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乐观汇总
什么是乐观汇总？
乐观汇总是一种第 2 层扩展解决方案，它依赖链下计算来可靠地记录第 2 层中发生的交易。系统定期发布汇总中发生的交易的 Merkle 根，以更新“状态”主要底层区块链上的汇总。外部验证器网络会检查 Merkle 根，以确保它们在状态稍后更新之前是正确的。如果出现不一致，那么验证者可以在争议期间发布欺诈证明，这可能导致系统状态回滚到之前的有效状态。
ZK Rollup 和 Optimistic Rollup 的区别
与零知识汇总相比，乐观汇总的主要缺点是第 2 层用户能够将资金撤回到底层区块链所需的时间。由于乐观汇总必须依赖外部验证器来检查 Merkle 根是否存在“作弊”，然后才能更新状态，因此验证器需要有足够的时间来检查和质疑第 2 层上发生的活动。
与零知识等价物相比，乐观汇总的主要优点是它们更通用，并且可以以与支持智能合约的底层区块链类似的方式支持智能合约。汇总中对智能合约的本机支持意味着应用程序可以更轻松地启动，而不需要额外的开发。
您可以了解有关 Optimistic Rollup 与 ZK Rollup 的更多信息！
乐观汇总解释
Optimistic Rollup 是一种第 2 层扩展解决方案，旨在通过将计算和数据存储移至链外来增强以太坊的吞吐量和延迟。这些汇总减少了以太坊主网上的负载，并通过处理以太坊外部的交易来提高其可扩展性。
乐观汇总的三个主要组成部分是：
以太坊上的智能合约
定序器
一组验证器
智能合约管理第二层链和以太坊之间的交互。定序器（第三方）在第 2 层链上收集、排序和执行交易。验证器由一组节点组成，监视第 2 层链，如果发现任何无效交易，则向智能合约提交欺诈证明。
使用乐观汇总需要用户将资金存入以太坊智能合约。然后，智能合约锁定资金并发出一个表示存款的事件。定序器接收事件并在第 2 层链上向用户授予等值代币。
用户可以在第二层链上与同样存入资金到智能合约的其他用户自由进行交易。他们签署交易并将其提交给排序器，排序器验证它们并将其添加到队列中。
定序器定期将数千个排队的交易分批放入一个块中，并将其作为单个交易提交给以太坊。区块包含最少的数据，例如状态根（第 2 层链状态的 Merkle 根）和交易根（区块中交易的 Merkle 根）。智能合约存储这些根并相应地更新其状态。
排序器在去中心化存储网络（例如 IPFS）或集中式服务器上发布链下完整的块数据。验证者可以访问这些数据并验证它是否与链上提交的根匹配。如果他们发现任何差异，他们可以向智能合约提交欺诈证明，智能合约将恢复无效区块并削减定序器的保证金。
当用户想要从二层链上提取资金到以太坊时，必须向二层链发起退出请求。排序器将此请求包含在一个块中并将其提交到以太坊。然后智能合约解锁资金并将其转移到用户的地址。然而，在提款最终完成之前有一段等待期（通常为一周），在此期间任何人都可以使用无效的欺诈证明来质疑退出。
乐观汇总的主要特点是假设所有交易默认都是有效的，并且仅在提交欺诈证明时才验证它们。这可以在不牺牲安全性或去中心化的情况下实现高可扩展性。
乐观汇总的类型
乐观汇总不是单一协议，而是一类共享共同功能和设计选择的协议，包括：
执行模型
与 EVM 兼容的汇总使用以太坊虚拟机 (EVM) 作为基础层，允许它们无需修改即可运行在以太坊上运行的任何智能合约。 EVM 等效汇总使用功能等效的虚拟机，使它们能够运行大多数以太坊智能合约，只需进行微小的更改。
与 EVM 兼容的汇总包括 Optimism 和 Arbitrum，而与 EVM 等效的汇总包括 Boba Network 和 zkSync 2.0。
数据可用性解决方案
去中心化数据可用性解决方案使用点对点网络或去中心化存储网络（例如IPFS）来存储和分发全块数据。集中式数据可用性解决方案使用单个服务器或受信任的第三方来存储和提供全块数据。
