最近，以太坊创始人VitalikButerin在一篇题为“混合式二层协议的曙光”的文章里对Rollup方案大加赞赏，认为它为智能合约的可扩展性打开了大门。
那么什么是Rollup？它包括哪些主流方案？这些方案各自有什么优缺点？它们未来发展的前景如何？
Rollup的出现
最近几年，以太坊二层扩容技术得到了迅猛发展。
所谓二层，就是将一部分资金存储在主链智能合约里，在保证足够安全的前提下，把一部分交易放到主链之外进行，就好像链下多出来了一层网络。
在二层方案里表现比较突出的就是状态通道和Plasma侧链。虽然这两种方案诞生时间很早，但是发展的却比较缓慢。其背后的原因归根结底是数据的可用性问题。
就在二层扩容技术举步维艰的时候，一种名叫Rollup的新方案被提了出来。
但是与状态通道和Plasma不同的是，它可以“打包”交易，并将“打包”后的交易数据连同一个SNARK零知识证明发布到链上。
打包的正确性可以通过零知识证明来见证，负责“打包”的操作者不可能发布恶意或无效的交易。这就是后来被VitalikButerin称之为ZKRollup的二层扩容方案。
腾讯云发布区块链引擎与区块链可信计算平台 推动区块链应用落地:在腾讯全球数字生态大会产业区块链专场上，腾讯云发布区块链底层引擎和区块链可信计算平台两大产品，进一步丰富区块链产品矩阵。腾讯云区块链底层引擎是一个具有高可扩展性的企业区块链系统，主要解决产业区块链应用数据量过大带来的扩展性问题，以及区块链之间的跨链互操作问题，以实现更大规模跨组织的信息化协作。腾讯云区块链可信计算平台定位于解决数据应用过程中的数据隐私、安全和权属等问题，为数据提供方与数据使用方提供安全可信连接器。两款重量级产品的发布，也标志着腾讯云产业区块链产品矩阵进一步丰富。[2020/9/11]
ZKRollup并非万能，它遇到的最大问题就是通用性。除非要证明的交易非常简单，否则创建SNARK证明的成本会非常高。
因此，一种名叫OptimisticRollup的折中方案被提了出来。
OptimisticRollup同样也是把交易数据都放到链上，但不是用SNARK做见证，而是采用“加密经济学有效性博弈”来实现有效性验证。
作为一种提高区块链吞吐量的技术，Rollup可以在有效提高网络吞吐量的同时，避免对协议层进行大量的更改，部署Rollup也不需要对网络发起硬分叉升级。
腾讯御见：“贪吃蛇”挖矿木马升级提权工具，对企业网络威胁加剧?:腾讯安全威胁情报中心检测到新版“贪吃蛇”挖矿木马。“贪吃蛇”挖矿木马团伙主要针对MS SQL服务进行爆破弱口令攻击，爆破成功后会进行提权攻击获得系统权限，然后植入门罗币挖矿木马以及大灰狼远控木马。新版“贪吃蛇”首先病对提权工具进行更新，病爆破成功之后提权获得系统权限的概率得以大幅提升。其清理的竞品挖矿木马也比旧版更多, 病还会添加Windows防火墙规则阻止其他挖矿木马入侵。腾讯安全专家建议企业网管尽快纠正MS SQL服务器存在的弱口令风险，避免黑客远程爆破成功。[2020/6/21]
目前已经有许多以太坊上的项目采用了Rollup协议来提高Dapp的吞吐量和用户体验。
Rollup是如何工作的？
链上有一个智能合约，它维护状态根：rollup状态的Merkle根。
任何人都能够以高度压缩的形式发布批处理，交易集合以及先前的状态根和新的状态根。
动态 | 韩国互联网银行Kakao Bank计划今年底上市 腾讯为第二大股东:韩国互联网银行Kakao Bank的一位高管近期表示，公司准备在今年年底前在该国股市上市。 Kakao Bank是由韩国投资控股公司和韩国互联网巨头Kakao联合推出的韩国互联网银行，为继K Bank之后韩国的第二家纯互联网银行。该互联网银行的股东包括韩国投资金融控股公司、腾讯、国民银行、易趣等9家公司，资本金为3千亿韩元。其中，腾讯为第二大股东。值得注意的是，2019年，Kakao Bank开始积极布局区块链，目前成立了Ground X公司。Ground X公司负责开发和运营Kakao的公共区块链平台Klaytn。（IPO早知道）[2020/1/21]
