從鏈上到鏈下：狀態通道與Roll-ups

2025年6月30日 18:05

作者：BillBuchanan，來源：Medium，編譯：Shaw金色財經

不久之后，我們需要意識到我們正在運行一個傳統的金融世界，并且需要構建一個更值得信賴的數字基礎設施。實際上，我們需要變革的不只是金融領域，還有任何需要高度信任、安全性和分布性的領域。為此，我們可以采用像Ethereum這樣的Layer 1Blockchain方法，但它已經暴露出擴展性問題，其主賬本和計算基礎設施無法處理每秒超過15到30筆的交易。不過，如今正在采用新的方法來減輕Ethereum的負擔——同時仍保持其可信度和分布性。這些方法包括用于共享的Layer1實現，以及向權益證明(PoS)的過渡。然而，最令人關注的進展發生在Layer2方法中，這些方法建立在核心Ethereum網絡（主網）之上。Layer2:狀態通道

狀態通道最初是在Bitcoin閃電網絡中實現的，后來在Ethereum上進行了擴展。通過這種方式，我們基本上在主網賬本上有兩個記錄，其中相關方必須承諾一些資金，這些資金可能會被使用，也可能不會被使用。例如，假設Bob想要創建一個側通道來支付客戶費用，并承諾支付10個ETH。然后，他將創建一個通道合約。承諾的ETH將在通道有效期內被鎖定，并且無法使用。Bob可以給Alice2個ETH，給Carol3個ETH。完成后，他將提交完成的交易，Bob將收回5個ETH，Alice和Carol分別獲得2個ETH和3個ETH。最后，Bob只需發布匯總數據，并且只需為主網賬本上的兩次承諾支付交易費用。狀態通道的實現由Polygon提供，它實現了完整的EVM兼容性和低交易費用。以下是一個例子：

Layer2:Roll-ups

擴大Ethereum規模的最佳機制之一是通過Roll-ups和側鏈將交易轉移到鏈下。OptimisticRoll-ups

這些機制在鏈下處理交易，并假定交易有效（本質上是一種“信任并驗證”的方法）。只有當交易出現爭議時，它們才會占用主網上的計算資源。因此，在交易真正確認到主網之前，需要一段“挑戰期”的延遲。

在Arbitrum中，欺詐觀察員會分析交易，如果發現欺詐交易，觀察員會將欺詐證明發布到主網。實際上，Arbitrum可以識別與欺詐分析相關的代碼行，然后將其發布到主網。主網隨后可以對欺詐證明進行裁決，并決定是否執行所需的代碼。Arbitrum有七天的提現期。

零知識Roll-ups（zk-Rollups）

這些技術將計算和狀態存儲轉移到鏈下，并采用一種無需信任的方式。一旦狀態更新回主網，只需極少的更新即可完成狀態變更及其相關的證明。由于我們擁有壓縮格式的證明，因此可以快速驗證更新后的交易，同時保障交易的隱私性。有了這種技術，與需要數天才能提交的OptimisticRollups不同，使用zk-Rollups（基于zkSnarks）我們只需大約一小時即可驗證證明。這確保了沒有雙重支付，并且所有交易都具有償付能力。ZKsync就是一個例子。

結論

在我看來，在離線鏈中使用零知識證明是最佳解決方案，因為這樣可以快速驗證主鏈上的交易，并且能保護交易雙方的隱私。我們還可以在零知識證明中使用選擇性披露，這在揭示重要信息時很有用，比如一個人是否有權訪問某個資源。

對于OptimisticRollups，我們假定交易有效，除非有相反的證明，并且需要一個挑戰期，在此期間交易在最終確定前可以被質疑。而使用zk-Rollups，我們的交易是有效的，因為有相關聯的證明，并且能快速提交到主網。遺憾的是，zk-Rollups需要對密碼學和Blockchain有深入的理解，這可能會減緩開發進程。

顯然，Ethereum并非唯一的選擇，Polygon、Solana、Cardano和Polkadot等提供了比Ethereum更具擴展性的替代方案。不過，我們熱愛這個為我們帶來智能合約和Ethereum虛擬機（EVM）的Blockchain，許多人希望它能夠克服可擴展性問題，同時保持同樣的去中心化和安全性水平。

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