以太坊扩容在社区中的讨论如火如荼，多个解决方案正在加紧开发，并有望在今年全部上线主网。在整个以太坊Layer2方案爆发的前夕，imToken联合ETHPlanet、EthFans、ECN、上海前沿技术研讨会和HiBlock等多家优秀的以太坊生态社区与公司，共同策划一场以太坊扩容主题系列活动。
4月23日举办了第一场活动：Rollup-以太坊L2扩容新范式杭州线下Meetup。
以下是本次imToken首席科学家Chang-Wu的分享：「Rollup未来在以太坊的角色」的文字版，由imToken整理。
演讲整理
我先带大家了解一下什么是Rollup，以及Rollup未来与Eth2路线图又是一个什么样的关系。
首先，我们都知道现在以太坊网络的一个block，它的计算单位是gaslimit，每个区块的gaslimit都有上限，目前这个上限值已经被调整为1500万，这1500万就代表每个区块可以包含的计算单元，也就是每个区块里所有交易累计消耗的gaslimit不能超过1500万gas。
举例来说，单纯的ETH转账，每笔的gaslimit是21000。如果一个区块中所有交易都是ETH转账，那么单个区块中最多可包含的交易笔数就是1500w/21000=714笔。同时，目前以太坊出块平均时间是12秒，那么用714除以12，我们就可以知道目前以太坊网络每秒可处理交易数的上限。
中证金融研究院院长：应鼓励引导行业机构运用好区块链等金融科技手段:2020金融街论坛年会中小企业融资分论坛活动周四下午举办，中证金融研究院院长张望军在本次活动上表示，应鼓励引导行业机构运用好大数据、人工智能、区块链等金融科技手段，改进业务流程，创新服务模式和服务场景，进一步降低信息不对称，降低融资成本，提高投融资对接效率，为中小企业提供更多的精准、高效的金融服务。（全景网）[2020/10/22]
最近大家都看到了，现在的网络是非常拥挤的，尤其是在柏林升级前，区块gaslimit只有1200万的时候。但即使是通过升级把gaslimit提升到了1500万，我们仍然看到每个区块几乎都是满的，区块空间利用率接近饱和。
也就是说这时候你想要放入更多的交易其实是很困难的。同时我们也注意到，因为一些DeFi项目的兴起、需求等等，每当市场上有震荡的时候，手续费就会特别昂贵。过去一段时间，我相信大家也注意到在星火矿池维护的实时评估gas的网站上，有时甚至能看到900、1000Gwei这样非常昂贵的手续费的产生。?
所以在这一现状下我们认识到由于DeFi不停增长的需求，导致网络拥挤、每个区块都是饱和的状态、手续费昂贵。即便近期提升了区块的gaslimit，但仍不足以满足链上的交易需求。?
声音 | 中钞区块链技术研究院院长：过去一年区块链在金融领域落地项目分四大类:中钞区块链技术研究院院长张一锋在公开演讲中表示，在过去1年多时间里，区块链在金融领域落地项目比较多：一是凭证类，二是跨境支付，三是多方对账，四是供应链金融。他认为，区块链技术毋庸置疑，有一些独有的技术价值。区块链构建了一种单向的时间轴，可以对事件进行先后排序，这是在多方协作里面中非常重要的技术，可以推动凭证的有序流转。[2018/7/15]
对此，我们越来越需要通过扩容来支撑以太坊网络整体的交易量。这就是我们今天想要和大家介绍的主题-Rollup，中文叫做卷叠。通过引入Rollup技术方案，我们可以将以太坊网络的交易处理能力由当下Eth1上的20TPS提升至4000TPS。?
那么Rollup是什么，以及它在Eth2路线图中又会扮演什么样的角色呢？?
我们都知道Eth2想要通过分片的方法来提升整体的交易量。具体而言，分片是通过将交易发送到不同的Eth2分片去做执行，因为分片本身的设计允许不同的交易在不同分片上平行处理，以此从最底层的协议上进行优化，达到给网络整体扩容的目的。但是呢，我们也都知道，Eth2的阶段0是去年12月份刚上的，上面谈到的分片实际运转起来可能要等到阶段1.5或阶段2。如果没有过渡或者说妥协的方案出来，这中间将是漫长的等待期，而且期间网络将一如既往的拥堵。这也是为什么Rollup二层网络解决方案在近期越来越受到欢迎和普及。??
韩国金融监督院院长崔洪植（音）：支持虚拟货币的正常交易:2月20日，韩国金融监督院院长崔洪植（音）在新年记者座谈会上强调：“不应该加强虚拟货币的监管，而是应该对正常的虚拟货币交易进行支持”。他说，会敦促银行为通过具有安全措施的交易所投资虚拟货币的人开设账户。[2018/2/20]
那接下来，我们开始介绍Rollup，我会通过说明Rollup的每一个步骤来向大家解释它是如何实现扩容的。?
首先，下图中间黑线上面代表Layer1，下方代表Layer2。Layer1的主网就是现在Eth1的主链，Rollup项目方会在这条主链上部署一个智能合约。
用户在这个合约中可以deposit资产，存入后，Rollup运营商或服务商就会在二层网络上把这些资产映射出来。关于具体的映射方式，我们可以把它想像成是以数据库的方式，映射成一个存储的格式，而这个格式可以表示每一个账号现在有多少余额。
通过这种方式将用户在主网Layer1的存入资产与二层网络账户上的余额进行映射。然后，用户就可以在Layer2上进行转账、兑换等操作。那么，当用户们在Layer2发起大量交易时，由谁来对这些交易进行筛选、排序和打包呢？??
