Rollup即服务：机遇与挑战

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RaaS 机会，从多链到多汇总

Cosmos 和 Polkadot 的扩容解决方案采用多链结构。他们的区块链 SDK、Tendermint 和 Substrate 被许多项目用于定制区块链。这些区块链使用Cosmos IBC等跨链协议 1, Polkadot XCM , 以及相互交互的桥梁。然而，此类协议难以保证高安全性，导致漏洞利用事件频繁发生。结果，跨链协议没有按预期工作，导致区块链之间相对独立。

来自Cosmos Network - 区块链互联网 与 入门 · Polkadot Wiki

后来，出现了一种更安全的扩展技术，称为 rollup。Rollup 将 Layer 2 交易压缩成一个“batch”，上传到 Layer 1，并通过欺诈证明（Optimistic-rollup）或有效性证明（ZK-rollup）在 Layer 1 上证明状态转换的有效性。由于在 Layer 1 上验证了数据可用性和状态有效性，因此 Rollup 获得了与 Layer 1 相同级别的安全性，确保资产可以在 Layer 1 和 Layer 2 之间安全传输。

到目前为止，Arbitrum、Optimism、ZkSync 和 StarkNet 等许多汇总项目已经投入使用。除了这些通用汇总之外，还出现了一些特定于应用程序的汇总，包括StarkEx 汇总 SDK 2- 基于dYdX（order book DEX）和DeversiFi（AMM DEX）等。虽然rollup技术还没有完全发展起来，掌握的团队也很少，但市场上对这项技术的需求仍然很旺盛。

https://l2beat.com/中列出的通用和特定于应用程序的汇总

Rollup 提供了一个独立的执行环境，具有高 TPS、低 gas 和从第 1 层访问所有资产的权限，这有助于区块链上的应用程序从 DeFi 扩展到更通用的领域，如游戏和社交网络。我们预计 Rollup 将逐渐成为一种提供给Web3 应用程序的服务，即Rollup as a Service (Raas)。一些项目现在正朝着这个方向发展。以太坊以汇总为中心的路线图和 StarkNet 的第 3 层架构都展示了特定于应用程序的多汇总未来。

StarkNet 的架构在 Fractal Scaling: From L2 to L3 中描述。层层叠叠 | 通过 StarkWare | 斯塔克软件 | 中等的 1 ，其中 Layer3 是多个特定于应用程序的汇总。

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构建 RaaS 的挑战

Rollup 在提供 RaaS 方面仍然面临以下挑战。

工程

首先，我们来谈谈rollup SDK。可以基于 SDK 快速部署一些配置和启动汇总。开源汇总是 SDK 开发避免重复发明轮子的更好选择。对于 Optimistic-rollups，Arbitrum 和 Optimism 都是开源的。从 L2beat 可以看出，Metis 和 Boba 都是在 Optimism 的代码库上开发的。相比之下，ZK-rollups 不是很开源。ZkSync 发布了v1的完整代码，但仅发布了 v2 的合约代码（启用了 zkEVM）。StarkEx 仅发布合约代码，并通过封闭源代码向第三方提供其他模块。StartNet 仅在开罗提供代码。

尽管 Optimistic-rollups 拥有更成熟的代码库和对 EVM 更好的支持，但防欺诈的固有特性使其在最终性和安全性方面远远落后于 ZK-rollups。ZK-rollup 第 2 层交易在第 1 层证明后立即完成，而 Optimistic-rollup 第 2 层交易由于挑战期需要几天才能完成。另一方面，Optimistic-rollups 需要更多的安全性假设：至少 N 中的 1 个诚实操作员用于防欺诈提交和一个抗审查的第 1 层用于防欺诈接受。

总而言之，我们现在可以基于现有的开源代码快速构建一个 Optimistic-rollup SDK，但从长远来看，ZK-rollup SDK 似乎更有吸引力。当然，除了代码库问题之外，ZKVM 的设计，即 ZKP 可证明的智能合约，也是急需的。目前，各种 ZKVM 解决方案正在开发中。各个方案的方法还没有统一。

