过OP Mainnet,base等链的充分检验,但当前仍然存在缺乏欺诈证明、排序器中心化等问题,OP Stack正在探索新的出路,例如采用更廉价的DA层、使用ZK Proof、共享排序器等。

Arbitrum Orbit(Optimism)

6月22日,Offchain Labs发布了用于发行Arbitrum Orbit Chain的工具。Orbit Chain是在Arbitrum Layer2之上的Layer3,可以选择利用Arbitrum One, Arbitrum Nova, Arbitrum Goerli在内的三条Layer2之一进行结算。用户可以自己选择使用Rollup或Anytrust技术,其区别在于Anytrust使用DAC而不用将交易数据提交至链上,价格更低廉,但是安全性稍弱。Orbit Chain的优势在于其简单的发链流程、与Arbitrum生态的互操作性、Nitro的即时更新以及Stylus提供的EVM+兼容性(支持Rust, C, C++编写,运行在WASM虚拟机)。用户可以无需可地定制化发行任何Orbit Chain,但是必须在Arbitrum Layer2上结算,否则需要联系Offchain Labs或者Arbitrum DAO获得授权。

ZK Stack(ZK)

6月26日,zkSync发布文章,宣称将在未来几周内对现有的开源代码进行修改,推出ZK Stack,让用户能够使用其定制化构建自己的ZK超级链。与Arbitrum的Orbit Chain不同, ZK Stack强调主权与互操作性,用户根据需求进行完全的定制化,使用ZK Stack构建的链可以实现无桥的互操作性。ZK Stack既能够用于构建Layer2也能够构建Layer3,官方并未对其进行限制,没有要求必须在zkSync上结算。从这点来看,ZK Stack提供的主权似乎更强。

Starknet Stack/Madara(ZK)

Madara最初的定位是Starknet上的排序器,借助技术积累,成功在原产品的基础上开发了Starknet Stack,帮助构建Starknet上的应用链Rollup。由Ethereum作为DA层,借助Starknet的共享证明器,在Starknet上进行结算。从可用性的角度上来看,Madara已经在PragmaOracle hackathon中帮助团队在24小时内实现了应用链Rollup的发行,并且给出了视频演示,相比zkSync团队的ZK Stack,完成度要更高。

 2.4 No-Code(无代码部署)

无代码部署是门槛更低的一种解决方案,为非开发者提供了一键发链的选项,有望进一步提高采用度。

Caldera(Optimism)

Calera Chain是一个全链路定制化的一键发链方案。在执行层,支持OP Stack与Arbitrum Orbit,结算层可以选取Polygon、BSC、Evmos等EVM兼容链,DA层由EigenLayer与Celestia提供支持。

除了Rollup链本身,Caldera还提供了配套的一系列基础设施,如区块链浏览器、测试网水龙头、预言机、Hyperlane支持的桥接等,进一步降低发链成本。

Eclipse(Optimism+ZK)

Eclipse的可定制化能力很高,在执行层支持EVM与SolanaVM,在DA层接入了Celestia、Avail、EigenLayer,结算层提供了Optimistic结算,并且正在开发支持ZK结算的RISC0 zkVM。

用户还可以根据需要,选择链的准入性(许可/无许可)、Gas token以及是否收取Gas Fee、是否允许MEV、特定的Opcode、区块大小等,赋予了很高的灵活性。

Opside(ZK)

Opside最大的特点在于其构建了一个去中心化的ZKP市场。本来想将Prover单独作为一层来叙述,由于项目数量较少放弃了。零知识证明ZKP对于算力的要求较高,在zkRollup市场份额逐渐增加的背景下,ZKP的去中心化是未来发展的大方向。

Opside采用无许可的PoW共识机制,吸引矿工来生成ZKP,维护zkRollup的安全性与可用性,而无需发链者考虑证明的生成问题。在验证者层面,采用PoS机制,降低参与门槛,促进验证者的中心化。

