乐观rollup 是一种Layer 2 扩展协议，旨在通过在网络外部处理交易来提高以太坊的吞吐量和降低延迟。它涉及将计算和数据存储移至链下，以减少主网的负载并提高其可扩展性。 ^[1][2]

乐观rollup 将交易聚合到单个交易中，称为rollup区块，从而显着提高主区块链的吞吐量。它能够链下处理交易并使用“欺诈证明”机制来检测无效交易，从而缓解主区块链上的拥塞，同时提供无缝的互操作性和高效的交易处理。 ^[3][4]

概述

乐观rollup是一种Layer 2 (L2)扩展解决方案，它依赖链下计算来记录L2中发生的交易。它通过发布rollup内发生的交易的Merkle根来更新主区块链上的rollup状态。乐观rollup由三个主要组件管理：一个智能合约，它与L2链和以太坊交互；一个排序器，负责收集、排序和执行L2链上的交易；以及一组验证者，包括一组节点，它们监控L2链并在检测到任何无效交易时向智能合约提交“欺诈证明”。验证者负责在系统状态更新之前检查Merkle根的正确性。如果出现不一致，验证者会发布欺诈证明，然后将状态恢复到之前的有效状态。^[5]

乐观 Rollup 的工作原理

乐观 rollup 的关键特性在于，它默认所有交易都是有效的，因此只有在提交欺诈证明时才会验证交易。此外，它在保持安全性和去中心化的同时，实现了高可扩展性。当用户签署交易并将其提交给排序器时，乐观 rollup 开始运作。排序器反过来验证这些交易，并将它们添加到队列中。随后，排序器将数千个排队的交易批处理成一个区块，该区块包含 L2 链的 Merkle 根和交易，并作为单个交易提交给 以太坊 网络。在 智能合约 中，存储根，并相应地更新系统的状态。 ^[5]

乐观 rollup 的工作流程 ^[6]

完整区块数据由排序器在链下发布，可以发布在像 IPFS 这样的去中心化存储网络上，也可以发布在中心化服务器上。数据验证由验证器执行，以确定数据是否与链上提交的根匹配（当访问数据时）。如果发现任何差异，验证器可以向智能合约提交欺诈证明。随后，合约将恢复无效区块并撤销排序器的保证金。 ^[5]

用户从 L2 链向 以太坊 提取资金必须在 L2 链上发起退出请求。排序器参与以区块的形式将请求提交给以太坊，然后 智能合约 解锁资金并将其转移到用户的地址，尽管涉及等待期。在乐观 rollup 的情况下，在提款最终确定之前，等待期约为一周。相比之下，ZK Rollups 允许立即提款。但是，在此等待期间，如果有人认为退出无效，则可以使用欺诈证明来质疑退出。此外，当用户使用 流动性提供者 (LP) 时，可以绕过一周的等待期。当 LP 承担待处理的 L2 提款的所有权时，它可以向 L1 上的用户支付费用以换取费用。 ^[2][5]

元素

乐观rollup是一类共享共同特征和设计的协议。这种rollup的三个主要要素是欺诈证明机制、执行模型和数据可用性解决方案。 ^[5]

防欺诈机制

乐观rollup中的防欺诈机制分为两种类型：交互式和非交互式。交互式防欺诈机制需要排序器和验证器来验证区块的有效性，而非交互式防欺诈机制则利用密码学证明来验证区块的有效性，而无需直接交互。这两种机制的主要区别在于它们的特性：前者更灵活和通用，但成本更高，处理时间更长，而后者更高效和快速，但往往更具限制性和专业性。采用交互式防欺诈机制的乐观rollup的著名例子包括Optimism和Arbitrum。另一方面，zkSync 2.0和Boba Network采用了乐观rollup的非交互式防欺诈机制。 ^[5]

执行模型

乐观rollups中的执行模型也分为两种类型：以太坊虚拟机（EVM）兼容型和EVM等效型rollup。前者采用EVM作为其基础层（Layer 1），使rollup能够执行任何智能合约而无需修改。相反，后者采用功能等效的虚拟机，允许rollup容纳大多数智能合约，只需进行少量调整。EVM兼容的乐观rollup的例子包括Optimism和Arbitrum，而EVM等效的rollup包括zkSync 2.0和Boba Network。 ^[5]