合同检查批处理中的先前状态根是否与其当前状态根相匹配；如果是这样，它将状态根切换到新的状态根。
为了支持存款和提款，我们增加了使输入或输出处于rollup状态“之外”的交易的功能。
如果批次具有来自外部的输入，则提交该批次的事务也需要将这些资产转移到rollup合同中。
如果某个批次有外部输出，则在处理该批次时，智能合约会启动这些提款。
声音 | 腾讯副总裁邱跃鹏：国内的区块链技术服务商要耐心地从底层开发做起:7月20日，2019年首届“数字云南”区块链国际论坛在昆明举行。腾讯副总裁邱跃鹏在会上表示，区块链的未来发展的几个关键点。首先，区块链只有和场景有效融合，才能充分发挥价值。我们看到，区块链适用的场景还比较有限，未来区块链能否与各种生产活动有效融合，成为驱动生产力发展的重要引擎，是决定这个技术生命力的关键。我们需要对区块链技术有开放的心态和其颠覆性价值的真正的理解。既不能将新的技术拒之门外，也不能人云亦云，需要积极推动区块链在真实有效行业场景中落地。其次，需要在易用性和对内安全性等技术上进一步提高区块链的性能。对应的技术要素包括隐私保护和私钥存储。站在商业应用的角度看，区块链带来了信息的共享，但隐私保护是商业应用中最需要关心的点。最后，目前主流的区块链技术平台均发源于国外，国内的区块链技术服务商要耐心地从底层开发做起，做到技术自主可控。[2019/7/21]
就是这样！除了一个主要细节：如何知道批次中的状态后根是正确的？
如果某人可以提交具有任何后期状态根源的批次而没有任何后果，那么他们可以将rollup中的所有Token转移给自己。
这个问题很关键，因为有两个非常不同的解决方案系列，而这两个解决方案系列就导致了两种rollup方式。
精选 | 腾讯安全报告：黑客攻击在上半年造成了20亿美元的损失:根据腾讯安全提供的数据显示，与数字数字货币有关的黑客攻击事件，从 2013 年到 2018 年（上半年）直接增加了大约五倍的数量，全年预计增加 10 倍左右，其中仅今年上半年，黑客对数字数字货币的攻击就已经直接造成 20 亿美元的损失。其中，因为交易所问题而造成损失的事件正在增多，一方面是缺乏法律监管带来的黑客肆意妄为，另一方面技术防护体系和监控程度也不如证券交易所和银行，再加上数字数字货币的匿名性所带来的低风险、高回报，数字货币行业也成为了黑客刀下的完美肥羊。[2018/8/16]
OptimisticRollup与ZKRollup
Rollup的两种类型分别是Optimisticrollup和ZKRollup。
OptimisticRollup
Optimisticrollup，使用欺诈证明—rollup合同会跟踪其整个状态根历史以及每个批次的哈希值。
如果有人发现某个批次的状态后根不正确，则发布需要链的证明，以证明该批次的计算不正确。合同将验证证明，并还原该批次及其之后的所有批次。
ZKrollup
ZKrollup，使用有效性证明—每个批次都包含一个称为ZK-SNARK的加密证明，这证明后状态根是执行批次的正确结果。
无论计算量有多大，都可以在链上非常迅速地验证证明。
总的来说，我个人认为，在短期内，对于通用EVM计算而言，乐观可能会胜出；而对于简单付款，交易和其他特定于应用的用例，ZK可能会胜出。
随着ZK-SNARK技术的改进，中长期ZK将在所有用例中胜出。
Rollup工作细节
在OptimisticRollup中，首先我们需要设立一个可信任的节点，这个节点负责收集所有的交易信息、验证然后打包.
