VIT:观点 | ETH 2.0本就是一种形式的rollup_TROLL价格

当我们向一种新的扩容范式转变时，回顾被抛弃的旧范式是一种很好的做法。

这篇文章旨在让读者相信，“以rollup为中心”的方法并不会背离分片，并且有望构建对整个系统更直观的理解。

OptimisticRollup的定义

出于本文的目的，我们先详细说明最简单的OptimisticRollup(ORU)实现。

ORU需要具备以下几个特性：

将所有交易数据提交到链上

将状态根提交到链上

假设状态根是正确的

一些节点负责验证ORU的状态转换

设有链上欺诈证明执行程序，可以撤销无效状态转换

分片为什么不可行

在证明ETH2.0分片只是一种复杂的ORU系统之前，我们先来探究一下为什么原生分片系统并非安全的可扩展性解决方案。其背后原因不是特别直观。

观点：加密货币在美国的未来很可能由国会而不是法院决定:6月10日消息，美国律师Mike Selig表示，SEC最近对币安、Coinbase提起诉讼，对加密货币行业来说并不完全是坏事。Selig认为，加密货币在美国的未来很可能由国会而不是法院决定。如果SEC在对Coinbase、币安、Ripple和其他公司的诉讼中获胜（甚至一直打到最高法院），我们仍然有可能看到为加密资产建立合理监管市场结构的立法在国会获得通过。Coinbase、币安和其他加密生态系统的参与者最终将有一条合规之路。每个主要的外国司法管辖区都在朝着这个方向发展，美国不太可能成为唯一的抵制者。（CoinDesk）[2023/6/10 21:28:42]

从数学角度证明分片的安全性

假设

一条区块链上有16384个验证者和64条分片链，每条分片链都由128名验证者组成的委员会负责验证。委员会成员选举是不可预见的：每个slot结束后，所有委员会都会解散，并随机从全体验证者中重新选出64个委员会，因此每个验证者都不知道其他验证者所在的委员会。假设一个区块需要获得委员会中2/3成员的认可才能被添加到分片链上，这就意味着在全体验证者中包含1/3恶意验证者的情况下，通过随机的方式选出恶意委员会的概率是：

观点：黄金可以对冲加密货币价格波动风险:2月14日消息，总部位于墨尔本的纽克雷斯特矿业有限公司（Newcrest Mining Ltd.）首席执行官Sandeep Biswas在接受彭博电视台采访时表示，加密资产的繁荣证明了需要更多的金银投资组合。 Biswas称，黄金可以对冲加密货币价格波动风险。比斯瓦驳回了有关加密资产会削弱黄金吸引力的争论，称后者由于其稳定性而对投资者有利。（cryptoglobe）[2021/2/14 19:44:16]

b)哈希承诺。

关于该技术的详解，可以参见这篇文章。

分片就是Rollup

ETH2.0的分片设计模糊了它们是信标链的ORU这样一个事实。如果将重点从分布式处理转向有序的数据可用性层，就变得一目了然了。

观点：区块链能让支付服务更加高效 需要行业竞争以改变数字货币角色:加密行业专家表示，随着在线支付公司Wirecard本月进入破产程序，主流金融服务商，如VISA、PayPal和Mastercard都在争先恐后地填补数字支付的空白，并成为第一家提供加密支付卡的公司。区块链服务提供商TAAL首席执行官Jerry Chan和虚拟货币平台Coincurve总裁兼联合创始人Rod Hsu都认为，要改变数字货币被用作支付或技术手段的方式，这个行业所需要的正是竞争。Jerry Chan指出，除了主流加密意识需要之外，区块链还能让支付服务更加高效。Rod Hsu表示，在Wirecard事件之后，加密部门应该学习“透明度”。他补充说，区块链是一种不可改变的开放技术，可以在“任何时候”对资金流动进行全面审计。（Cointelegraph）[2020/9/6]

观点：区块链技术将加速气象环境社会化观测:近日，中国气象局印发《便捷式自动气象观测仪分级技术规范（试行）》，鼓励观测技术创新发展。有业内人士表示，气象环境数据一旦上区块链，时间和内容均公开透明且难以篡改，上链的内容也将逐步具有法律效力，可溯源追责，这就为不同机构进行数据交换和共享提供了信任基础，用技术解决了信任问题。区块链技术还会鼓励更多的社会团体、企业和用户加入社会化观测系统，通过对气象数据上链、创建仲裁节点剔除不良数据、气象数据的分布式存储，贡献气象环境数据来获取相应的数字经济权益。(环球网)[2020/6/9]

如上图所示，验证者集起到以下4种作用：

验证并执行信标链

对分片所提供的数据进行抽样验证

组成分片委员会

提交关于无效状态转换的欺诈证明

我们已经作了两个假设：i)数据具有可用性，ii）区块链会从最近一个具有数据可用性的区块开始进行分叉。则要么人们可以构建欺诈证明，要么系统将缺乏数据可用性归咎于签署该区块的分片委员会，并回滚状态转换。

