在文章之前需要理解两个关键概念:(1)Rollup， (2)分片。本文将重点讨论Rollup；它们是什么，如何工作，以及它们未来的发展方向。
三难困境和Layer2的诞生
在本质上面临着三难困境，被称为三难困境。这指的是所有面临的去中心化、可扩展性和安全性之间的权衡，其中一个只能优化两个，需要牺牲第三个。显然，安全性对来说至关重要，所以这通常会导致在去中心化或可扩展性上的妥协。
为什么去中心化很重要?
你可能会想，为什么去中心化如此重要？这是一个经常被误解的概念，经常有人建议web3提倡去中心化以抵制政府审查。事实上，这并不是去中心化重要的主要原因。答案主要在于对创新的激励。
中心化平台的问题主要在于其可预测的生命周期。一开始，平台是非常诱人的，因为它们必须吸引用户、开发者、企业和媒体组织，这将不可避免地使他们的平台有价值。它们降低了进入的门槛，榨取了很少的价值，从而创造了一个鼓励参与者的正和环境。正如Chris Dixon所说的，中心化平台的作用是“让他们的服务更有价值，因为平台(从定义上来说)是具有多方面网络效应的系统。”当平台的S曲线向上移动，并获得关于用户和开发人员的更多权力时，就会出现问题。
中心化平台生命周期
一旦中心化平台达到其s曲线生命周期的顶部，其与平台参与者的关系本质就会从正到零和。一般来说，这意味着这个中心化的平台将转向从用户那里提取数据并将其货fun88乐天使化，并与在其平台上发展的互补业务争夺关注。这对创新和这些平台的持续发展来说是个坏消息。
在过去的10年里，我们见证了这一生命周期在多个平台上的发展：Facebook、Twitter、微软、YouTube和谷歌等等。这些就是今天互联网的主要平台。最终，这促使企业家、开发者和投资者对这些类型的平台保持警惕，许多人拒绝与中心化平台建立联系。而且最重要的是，从用户的角度来看，中心化存在问题，用户容易受到安全漏洞的攻击，并放弃对隐私数据的控制。
另一方面，去中心化的平台不存在审查风险。企业家和开发者可以问心无愧地自由建设。这与互联网的第一个时代(20世纪80年代至21世纪初)非常相似，当时互联网服务主要基于开源协议，由互联网社区自己拥有。根据定义，去中心化平台不能从用户和开发者身上榨取价值，而是允许用户和开发者创造价值。为了明确这一点，谷歌的座右铭是“不要作恶”，而在去中心化的平台上，这一理念变成了“不能作恶”。
这一切听起来都很棒，虽然我认为去中心化平台有一个令人信服的理由，但它们真的会赢吗，甚至会在现实中出现吗?互联网的第一个时代是由去中心化的、开源的协议赢得的。第二个时代由中心化的应用程序主导，如谷歌、Youtube和Twitter。我认为，互联网的第三个时代很可能是去中心化的。
由于上述原因，企业家和开发者被排斥在中心化平台上建设，现在他们正涌向像这样的去中心化平台。你可能会认为中心化平台能够简单地向开发者支付报酬，但在我看来，中心化平台无法超越那些基于去中心化的平台，而且它们的创新速度肯定无法与完全自由的企业家相比。当考虑到去中心化的互联网第三时代的代fun88乐天使化本质时，这一点尤其正确。在这个时代，企业家能够以惊人的速度筹集资金，减少了中心化平台的影响，只需为开发者社区支付费用。
技术是web3最终平台的孕育地。一种不需要第三方参与，并且在很大程度上消除了低效率的情况。如果我们要鼓励企业家、开发者和投资者在这些平台上建设，我们必须让它们去中心化。
从创新、用户隐私和数据所有权的角度来看，去中心化是有意义的。不幸的是，这意味着在三难困境中放弃可扩展性。
的组成部分
过去这些的工作方式是，当有人发布交易时，一个矿工验证它，然后将它发布到，但随后网络中的所有其他矿工也必须验证它。在一个去中心化的网络中，可能有大量的矿工，这显然意味着会有大量低效和浪费时间的工作。
然而，去中心化、安全性和可扩展性仅仅是的属性，由组成的组件决定。作为一个基本概念，重要的是要概述这些组成部分:(1)共识，(2)数据可用性，(3)执行。共识组件规定了网络中的节点对交易的集体验证，从而提供了上存储的数据的安全性和真实性。数据可用性是指结算层保证可用于上的交易数据(即转账、保持状态等)。执行指的是使用新信息更新所需的计算。