去中心化解决方案更安全、更抗审查，但更昂贵、更复杂。集中式解决方案更便宜、更简单，但更脆弱且依赖信任。
具有分散式数据可用性的汇总示例包括 Optimism 和 Arbitrum，而具有集中式数据可用性的汇总示例包括 Boba Network 和 zkSync 2.0。
防欺诈机制
交互式防欺诈机制需要排序器和验证器之间进行挑战-响应游戏来验证块的有效性。非交互式欺诈证明机制利用密码证明或证人来验证区块的有效性，而无需任何交互。交互式防欺诈机制更灵活、更通用，但成本更高、更耗时，而非交互式机制更高效、更快速，但更具限制性和专业性。
具有交互式防欺诈机制的 Rollups 的例子有 Optimism 和 Arbitrum，而非交互式防欺诈机制可以在 Boba Network 和 zkSync 2.0 中找到。
为什么它被称为“乐观”汇总？
在乐观汇总中，术语“乐观”是指默认情况下所有事务都是有效的假设。这意味着，除非受到质疑，否则第 2 层链在将交易提交到以太坊之前不会对其进行验证或确认。相反，它依靠经济激励和欺诈证明来确保系统的正确性和安全性。
乐观汇总的好处
降低汽油费
通过将大部分计算和数据存储转移到链外，乐观汇总可以降低交易的 Gas 费用。他们通过将数千笔交易批量放入一个区块并在链上提交最少的数据来节省天然气成本并提高效率。
更高的吞吐量
乐观汇总通过在第 2 层链上更快、更频繁地处理交易来提高交易吞吐量。他们可以通过避免基础层的拥塞和限制来实现更高的交易速度和更低的确认时间。
更快的确认时间
第二层链上的即时确认改善了乐观汇总中的交易延迟。
与现有智能合约和工具的兼容性
乐观汇总与以太坊现有的智能合约和工具兼容。开发人员可以使用熟悉的语言、框架、库和标准，例如Solidity、EVM、ERC-20等。用户也可以使用相同的钱包、浏览器和界面，例如MetaMask。
安全与去中心化
乐观汇总通过在链上发布交易结果并依靠欺诈证明来确保正确性，从而从基础层获得安全性和去中心化。
乐观汇总的挑战或局限性
防欺诈延迟
这是欺诈交易在链上提交和欺诈证明恢复之间的时期。在此期间，二层链可能与一层链不一致，可能影响用户体验和应用安全。欺诈证明延迟通常持续一周，但可能会更短或更长，具体取决于实施和网络条件。
数据可用性问题
确保任何希望验证或质疑交易的人都可以在链外访问完整的区块数据是一个挑战。如果数据不可用或损坏，则无法生成或提交欺诈证据，从而可能损害系统的安全性和完整性。分散式和集中式数据可用性解决方案可以缓解数据可用性问题，但各有优缺点。
定序器中心化风险
依靠单个实体或一小群实体来收集、订购和执行二层链交易存在中心化风险。恶意或受损的排序器可能会审查、重新排序或操纵交易，从而损害汇总上的用户和应用程序。可以通过使用多个定序器、随机化定序器选择或允许用户绕过定序器来减轻定序器集中化风险。
兼容性权衡
虽然乐观汇总与以太坊上现有的智能合约和工具兼容，但这种兼容性需要权衡。通过使用与以太坊相同的执行模型，乐观汇总继承了它的一些局限性和低效率，例如复杂计算或存储操作的高天然气成本。替代扩展解决方案（例如 zk-rollups）使用不同的执行模型，可以针对特定用例或领域进行优化。
撰稿人： Ross Middleton， DeversiFi联合创始人兼首席财务官
Ross 是DeversiFi的联合创始人，这是一个由 StarkWare 的可扩展技术提供支持的第 2 层去中心化金融 (DeFi) 交易平台。他负责财务并照顾 DeversiFi 的项目合作伙伴和最大客户。
在加入 DeversiFi 之前，Ross 曾在 Ethfinex 和 Bitfinex 交易所工作。在加入加密货币之前，罗斯在伦敦担任了十年的专业能源交易员和分析师。他曾在 Centrica、Gazprom 和 RWE 等公司的全球能源交易部门工作，将资金部署到先进的专有基本面支持交易策略中。在交易界之外，他是一位坚定的天使投资者和铁人三项运动员。罗斯带来了丰富的非传统和传统资产交易和商业经验以及与另类金融领域的联系。罗斯拥有经济学学士学位。