观点：2.3万亿美元投资者现金储备可能会引发新一轮比特币涨势:随着投资者评估美国各州采取的临时重开措施，比特币将迎来新一轮价格上涨。目前，投资者持有价值2.3万亿美元的现金和现金证券，以重新进入市场，他们可能从持有的现金中提取一部分，将其投资于风险市场。比特币也可能受益，因为它在减半后的长期看涨情景。分析还显示，比特币与美国股市的相关性不断增强，可能导致其现货价格进一步走高。（Bitcoinist）[2020/5/6]

从定义上来说，ETH2.0是一种ORU

这时，考虑到我们之前对ORU的定义，我们应该能够证明分片实际上就是rollup：

1.所有交易数据都提交到链上

分片区块数据被集中到数据可用性层上，在一定概率上会由全网进行验证。

2.状态根被提交到链上

分片委员会为包含在信标链区块中的分片状态根提供证明。

3.状态根被假定为有效的

信标链在没有进行额外验证的情况下，假定分片委员会的证明是有效的

4.一些节点负责验证ORU的状态转换

分片委员会验证分片的状态转换。

5.有一个可以撤销无效状态转换的链上欺诈证明执行器

信标链支持分片状态转换欺诈证明。

解构ETH2.0

既然我们已经解释了ETH2.0和ORU系统之间不可思议的相似性，我们能够如何利用这一信息来更好地理解整个系统的设计？让我们通过ORU系统的角度来探索ETH2.0的一些设计决定：

数据吞吐量

在当前设计中，系统的数据吞吐量与分片机制紧密耦合。

这里可以采用的一种方法是，将数据可用性检查视为协议中的头等公民。这样可以对数据层进行独立优化，执行层也可以更细的粒度控制硬件要求。

例如，ETH2.0可以提供64个数据中心和一个在信标链上的ORU合约，以此代替分片链。ORU合约可以让rollup决定领导者选举机制，它们想要将数据发送到多少个数据中心上，以及它们是否想与其它rollup绑定。使用的数据中心越多，验证rollup所需的硬件要求就越高。

严格来说，上述系统是当前分片设计的超集。除了由协议定义的64个分片之外，还会有其它具有自己特征的rollup构建在安全数据层上，并且独立于协议分片。

回滚最小化

在简单的ORU中，当选的领导者有权提交无效状态转换。虽然这不会影响系统的安全性，因为无效状态转换是可以通过欺诈证明撤销的，但这确实会破坏rollup的进程。单独来看，这种破坏对作恶者来说通常是不划算的。然而，在ETH2.0中，跨分片通信让这个问题变得特别棘手。处于slotN的分片预期自己可以获得其它分片在slotN-1时的状态。假设分片S~i~提交了一个无效的状态转换，除了单方面发起回滚之外没有其它合理的方法来撤销该状态对分片S~j~的负面影响。

为避免灾难性事件，必须有适当的机制来防止这类回滚。其中最明显的两个机制是分片委员会和托管比特检查。正如“从数学角度证明分片的安全性”一节中所述，即使考虑到各种攻击向量，贿赂分片委员会中2/3以上成员的概率也很低。托管比特可以确保诚实的验证者不会因为懒惰而被签署无效的状态转换。

如果我们认为这些机制的目的是防止无效状态转换，而非维护系统安全，就能选择既有实用价值，又能实现相同效果的参数。例如，将分片委员会的规模减少到64人，随机组成恶意委员会的概率依然低至3.1×10-8。但是从网络和签名聚合的角度来看，这样能够极大减轻负担。

以rollup为中心的以太坊路线图

本文最初撰写于斯坦福区块链大会2020期间。那时，我开始充分领会到ETH2.0和ORU之间的相似性。在看过Vitalik的

文章后，我决定发布这篇文章，来表示对以太坊将来采用以rollup为中心的扩容方案的支持。但是，如本文所述，“以rollup为中心”的扩容方案没有让我们偏离方向，而是一个超集。我们在分片设计中遇到的问题与我们在整合跨rollup通信时遇到的问题是同构的。这就意味着，已经开展的大部分工作都可以继续进行，不会被中断。

以rollup为中心的路线图会降低分片执行所必需的协议复杂性。这使得我们能够不断迭代类似分片的复杂的rollup机制。这样可以让更多开发者为不同的rollup格式做贡献，让现有核心开发者和研究者可以专注于构建一个健壮的数据可用性层。

可以说，通往功能完善的ETH2.0的道路从未如此清晰。

如果你对文中所述内容感兴趣，想要进行深入讨论，请在推特上联系我?@lightclients。我也在将帮助各种有影响力的项目寻找优秀的研究者和工程师。如果你需要帮助，请私信我。

原文链接:?https://lightclient.io/blog/eth2-is-a-rollup/作者:?lightclient翻译&校对:?闵敏&阿剑

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