Synthetix完成Rollup主网升级:据Synthetix团队消息，今天早上Synthetix进行 Optimism Rollup主网升级，升级时L2充值和L2 mintr交易暂停30分钟。目前升级已经结束，服务已经恢复。[2021/3/1 18:03:09]
在当前的Rollup二层网络方案中，这个角色一般由项目方来承担，我们称其为sequencer。sequencer的角色，有点像是在打包这些交易，类似Layer1的矿工。但区别在于，sequencer是先把交易整理好，然后才去做打包交易的动作。比如在二层网络中用户A给用户B转10个token，用户B给用户C转20个token，这些交易就会由sequencer来负责验证处理，并且打包整理成最后用户A、B、C的余额应该各有多少。
?但仅做到以上这些仍是不够的，因为以太坊上一笔交易占据的空间非常大。例如仅收款方的地址，就占20个bytes，ECDSA签名占64bytes。对于以太坊区块有限的空间来说，这些数据所占用的空间较大，那么我们是否有办法压缩这些数据呢？
方法是有的。现在以太坊上一个地址是20bytes，在二层网络上，我们可以通过编码的方式进行压缩。具体来讲，Layer1上的一个普通地址通过编码可以从20bytes压缩到3bytes。同样的，上面提到的ECDSA签名数据和其他数据也可以进行压缩。sequencer的职责就是压缩交易，并将压缩后的数据放在Data中同步到Layer1上。以上就是Rollup处理交易的过程说明。?
V神：没有分片的Rollups仍可将吞吐量提高100倍:V神发推特称，原始的ETH2路线图分三个阶段：阶段0，PoS（即将推出）；阶段1，数据分片，而非计算分片；阶段2，分片tx处理。但是，该路线图有一个有趣的现象：分片的应用程序本身需要阶段2，但是分片的Rollups仅需要阶段1，因为Rollups仅将链用于数据，而不用于计算。因此，我们很快就会拥有实现6400倍吞吐量所需的工具。因此，这是“分片之上的Rollups”，也就是说，Rollups已经存在于分片之前，而没有分片的Rollups仍可将吞吐量提高100倍。[2020/10/5]
到这一步，我们看到即使是在Layer2上，sequencer最终同样需要把所有交易打包后的数据上链。这里有两个问题需要回答：
为什么要把数据放到链上？原因在于只有当数据上链时，数据才具备可用性，其他人就可以通过这些数据来验证其中包含的交易是否真的成功。避免由于sequencer作恶造成的资产损失。因此数据上链是必要的。如何确保上链的数据是正确的？这就要求sequencer要对数据进行验证，一般是通过提交Proof来确保上链数据正确。在第二个问题上，目前的Rollup方案主要区别在于对数据和Proof的处理上。有的方案只把数据上链，但不对数据进行验证，也就是缺乏Proof，比如Optimism。有的方案则是将数据和对数据的Proof同时上链来保证数据的有效性，比如zkRollup通过零知识证明对数据进行验证，并且把验证得到的Proof和数据一起上链，以此确保对应数据在链上的有效性和资金的安全性。所以zkRollup是目前被大家公认为比较安全的方案。
整体来看Rollup方案，Layer1上的智能合约就像是城堡，其中的资金安全性依赖于Layer1自身的安全性。在Layer1上需要保存各账户的状态转换数据，同时要把Layer2上交易压缩后的数据同步到Layer1上，至于要不要做Proof则取决于具体的项目方的取舍。
Layer2则负责执行交易，将本来在Layer1上处理的交易转移到Layer2上。当前对数据正确性的验证主要有两种典型的方案：
Validityproof：即指类似于zkRollup的零知识证明方案。将数据和对数据的Proof同时上链。Fraudproof：即指类似于Optimism的欺诈性证明方案。由于只将数据上链，所以Optimism需要用户或项目方自身去监测sequencer是否如实地把交易数据同步到了Layer1上。如果监测到欺诈行为，那么就可以通过提交欺诈性证明来保障资产安全。
最后，关于数据可用性，从形态上可以简单分为两个代表：zkRollup和Optimism。主要区别在于对哪些数据上链/不上链方面的取舍。大部分方案都是把数据上链的，但是也有一些方案选择对一部分数据不上链处理，这么做的好处在于可以进一步提升扩容性能，而不用受区块自身可存放数据容量大小的限制；另一个原因是，有些应用顾虑到隐私性或其他一些特性，并不希望所有数据都上链，因而做了取舍，对这部分在这次分享中我们不去详细讨论。
在数据上链/不上链取舍上有一个典型的例子：zkPorter，也就是未来的zkSync2.0。他们宣称在zkSync2.0中可以达到24,000TPS，这主要是通过默克尔树实现的，在不同分支中分别存放zkRollup与zkPorter。对于在意安全性的用户来说，zkRollup是一个更可靠的选择；但在对安全性要求相对较低的应用中，则可以考虑使用部分数据不上链的zkPorter。zkSync2.0通过这种混合的方式实现有保障性的安全和效率的提升。?
那么为什么说Rollup和Eth2的路线图有关？其实前面有提到过，Eth2分片上的交易执行暂时还无法立即到位，社区可能还要在等一段时间。但是在Phase1和Phase1.5间，当分片的数据库成型时，其中的每个分片就好比是一个主网，这些分片的数据层就可以用来存储Rollup的数据。
当未来有分片的时候，虽然我们不能在其上立即进行交易，但是我们可以通过把Rollup的数据存到这些分片中提前发挥分片的作用，达到进一步扩容的目标。?
这部分就是我今天的分享，谢谢大家。
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