简单地说，共识是对上的交易记录达成一致并存储的地方。数据可用性是在任何一个时间点有多少空间来添加额外的数据。执行是在新交易在验证并写入永久记录之前在上注册的地方。
作为三难困境的解决方案，L2扩展解决方案被开发出来。L2协议可以被认为是结算层的扩展解决方案，它允许结算层对去中心化和安全性进行优化。
迄今为止，Layer 2解决方案已锁定价值约66.2亿美元，其中Arbitrum和dYdX(由StarkEx驱动)等领先解决方案吸引了大部分市场份额。
有许多类型的扩展解决方案，从状态通道，plasma，侧链和Rollup。
Rollup的类型
Rollup是一种可扩展的解决方案，它将交易捆绑、压缩并将其发送到共识层进行验证。通过一次验证多个交易，它们极大地提高了效率，同时允许在不牺牲安全性的情况下从每秒处理15到3000多笔交易(TPS)。
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，由其验证这些交易是否有效。因此，他们在主链之外执行交易，但这些Rollup会将交易数据发布到主链。当将交易发布到主链时，它们将继承L1的安全属性。
有两种类型的Rollup，不同的安全模型:(1)Optimistic Rollup和(2)zk-Rollup。
Optimistic Rollup
Optimistic Rollup捆绑了数百次交易，并且只发布链上需要的最低限度的信息，无需任何证明。这基本上假设没有欺诈或恶意行为，因此有了“Optimistic”的名字。Optimistic Rollup仅在交易或状态受到挑战时才提供证据。
Optimistic Rollup的好处，除了明显的扩展增强之外，还包括EVM和可靠兼容性，这意味着任何你可以在L1上做的事情，都可以在Optimistic Rollup上做。
然而，由于潜在的欺诈挑战，链上交易的等待时间可能很长。可能必须等待~1周才能从Optimistic Rollup中提取资产，因为这给了发现和解决欺诈的时间。这是一个固有的问题，因为假设没有欺诈或恶意行为。
Optimistic Rollup的另一个缺点是，需要在链上发布所有见证数据，如签名、预言机提要等。这限制了可扩展性。
大型Optimistic Rollup协议包括Arbitrum 和 Optimism。
ZK-Rollup
zk-Rollup不同于Optimistic Rollup，因为它们使用zk技术集成了隐私。zk指的是在不披露必要信息的情况下向另一方证明某事(一项交易或状态)的能力。
用户不是将交易发送到L1矿工处，而是将交易发送到Rollup服务器，在那里执行交易。ZK-Rollup中使用的两个最常见的验证证明是 ZK-SNARKS和ZK-STARKS，其会生成ZK-SNARKS作为交易有效性的证明，并发布到第一层主链。这些证明很容易生成，很有说服力，而且验证起来也非常快。对于上下文，可以将数百个交易整合到一个证明中，验证这个证明需要大约5毫秒。
通过利用该技术的零知识特性，第1层的矿工将永远不会知道交易中的数据是什么。只有Rollup矿工知道交易数据。这是一项非常令人兴奋的技术，因为它意味着数据可以是私有的，即使是在公共上。
使用ZK-Rollup，在提取资产时不会出现延迟，因为ZK Rollup合约接受的ZK-SNARK证明已经验证了资产，这是Optimistic Rollup和ZK-Rollup之间的主要特性差异之一。
ZK-Rollup的优点包括：如前所述，与Optimistic Rollup相比，完成Rollup的时间更快，并且不易受到经济攻击。然而，ZK-SNARK证明的计算量非常大，对于链上活动很少的应用程序来说，这可能是不值得的。
这里值得注意的是，目前大多数ZK-Rollup实际上还没有使用ZK技术的隐私方面。相反，他们专注于可扩展性方面，也就是说，一个证明可以比本地计算更小、更精简。
Optimistic Rollup和ZK-Rollup之间的技术比较
虽然Optimistic Rollup目前比ZK-Rollup更实用，这仅仅是因为它们的复杂性更低，但ZK-Rollup显然有可能为用户提供更大的好处。
Rollup的未来
