以太坊擴容方案解析：Optimistic Rollups與ZK-Rollups

以太坊作爲當前最活躍的區塊鏈平台之一，承載着衆多去中心化應用，從DeFi到NFT，生態系統蓬勃發展。然而，繁榮的鏈上交易也帶來了一些固有挑戰，如網路擁堵導致的交易費用飆升、處理時間延長和失敗率增加，這些因素嚴重影響了參與者的積極性。

爲應對這些問題並保持主鏈的分布式特性，社區主要採用了L2擴容方案。L2的核心理念是將計算和交易從主網（L1）轉移到第二層網路執行，僅將最終結果提交到主網。這種方式不僅提高了交易效率、降低了費用，還能繼承主網的安全性。

目前，較爲知名的L2方案包括Rollups和側鏈等。Rollups又可細分爲Optimistic Rollups和Zero-Knowledge Rollups（ZK-Rollups）。

Optimistic Rollups

Optimistic Rollups將所有交易計算和狀態更新放在L2網路上進行，隨後將壓縮後的原始交易數據批量發布到主網。在提交時，L2節點默認認爲這些交易都是有效的，這種模式極大地提升了交易確認速度和效率。

如果驗證者發現問題交易，可在七天內提交欺詐證明。L1上的智能合約將驗證此證明。若確實存在問題交易，包含該交易的批次及後續批次將回滾，作惡節點將受到懲罰，而驗證者將獲得獎勵。

若七天內未收到欺詐證明，所有交易將被確認爲合法。"欺詐證明"機制的存在本身就起到了有效的威懾作用，實際上很少有節點提交欺詐證明或被證實作惡。

Optimistic Rollups的主要缺點在於七天挑戰期可能導致的資金流轉問題，以及潛在的中心化風險。

ZK-Rollups

與Optimistic Rollups不同，ZK-Rollups在提交數據到鏈上時，除了壓縮後的數據本身，還需附帶一個有效性證明。這意味着ZK-Rollups雖然同樣在鏈下進行交易，但在正式提交前，需要先在鏈下計算出有效性證明。

ZK技術在區塊鏈出現前就已存在，但其應用受限於現實世界的復雜性。區塊鏈應用ZK技術的優勢在於能將復雜性限制在智能合約內，只需驗證鏈上數據和計算，無需依賴任何中心化組織或個人。

ZK-Rollups的復雜性體現在需要根據交易執行的數據和邏輯，編譯成復雜的邏輯電路圖，然後使用專用證明器通過密碼學計算生成可快速驗證的結果。這個過程通常需要算力強大的計算機和專用的編譯器及驗證器。

Layer2成本分析

Optimistic Rollups的成本主要包括：提交壓縮後交易數據到L1的費用，以及L2節點的運營成本。好消息是，以太坊的EIP-4844方案大幅降低了L2與主網交互的費用。但維護節點需要鎖定大量資金，可能導致投資者錯失其他機會。

ZK-Rollups的主要成本來自於計算資源，生成零知識證明需要大量計算資源和專門硬件。此外，它也需承擔將數據提交到鏈上的交易費用。專業硬件的需求可能導致網路更加中心化。

總結

Optimistic Rollups和ZK-Rollups都是以太坊生態應對可擴展性挑戰的關鍵方案。隨着以太坊EIP-4844等升級的實施，L2的數據發布成本已顯著降低，這將進一步釋放兩種方案的潛力，推動以太坊生態系統的持續發展。