打包后的信息集合将带上该节点的签名发送到区块链网络中。
当一个可信节点设置成功后，该节点将成为Rollup节点，这个节点需要同全节点一样，下载整个区块数据并实时更新区块状态。
我们仍旧以之前那个公司为例，假设目前有2000笔交易正在等待执行，公司的员工会将2000笔交易发给Rollup节点。
之后，Rollup节点需要根据已有的状态和区块数据，对交易进行验证，并保存以下数据集。
当Rollup节点对所有交易完成了验证与执行并生成数据集后，节点需要对这个数据集进行签名，即SigRollup节点。
最后将签名与数据集整合到一笔交易中，这个交易被称作断言Assertion，发送到区块链网络等待其他节点验证即可。
需要注意的是，网络中的其他节点并不会验证Rollup节点发来的数据集，仅仅只验证其签名，验证完毕后将根据数据集更新区块链网络状态。
正如它的名称“OptimisticRollup”，实际上所有的Rollup协议由于将交易验证从链上转移到了链下，因此都是一种基于“乐观”的假设—假设大多数情况下Rollup节点不会作恶。
但光有乐观假设是不足的，节点总会因为各种各样的原因出现问题。
为了避免这些节点恶意行为，提高作恶成本，OptimisticRollup中还有如下机制：
一方面，Rollup节点需要向网络质押一定额度的Token，这些Token有一定的解锁时间，并会在Rollup节点做出恶意行为时被罚没。
另一方面，Rollup节点所提交断言不会被网络立即认可，所以存在一定时间的窗口期。
如果其他节点认为该Rollup节点提交的断言存在恶意行为，节点可以质押一定押金并对该断言发起挑战。
并且区块链中的出块/验证节点会对该断言中的所有内容进行重新验证、执行，比对交易状态的差距。
如果的确存在恶意行为，那么Rollup节点的押金会被罚没，则发起挑战的节点则会获得一定奖励。如果不存在恶意行为，则发起挑战节点的押金会被罚没。
另外，在窗口期结束时没有其他节点对断言发起挑战的话，断言中的状态信息将会被系数更新至区块链状态中。
OptimisticRollup可以将多个交易信息经可信第三方聚合为单笔信息，由于交易中的状态变更情况是由链下节点验证而非链上节点验证。
因此降低了区块链上节点的验证难度。
数据集虽然看起来并没有较单个交易的叠加更小，但数据集因为不会受链上节点的验证，故不需要为其支付高昂的手续费。
依靠这种Layer2处理方案，可以很容易的提高区块链的有效吞吐量。
ZKrollup是如何工作的？
一个简单的以太坊交易需要约110个字节。但是，Rollup上的ETH传输仅占用约12个字节。
ZK特有的一个重要压缩技巧是，如果事务的一部分仅用于验证，而与计算状态更新无关，则可以将该部分留在链下。
这不会完全在乐观的状态下完成，因为如果以后需要在欺诈证明中检查数据，则仍需要将数据包含在链上。
而在ZK中，SNARK证明批次的正确性已证明任何数据提供了验证所需的信息。
还有一个重要的例子是隐私保护，在乐观的状态下，每笔交易中用于隐私的约500字节需要进行保留，而在ZK中，覆盖整个批次的ZK-SNARK已经没有了。
这些压缩技巧是Rollup可伸缩性的关键。没有它们，Rollup可能只会使基础链的可伸缩性提高约10倍，而采用压缩技巧时，缩放系数几乎可以超过100倍所有应用程序。
链金分析
Rollup的基本概念现在已经得到了很好的理解，但我们可以肯定它们在根本上是可行且安全的，并且已经将多个Rollup部署到了主网上。
但仍有很多Rollup设计领域尚未得到很好的探索，充分利用以太坊的可伸缩性，将以太坊生态系统的大部分完全整合到Rollup中还将面临很多挑战。
Rollup是一种强大的新的2层伸缩范例，在短期和中期的未来中，有望成为以太坊伸缩的基石。
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