虽然这两种Rollup类型目前都提供了高于原生链执行层的优势，但仍存在一些需要改进的挑战。
面临的挑战
EVM代表虚拟机，可以被认为是一个大型的去中心化计算机，在上计算各种类型的任务。它本质上是整个运营结构的基石，负责执行和智能合约部署。
EVM兼容性意味着另一条链，例如，一个Rollup链，将有能力在该链上部署智能合约。因此，如果没有EVM兼容性，另一条链将不可能运行智能合约。EVM兼容性显然是非常有益的，因为这意味着已经部署在上的项目，比如Uniswap等DeFi巨头，可以部署在兼容链上。这意味着兼容链相对容易在执行模块获得用户，如果他们相对于执行模块具有显著的竞争优势。考虑到社区中开发者的数量，这对于兼容链来说也是一个巨大的优势。通过与EVM兼容来进入该社区，兼容链能够受益于上述开发人员的采用能力和网络效应，以及未来将产生的创新。
EVM兼容性的缺点源于复杂性和相关的安全漏洞风险。因此，总的来说，EVM兼容性开发对于Rollup来说是缓慢的，但是已经取得了一些突破，特别是在Optimistic Rollup的背景下。
Rollup的另一个挑战，实际上也是我在未来看到的开发中最兴奋的一个，是直接的法fun88乐天使匝道。法fun88乐天使指的是传统货fun88乐天使，如美元、英镑和日元。匝道(On-ramp)是指你可以直接将法定货fun88乐天使兑换成加密货fun88乐天使的服务。法fun88乐天使匝道服务目前通常在中心化交易所，如Coinbase和Binance。
Rollup的挑战更大。为了在Rollup上与加密进行交互，我们将面临将加密资产放入自己选择的钱包的瓶颈，因此必须将加密资产连接到Rollup本身。这是一个非常糟糕的用户体验，需要大量的耐心。
从传统的银行账户，直接到Rollup，将极大地增加使用量。这就是为什么我对它们的发展如此兴奋：增强的用户体验无疑会让用户有理由不再直接与第1层交互，并将标志着从第1层执行到第2层执行的大规模迁移，让第1层专注于共识和安全。这将是采用模块化的真正开始。
同样值得注意的是，为了达到最低费率，它需要将在第一层链上结算的交易最大化。这样做是为了将费用平均分配到许多合并在一起的交易中。因此，Rollup费可以被认为是第一层费用的产物，也是Rollup需求的产物。因此，Rollup要真正达到与相比的费用降低的潜力，它们需要更高水平的需求。这通常被称为规模经济，意味着边际交易成本在下一次边际交易中下降。
事实上，这是一个突破，因为它颠覆了的传统成本结构，后者通常随着每一笔边际交易的进行而变得更加昂贵。这也是ZK-Rollup优于Optimistic Rollup的一个实例，因为Optimistic Rollup总是需要在每个交易中包含签名，这又增加了另一个成本因素。另一方面，ZK-Rollup不需要签名，并且具有更好的数据压缩，从而具有卓越的可扩展性潜力。
即将到来的Rollup催化剂
EIP - 4488
本文中要提到的一个重要内容是EIP-4488，对于那些不熟悉EIP的人来说，它们代表改进提案，是指定潜在新特性或流程的标准。社区中的任何人都有能力创建EIP，尽管它们必须得到充分的同意才能实现。
总而言之，EIP-4488将调用数据的成本从16 gas /字节降低到3 gas /字节，并对每个区块的调用数据设置上限，以降低安全风险。从本质上说，这意味着Rollup管理费用减少，这对于Rollup的最终用户意味着费用更低。
分片
Rollup的另一个重要催化剂是分片。共享是模块化背景下需要理解的一个关键概念，本质上是约束数据可用性的解决方案。
总结
毫无疑问，Rollup对的未来至关重要，它将成为dApp的日常用户与技术互动的网络。这些用户甚至可能不知道他们使用的是哪种云托管服务，就像我们通常不知道网站使用的是哪种云托管服务一样。这就是为什么我对Rollup特别兴奋的原因。我们仍然处于它们生命周期的早期，因此技术的复杂性和某些情况下缺失的特性。
Source：https://medium.com/@bencharlesharvey/exploring-the-modularisation-of-blockchains-an-introduction-to-rollups-42c188ac1a5d
