能繼承以太坊活性的Based Rollup 是什么？

作者：0X娜塔莉0XNATALIE，來源：作者博客0X娜塔莉0XNATALIE

隨着坎昆升級的完成，L2 Gas費用的降低，市場的焦點再次回到L2上。在Rollup L2的解決方案中，目前主要有偶像類：Optimistic Rollup和ZK Rollup。Optimistic Rollup得益於其成熟的市場應用它，牽涉到市場大部分的貢獻。然而，不管是 Optimistic Rollup 還是 ZK Rollup 都存在一些問題。爲了解決這些制約，進一步並優化效率和去中心化特性，Based Rollup 應運而生。不僅簡化了技術復雜性、減少了交易延遲，而且是唯一完全繼承了以太坊活性（liveness）的方案。在所有已知項目中，當前只有 ZK Rollup 團隊Taiko正在开發基於 Based Rollup 的方案。

現有Rollup的問題

樂觀匯總在確認交易時需要一個數千的挑战窗口，通常爲 7 天，以便解決潛在的陷阱。這種行爲等待設計導致資金在提取之前需要數千時間，破壞了整個交易流程。並且在以太坊中在坊網絡高峰期間，Optimistic Rollup 在處理欺詐證明時會涉及高昂的 Gas 費用。而 ZK Rollup 雖然能夠提供更快的交易確認時間，並且可以減少交易在鏈上的數據存儲從而節省費用，但在生成零知識證明的過程中需要消耗大量的計算資源和時間，導致成本和交易處理速度（TPS）受到影響。

總之，Optimistic Rollup 和 ZK Rollup 的技術復雜性，導致它們都需要維護一套復雜的基礎設施和安全機制來處理和驗證 L2 交易，這對交易成本和網絡效率都產生了負面影響。

基於Rollup的解決方案

以太坊基金會的研究員Justin Drake於2023年3月提出Based Rollup ，可以有效克服這些問題。Based Rollup也稱爲L1-sequenced Rollup，是一種由基礎L1完全推動的Rollup。這種設計允許L1 的提議者與 L2 的搜索者和構建者無需許可地協作，將 Rollup 直接區塊包含在 L1 區塊中，均勻將排序權優先給 L1 驗證者。基於 Rollup 的共識層、數據可用性層結算層都是以太坊，只執行層構建在 Rollup 網絡之上，負責處理交易的執行和狀態更新。值得注意的是，Based Rollup 從排序的角度出發解決 Rollup 效率問題，以及 Optimistic Rollup、ZK Rollup從驗證的角度分類不同。因爲維度不同所以與 OP 和 ZK 的分類並不衝突，相反如果 Optimistic Rollup 或者 ZK Rollup 將排序權優先給了 L1 驗證者就可以稱爲 Based Rollup。

Based Rollup通過將交易排序的責任轉移到L1，繼承其安全性和活性，同時優化L2的性能。它是唯一一種繼承了以太坊100%活性的Rollup方案。這種設計帶來了以下優勢：

• 活性的繼承：Based Rollup的安全性和去中心化程度與以太坊保持完全一致，不需要額外的安全機制或共識算法來保證交易的有效性和順序。相比之下，有逃生艙機制的Rollup更安全、快速便捷。在擁有逃生艙機制的 Rollup 中，如果 Rollup 發生故障或受到攻擊，用戶可以通過逃生艙將自己的資金安全地退回到 L1，但必須等待一段時間才能保證結算。

• 簡化技術復雜性：當L2需要自己處理交易排序和數據可用性問題時會引入額外的復雜性和潛在的安全風險。將排序的責任轉移給L1可以簡化L2的結構，不需要排序器籤名驗證，不需要逃生艙口，也不需要外部 PoS 共識。

• 減少延遲：使用L1來排序交易，可以快速確認交易的效果和順序，從而減少了確認時間，提高了整個網絡的響應速度和效率。

• 降低操作成本：由於L1已經處理了交易的排序，L2可以在此基礎上更有效地批處理和確認交易，減少了L2的驗證復雜度並且單獨爲排序而消耗的資源和費用。這種成本成本效率在交易量大時更加明顯。

• 經濟激勵一致性：L1的礦工參與到L2的交易排序中，可以獲得額外的費用和激勵，這增加了他們維護網絡整體健康的動力。這種設計也有助於保持網絡中不同層次之間激發的一致性，增強整個生態系統的經濟安全性。

基於 Rollup 面臨的挑战

Based Rollup雖然可以解決目前Rollup方案的一些不足，但該技術也面臨一些挑战：

• 收入限制：依賴L1的排序限制了獲取MEV的機會，大部分Based Rollup的MEV會流向L1驗證者。Based Rollup自身無法直接直接物料批次。

• 排序靈活性：排序任務委托給L1可能會降低排序的靈活性，影響特定的交易排序策略和快速交易確認的實現。比如，L1的排序決策可能是更礦工選擇優先處理某些交易以最大化自己的利益，所以想在 Based Rollup 中實現一個類似 Arbitrum 的 FCFS （First-Come First-Served）機制排序就需要額外的技術支持（如 EigenLayer）。

構建基於 Rollup 的項目

由於 Based Rollup 的概念提出了現在這么一年的時間，是一個比較新的概念，其理論和實現細節還在探索和完善階段，所以正在構建 Based Rollup 的項目很少，目前大家相似的項目是 Taiko。Taiko 是一個利用 ZK Rollup 技術的 L2，並开發了 Type-1 zkEVM，提供了與以太坊完整的操作碼和功能，確保了與現有以太坊生態的高度兼容。 Rollup概念提出後不久，Taiko便开始着手構建基於Rollup，將交易排序以太坊的驗證者，並利用以太坊作爲結算和數據共享層和共識機制，來簡化Rollup的結構。2024年1月15日日，Taiko啓動了Katla測試網，實現了Based Contestable Rollup (BCR)，一種將爭議處理過程（類似欺騙論證系統）納入了交易驗證工作流程的Based Rollup。

未來展望

雖然Based Rollup的發展可能需要更多的時間和資源，以及市場和技術的雙重驗證。但長期來看，Based Rollup去增強的安全性、中心化特性、簡化結構和目標一致性，將在市場上競爭中獲得優勢。特別是在 DeFi 領域，Based Rollup 开展出更快的交易確認速度和優先的交易成本，具有顯着的優勢潛力。相信隨着技術的不斷完善和市場的逐步認可，Based Rollup 有望獲得在 Rollup L2 解決方案市場佔有一席地位。