Opside提供定制化服务,用户可以在zkSync、Starknet、Polygon zkEVM等zkEVM中进行选择,也可以修改经济模型,调整Gas费用。

RaaS的未来发展

更多ZK

zkRollup与Optimistic Rollup相比,从经济学保障安全性升级为密码学保障安全性,安全程度更高;不再需要等待长时间的挑战器,确认延迟更低;对数据的压缩程度更高,DA更便宜。

尽管Optimism方案由于其技术成熟度高,在产品发布上借助早期优势占据了很高的市场份额,但是ZK作为一种革命性的技术,将会在未来扮演更加重要的作用。Vitalik在黑山演讲上将ZK技术与区块链技术放在了同等重要的位置,也侧面反映了ZK的重要性。

随着技术的不断完善,更多的zk-Rollup as a Service项目将进入大众视野,为用户提供更多的选择。

更多非Ethereum

时至今日,以太坊生态在整个区块链行业中仍然占据绝对的主导地位。尽管其他社区不断迭代创新,但是仍然无法动摇以太坊生态的宝座。

在RaaS中,事情好像发生了一些变化。以太坊上数据存储的低容量与高价格,人们可以选择Celestia、Avail或是Polygon这类更便宜的DA层;以太坊是非模块化的,进行修改非常复杂,人们可以选择高度模块化的Cosmos SKD;EVM的执行效率低,人们可以选择效率更高的Solana VM、Move VM、CairoVM。

一枝独放不是春,百花齐放春满园。非以太坊生态的各类解决方案将在RaaS中绽放新的活力。

更多模块化

模块化的作用可以分为两点,一是各模块可以单独快速迭代,提高开发效率;二是模块化可以极大降低定制化的复杂度。

在当前的市场环境下,想要再独立开发一个一站式的解决方案几乎没有可能,整体的创新速度永远赶不上小模块的快速迭代。对于定制化的极致要求会导致模块划分的进一步细化,如果自身不进行模块化,最后就会被其他项目进行拆分,像OP Stack与Arbitrum Orbit被Caldera分离出执行层。

更多定制化

当扩容技术逐渐成熟,交易的费用越来越低,基础设施完善了,人们才反应过来,“傻瓜,关键在应用”。每个应用都有其特定的运行规则与模式,单一的解决方案无法适应复杂的应用生态,所以我们需要更多的定制化。

从区块大小到数据结构、从交易费用到交易延迟、从准入机制到安全假设、从合约引擎到代币赋能,未来Rollup的定制化程度将逐步升级,为应用程序提供更灵活的解决方案。

更多互操作性

前面提到过,以太坊生态占据区块链生态的主导地位,其实与其锁定的巨额流动性有很大关系。在加密市场中,由于每条链是独立存在的,流动性无法同时存在于两条链中,Rollup的数量增加,会导致流动性的进一步瓜分,流动性成为了很严重的问题。

更强的互操作性可以降低跨链的摩擦,让流动性更顺畅在地不同链间往返,甚至可以称之为共享流动性。与Cosmos所倡导的思想一致,OP Stack、Arbitrun Orbit、ZK Stack、Starknet Stack等项目都试图构建庞大的应用链生态,使用同一个技术堆栈构建的Rollup,由于其技术架构相同,所以可以获得原生的互操作性,而不需要构建跨链桥。

更多重质押

目前RaaS中的很多服务都采用PoS的模式,利用经济惩罚来增加作恶成本,提高安全性。但是经济学上的安全性需要深度的质押资产作为保障,导致资本利用率低,并且增大了服务提供方的启动成本。

重质押会是一个很好的解决方案,利用以太坊共识质押的庞大资金池,通过重质押为其他服务提供共享安全性的同时,为质押者增加了收入,提高了资本利用率。目前EigenLayer和Espresso都在进行相关的工作,可以预见未来有更多的服务由重质押来保障经济学上的安全性。

综上,RaaS的发展,实际最大的受益方是应用链。Cosmos、Polkadot在早年间提出的应用链概念,能否老树发新芽,在RaaS生态实现爆发?我们也拭目以待。

也许,只有应用层的创新,才能够驱动RaaS生态的大爆发。毕竟,再好的公路,也得有车在上面跑,才能算做是好的基础设施。

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