ZKVMs 的比较，由 Ye Zhang 的演讲“ ZkEVM 概述” 

性能

如前所述，批量事务需要在汇总中发送到第 1 层，因此汇总的TPS受到第 1 层的存储空间的限制，即数据可用性(DA) 问题。以太坊提出了一系列 Layer 1 存储扩展方案，包括 EIP-4488、Proto-Danksharding 和完整的 Danksharding（目前正在寻求提案）。除了第 1 层的扩展外，Celestia 和 Polygon Avail 等许多项目也在尝试扩展第 2 层的存储容量。但是，这些解决方案的安全性和易用性仍有待进一步检验。

Vitalik 的“ Proto-Danksharding FAQ ”中的 EIP-4488 和 Proto-danksharding 如何增加块大小

在 ZK-rollup 方面，TPS还受到 ZKP 计算速度的限制。Paradigm 和 6block 在 GPU、FPGA 和 ASIC 上有不同的硬件选择来加速计算。此外，6block 比较了 ZKP 分布式计算的几种软件架构，包括矿池、证明聚合和 DIZK。ZPrize是一项即将到来的竞赛，它也激励开发者寻找有价值的解决方案来加速 ZKP 计算。

确保汇总服务的高可用性是另一个关键问题。目前市场上的 rollup 几乎是中心化的，即只有特定的运营商可以向 Layer 1 提交批次和证明。这是一个易受攻击的设计，因为 SPOF（单点故障）很容易导致服务不可用。由于软件错误和硬件故障，Arbitrum 曾多次遭受数小时的停机。许多项目正在致力于分散汇总以避免 SPOF，包括zkSync、StarkNet、Polygon Hermes、PoVP和taikocha.in。

经济

RaaS 正在考虑一个好的经济模型。目前，服务商的利润主要来自Layer 1和Layer 2之间的交易费用差距，即从Layer 2收取费用作为收入，向Layer 1支付费用作为成本。Optimism 已经发行了它的治理代币，但这仍然不是维持可持续收入的好方法。

汇总和费用列在 https://l2fees.info/

现有的 rollup 大部分是建立在区块链上的第三方服务，因此它们的主要收入仅来自交易费用。但是，我们可以摆脱这种心态，将汇总视为区块链提供的原生服务。与 Cosmos 和 Polkadot 的设计一样，整个系统包含一个区块链和多个附加在区块链上的 rollup，形成一个具有无限可扩展性的去中心化网络。通过这种方式，网络可以使用相同的原生代币奖励第 1 层区块链验证者和第 2 层汇总运营商。这个想法类似于“神圣的汇总 1”由 Polynya 提出，值得进一步研究。

功能性

与 Cosmos 和 Polkadot 中的跨链协议一样，当在一个区块链上部署多个汇总时，交叉汇总协议是必要的。用户还可以从 Layer 1 提取资产并将其存入另一个 rollup，但该过程需要 Layer 1 的额外费用和更多操作步骤。一些第三方跨链桥利用流动性池来帮助用户在汇总之间即时转移，但这些桥与跨链桥一样容易受到攻击。

Vitalik 在“ Endgame ”中描述的未来区块链架构 1 "，其中有多个 rollup 和 cross-rollup 桥

理想情况下，区块链应该提供一个由其验证者维护的本地交叉汇总桥以确保安全。此外，这样的桥最好支持从一个 rollup 到另一个 rollup 的同步消息调用，即一个 rollup 上的用户可以直接调用另一个 rollup 上的合约。这将最大限度地提高多汇总架构中的用户体验。底层技术复杂，但我们期待它的出现。

03

构建 RaaS 的挑战

本文介绍RaaS，即为DApps提供汇总服务。显然，区块链将迎来 Web3 的多汇总未来。任何人都可以使用 SDK 快速启动他们的汇总，并以高性能和低成本在汇总上运行应用程序。在讨论了 RaaS 可能面临的所有挑战之后，我们最终提出了原生rollup 的想法，这将有助于区块链以其原生代币奖励 rollup 验证者，并提供由其验证者维护的交叉汇总桥梁。我们计划进一步仔细研究它，并在以后的文章中详细阐述。

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