Zk Rollups & Optimistic Rollups 零知識證明與樂觀證明

Rollups 解決方案

• Layer 1: 區塊鏈
• Layer 2: Rollups 所處 (擴容解決方案)

Rollups 機制都是在鏈外或鏈下進行計算和處理後再將交易數據提交到鏈上，從而解決交易吞吐與費用問題。

• 鏈下處理通常指的是將某些計算或交易處理放在與主鏈不同的另一條鏈上。
• 鏈外處理則是將某些計算或交易處理放在完全獨立的環境中進行處理。

TL;DR

• ZK Rollups: (鏈外) 在鏈外將大量交易 bundle 一起，並透過零知識證明（特殊算法）計算處理後生成證明(Validity Proof)，來證明數據正確性（交易的处理和验证是在本地计算机上使用zk-SNARKs或STARKs等技术生成证明），最後再將證明提交到主鏈上，提高處理效率，降低主鏈負擔，每個人都可以驗證證明正確性。
• Optimistic Rollups: (鏈下) 交易提交到鏈下(rollup 鏈)的 Rollups 合約(智能合約)(不是直接提交到主鏈上)，將交易 bundle 後使用 hash 代表區塊所有交易，提交 hash 到 rollup 鏈上。合約會有挑戰期，一定時間內如果有人提交證據證明 hash 是錯誤的，合約會 rollback 整塊交易，並按照交易順序重新執行交易，如沒有人提出則認為有效，將所有交易提交到主鏈上。（接受並產生交易塊與證明的人必須先提交保證金進行運算，如果交易正確則獲得獎勵，而被挑戰後確定錯誤則會沒收保證金並且提出挑戰者會獲得獎勵）

ZK Rollups (Zero-Knowledge Rollups) 零知識證明

• 優點: 正確性、可靠性、隱私保護與節省儲存空間/傳輸
• 缺點：計算成本高、安全性要求高、需要有高安全措施保護系統

1. 用户提交交易：用户将交易提交到 Operator。
2. 計算交易的 zk-SNARKs：Operator 将收到的所有交易打包成一个批次，并使用 zk-SNARKs 算法計算出一個零知識證明，證明這個批次中所有交易的總和為 0。
3. 發布批次根哈希：Operator 將批次的根哈希發布到以太坊區塊鏈上，並在 zk rollup 合約中記錄批次信息。
4. 驗證階段：任何人都可以下載批次中的 zk-SNARKs 證明並驗證它的正確性。如果驗證通過，則意味著批次中所有交易的總和為 0，證明這個批次是有效的。
5. 提取交易數據：任何人都可以使用批次中的 zk-SNARKs 證明提取出交易數據。這是由於零知識證明中僅包含與交易總和相關的信息，而不包含交易本身的詳細信息。
6. 執行交易：交易數據被提交到與 zk rollup 合約關聯的執行合約中，執行合約會按照交易的指令執行對應的操作，例如轉移代幣等。

Optimistic Rollups 樂觀證明

• 優點: 快速確認、低成本、可擴展性、簡單易用
• 缺點：安全性要求高、存在可撤銷交易、需要等待確認

1. 使用者提交交易：使用者將交易提交到以太坊智能合約中。
2. 打包交易：運營者（或合約）從以太坊智能合約中收集所有交易並將它們打包成一批。
3. 發布批次根哈希：運營者將批次的根哈希發布到以太坊區塊鏈上，並在 Optimistic Rollup 合約中記錄批次信息。
4. 驗證階段：在驗證階段中，任何人都可以對批次進行檢查，確認其有效性並提交異議。如果沒有異議，批次將被確認為有效，其中的交易將被提交到 Optimistic Rollup 合約中。
5. 提交異議：如果有人對某個交易或整個批次的有效性提出異議，將會啟動爭議解決階段。此時，驗證人將需要提交爭議解決證明並贏得共識。
6. 執行交易：交易被提交到與 Optimistic Rollup 合約相關聯的執行合約中，執行合約會按照交易的指令執行對應的操作，例如轉移代幣等。

技術比較

優缺點比較

總結