隨著 rollup 成為乙太坊擴展的核心，L2 之間的互操作性至關重要，而 OP Rollups 的延遲和碎片化問題使得 ZK Rollups 成為更理想的長期解決方案。
原文：As rollups become central to Ethereum's scalability
作者：2077Research
編譯：白話區塊鏈
封面：Photo by Shubham Dhage on Unsplash
隨著 rollup 成為乙太坊擴展性的核心，L2 之間的互操作性對其以 rollup 為中心的路線圖的成功至關重要。 L2 之間的碎片化會造成效率低下，減緩採用速度。
幾個月前，我們發佈了一項研究，探討了 “2024 年 rollup 互操作性的現狀”。 以下是我們的發現。
1、當前問題：L2 碎片化
L2 rollup，如 Arbitrum、zkSync 和 Optimism，彼此獨立運作，跨鏈通信成本高且速度慢。 如果沒有無縫的跨 rollup 交易，乙太坊生態系統將繼續處於碎片化狀態，影響流動性和可組合性。
2、樂觀 Rollups：標準橋接問題
Rollup 橋接向乙太坊 L1 證明其狀態，以繼承其安全性。 然而，OP Rollups 引入了「挑戰視窗」所帶來的延遲（通常為 7 天）。
這一延遲成為跨鏈交易的瓶頸——沒有人願意等待一周才能完成 DEX 交易！
3、ZK 備選方案
ZK rollups 通過使用零知識證明提供更快的最終性，但它們的橋接最終性仍需數小時（@zksync Era： 21 小時，@Starknet： 9 小時）。 延遲主要源於執行緩衝區和 L1 上昂貴的證明驗證。 儘管 ZK 證明的驗證速度比 OP Rollups 更快，但其計算量依然較大。
4、Keystore Rollups：簡化帳戶管理
去年，@VitalikButerin 提出了 keystore rollups，這種方法專注於存儲帳戶密鑰，而不是完整的虛擬機（VM）。 通過使用存儲在 L1 上的金鑰的 Merkle 證明來驗證交易，這簡化了使用者在不同 rollup 之間的錢包交互。 使用者可以從主錢包中驗證和管理跨 L2 的帳戶，從而提升用戶體驗。
然而，除了 Vitalik 的原始設計，還有三種領先的 keystore rollup 模型：
1）@Scroll_ZKP 的方法：將 keystore 資料存儲在 L1，zkEVM rollups 使用 L1SLOAD 預編譯同步帳戶配置，從而實現低成本的 L1 讀取。
2）@base 的設計：僅將狀態根存儲在 L1，使用 calldata 來排序交易。 Merkle 證明用於在 L2 之間同步賬戶數據。
3）@0xStackr 的設計：與 Base 非常相似，但採用了使用最小虛擬機的「微 rollup」框架。
儘管取得了這些進展，但證明驗證的 gas 費用仍然是一個關鍵挑戰。
5、Aligned Layer：高效的 ZK 證明驗證
@alignedlayer 提供了解決 ZK rollups 昂貴證明驗證問題的方案。 作為 @EigenLayer 的 AVS，它通過利用擔保驗證者，使乙太坊驗證者能夠以極低的成本驗證 ZK 證明。
Aligned 將驗證成本降低至每個證明僅需 3000 gas——在乙太坊 L1 上幾乎為零，成為較小 rollup 的可擴展解決方案。
然而，這也引入了信任假設——如果某個 rollup 的總鎖倉價值（TVL）超過了抵押的保證金，攻擊可能會變得有利可圖。
6、證明聚合層：提升證明效率
證明聚合是另一項創新，允許將多個 ZK 證明合併為一個單一的證明，從而減輕鏈上驗證的負擔。
主要有兩種證明聚合協定：
• 通用聚合：支援多種證明類型（Groth16、Halo2、Plonky2），並降低應用程式的 gas 費用。
• 聚合 Rollup 橋接：內置於 ZK 堆疊中，如 @0xPolygon 的 AggLayer 和 @zksync 的 Hyperbridge，旨在最小化驗證成本並增強跨 rollup 的可組合性。
7、高效的基於意圖的橋接與 Keystore+ Rollups
大多數跨鏈橋，如 @StargateFinance（使用 @LayerZero_Core），都是基於消息的。 它們在源鏈上鎖定 Token，向目標鏈發送消息，然後解鎖等量 Token。 然而，這種方法在信任層面上嚴重依賴於消息傳遞協定。
而基於意圖的橋接則消除了對消息傳遞的需求。
它是如何運作的？
資金作為「跨鏈訂單」被鎖定，任何人都可以通過在目標鏈上發送 Token 來履行該訂單。 履行方在目標鏈確認交易后，可以在源鏈上領取鎖定的資金。
示例：像 @AcrossProtocol 這樣的協定利用樂觀預言機，如 @UMAprotocol，在達到最終性之前獲取 Layer 2 的最終狀態。
統一的所有鏈 ENS
想像一下擁有一個可以在所有 rollup 上使用的單一乙太坊域名服務（ENS）位址。 Keystore rollups 使這一切成為可能，通過在位元組碼等效鏈上部署迷你帳戶。
通過使用 CREATE2 和多鏈工廠，用戶可以在所有 rollup 上保持相同的地址，從而簡化帳戶管理和整體用戶體驗。
Keystore+ Rollups 中的排序機制
排序是 rollup 互操作性中的另一個關鍵方面。 在 keystore rollups 中，集中式排序器可以被基於的排序機制所取代，從而消除單點故障並增強抗審查能力。
基於的排序機制使得交易可以在約 12 秒的時間視窗內處理，確保快速的跨 rollup 交易，同時不犧牲去中心化。
8、為何我們不依賴共用排序
共用排序常被討論作為 OP rollup 互操作性的解決方案，但我們的研究突出了它的局限性。 共用排序通過允許單一排序器管理多個 rollup，從而集中控制，這可能導致對 rollup 生態系統的寡頭壟斷控制。
相比之下，採用共用證明聚合橋的 ZK rollup 在實現多個 rollup 之間的快速最終性的同時，保持了去中心化——這是一種更可持續且安全的 rollup 互操作性方案。
這篇研究文章主要聚焦於 ZK rollups 和 ZK 技術，因為OP rollups 從根本上缺乏快速的客觀最終性。 只有通過 ZK 證明才能實現客觀最終性，這使得 ZK rollups 成為長期互操作性解決方案的理想選擇。
儘管樂觀 rollups 在這方面受到限制，但它們的生態系統內也有顯著的發展。 例如，Optimism 正在研究以有效性為中心的設計，並在幾個月前與 @RiscZero 合作，探索新的集成。
9、ZK Rollups 與 OP Rollups
由於使用了零知識證明，ZK Rollups 能夠比OP Rollups 更快地確認交易。 它們不需要挑戰期（OP Rollups 的挑戰期最長可達 7 天），這使得它們在跨 Rollup 互操作性上更具優勢。
• ZK Rollup 優勢：獨立聚合證明使 ZK Rollups 能夠在不同 Rollups 之間實現可組合性，而不必擔心集中化問題。
• 目前樂觀 Rollups 的狀態：儘管存在一些技術限制，但像 @Optimism、@arbitrum 和 @base 這樣的樂觀 Rollups 由於其強大的生態系統、優秀的開發工具和使用者友好的基礎設施而佔據主導地位。
互操作性仍然是乙太坊 Rollup 路線圖中最緊迫的挑戰。 欲深入瞭解我們的完整分析和全面發現，請在此處閱讀完整論文 
https://research.2077.xyz/the-state-of-rollup-interoperability。 這篇文章由 @alexhooketh 撰寫。
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