Rollup——大规模采用 DePIN 实用程序的垫脚石

作者：Arkreen ；翻译：白话区块链

比特币通过区块链技术的创新成功解决了在去中心化领域实现共识的挑战。随后，工程师们开始努力解决增强可扩展性的复杂任务，这是一项艰巨的挑战，因为可扩展性、安全性和去中心化之间存在固有冲突，这种困境通常被称为区块链三难题。可扩展性困境已被证明是阻碍区块链广泛应用的主要障碍。在确保安全性和去中心化这两个对于区块链完整性至关重要的方面之间取得平衡，构成了一个持续的挑战。如果不能保持这种微妙的平衡，区块链就有可能变得类似于中心化系统。此外，低可扩展性也会增加使用区块链的成本。因此，尽管具有潜力，但区块链的大规模应用在近年来受到了阻碍。 

1、模块化区块链是什么？

近年来，工程师们一直在努力解决区块链三难题所带来的挑战，现在已经找到了一个可行的解决方案：模块化区块链。这种创新方法涉及将区块链划分为不同的模块和层，每一层专门处理特定的需求。通常，安全性和去中心化优先考虑在第一层（L1），而可扩展性则在第二层（L2）得到解决。

从概念上讲，L1和L2可以被看作是相互连接但又不同的区块链。L1负责确保L2的安全性和去中心化，所以节点状态在L1上解决。L1主要执行交易并存储状态，本质上是作为骨干运作。值得注意的是，即使在所有L2节点离线的情况下，社区也可以通过存储在L1上的信息来恢复L2，从而增强了这种模块化区块链解决方案的弹性。

在典型的模块化区块链中，关键模块驱动功能：

1）共识：这个模块至关重要，它决定了要包含在区块链中的交易，并建立它们的顺序。

2）执行：负责执行交易并获取后状态。

3）结算：决定共识状态。设计用于决定共识状态的这个模块，在状态发生分歧时介入，促进解决。

4）数据可用性（DA）：确保社区内对交易历史的普遍访问，这个模块对结算程序和区块链恢复工作至关重要。

2、Layer2（L2）是什么，以及以太坊为何需要它？

Layer2（L2）是区块链技术中的一个概念，指的是构建在主要区块链（通常是第一层，或L1）之上的协议和解决方案，以提高可扩展性和效率。作为领先的区块链平台之一，以太坊需要Layer 2解决方案来解决其可扩展性限制和高交易费用问题。

以下是以太坊需要Layer 2的原因：

1）任务一：澄清交易细节和顺序

随着以太坊网络的增长，交易数量增加，导致拥堵和更高的费用。 Layer 2解决方案可以通过在主要以太坊链之外处理交易来缓解这一问题。然后，这些交易被捆绑在一起，并定期在主链上结算，从而减少了拥堵和燃气费，同时仍然保持安全性。

2）任务二：传达交易执行后的最新状态，并且是否有一种验证其准确性的方法

在Layer 2上执行交易后，以太坊需要一种机制将最新状态传达回主链（Layer 1）。这通常涉及使用加密证明或承诺，以确保状态转换是有效且可验证的。验证机制，如欺诈证明或zk-rollups，有助于在不影响安全性的情况下确认交易的准确性。

3）任务三：是否有指定的机制来促进跨链调用

为了让以太坊与其他区块链或Layer 2解决方案无缝交互，需要一种指定的机制来促进跨链调用。互操作性协议，如桥梁或跨链通信标准，使资产和数据能够在不同链之间安全高效地流动，从而扩展了以太坊的功能和生态系统。

总之，Layer 2解决方案对于以太坊来说至关重要，可以解决可扩展性挑战，提高交易吞吐量，降低费用，同时保持与其他区块链的互操作性和安全性。

 

3、探索Rollups如何完成这三个任务

Rollup被称为L2；让我们看看它是如何工作以完成上述三个任务的。

1）任务一：数据可用性（DA）

首先，通过向Layer-2（L2）网络发送指定数量的ETH来启动流程，以支付燃气费用。通过L1->L2跨链桥接器执行此步骤，称为“存款”。通常，L2网络也将运行L1节点；只需等待包含存款交易的L1块的最终确认；一旦确认，存款将被安全地保留。

接下来，向L2序列器发送交易。L2序列器节点将高效地管理这些交易。将其视为标准的区块链过程：序列器构建包含交易的区块，执行这些区块，并维护链的最新状态。通常，每隔两分钟或收集到足够数量的交易时，L2序列器将压缩交易并安全地将它们提交到L1链。这种战略性的方法确保了L1完全了解L2交易及其特定顺序。完成任务一后，我们将整个过程称为“数据可用性（DA）”。

2）任务二：乐观(OP)和零知识(ZK)Rollups