数据可用性解决方案

这类乐观rollup元素也包含两种类型：去中心化数据可用性解决方案和中心化数据可用性解决方案。在去中心化数据可用性解决方案中，点对点网络或去中心化存储网络（如IPFS）被用于存储和分发完整区块数据。相反，中心化数据可用性解决方案依赖于单个服务器或受信任的第三方来存储和提供完整区块数据。这两种数据解决方案之间的显著区别在于其安全性和抗审查性。去中心化解决方案更安全且抗审查，尽管成本更高且更复杂。另一方面，中心化解决方案易受攻击且依赖信任，但它们更具成本效益且更简单。Optimism和Arbitrum是使用去中心化数据解决方案的rollup示例，而zkSync 2.0和Boba Network选择中心化数据可用性解决方案。^[5]

优点

乐观rollup提供了许多好处，包括更高的吞吐量、更低的gas费用、更快的确认时间、增强的安全性和去中心化，以及与现有智能合约和工具的兼容性。 ^[5]

更高的吞吐量

Optimistic rollup 通过实现更高的交易速度和更短的确认时间来提高交易吞吐量。这是通过绕过 Layer 1 (L1) 的拥塞和限制来实现的，从而使交易能够在 L2 链上更快更频繁地处理。 ^[5]

更低的 Gas 费用

在乐观rollup中，大部分计算和数据存储被转移到链下，从而降低了交易的 gas 费用。此外，这种方法通过将数千笔交易聚合到一个区块中，并仅在链上提交最少的数据，从而节省了 gas 成本并提高了效率。 ^[5]

更快的确认时间

L2链上的确认是即时的，从而减少了rollup内的交易延迟。 ^[5]

安全性和去中心化

乐观rollup的安全性与去中心化源于L1，通过在链上发布交易结果并依赖欺诈证明来确保正确性。 ^[5]

兼容性

乐观rollup与现有的智能合约和工具兼容，从而使开发者和用户受益。例如，开发者可以利用熟悉的库、框架和标准，如ERC-20、EVM和Solidity。同样，用户可以使用相同的钱包、界面和浏览器，如MetaMask。 ^[5]

例子

基于总锁定价值（TVL）领先的乐观rollup区块链包括Arbitrum、Optimism、Metis Andromeda和Boba Network。 ^[7]

Arbitrum

Arbitrum 是一个乐观 rollup 项目，专门设计用于通过将计算和数据存储转移到链下来提高 Ethereum 的用户成本和交易速度。它作为 Layer 2 解决方案运行，通过提高其速度和可扩展性，同时集成额外的隐私功能来改进以太坊 智能合约 的功能。此外，与以太坊相比，Arbitrum 具有更高的吞吐量和更低的费用。^[7][8][9]

Arbitrum 虚拟机 (AVM) 支持使用 EVM 兼容的智能合约，允许用户以低于以太坊的成本访问他们喜欢的 dApp。Arbitrum 拥有自己的原生代币，称为 ARB，主要用于治理目的。ARB 持有者有权参与投票，决定影响功能、协议增强、资金分配和安全委员会选择的提案。^[7][9]

Optimism

Optimism 是一个 Layer 2 区块链，它利用 以太坊 主网 的安全性，通过 乐观 rollups 来增强 以太坊 生态系统的可扩展性。 这种方法确保交易以无需信任的方式记录在 Optimism 上，并最终在以太坊网络上得到保护。^[10]

Optimism 专注于构建其以太坊 Layer 2 解决方案的简单性，尽可能利用已建立的以太坊代码和基础设施。 其目标是通过直接使用现有代码库来保持代码的简单性。 ^[10][12][13]

Metis Andromeda

Metis Andromeda 的开发旨在满足对无需许可和开放协作的需求，为以太坊用户提供 EVM 等效、闪电般快速且用户友好的 Layer 2 解决方案。最初从 Optimism 分叉而来，Metis 提供对多个互连链的支持，主要侧重于支持轻松创建 DAC（去中心化自治公司）。除了其 Layer 2 扩展技术外，它还提供三种基本产品：^[11]

• 一个 NFT 桥和存储解决方案
• 一个 DAC 框架
• Polis，一个中间件平台

Metis 的 NFT 桥促进了以太坊区块链和 Metis 的 Andromeda 网络之间 NFT 的无缝传输。这允许用户在 Metis 上创建 NFT，从而可能降低铸币费用，然后将它们移动到以太坊。相反，用户可以在以太坊上铸造 NFT 并将其传输到 Metis。Metis 加密协议还通过与星际文件系统 (IPFS)（一个去中心化文件存储系统）集成来提供 NFT 存储。^[13]

Boba Network

Boba Network是一个多链Layer 2扩展解决方案，旨在利用rollup技术的力量并增强区块链通信的灵活性。它利用Optimistic Rollup技术来降低gas费用，提高交易速度，并扩展智能合约的功能。Boba网络与基于EVM的工具完全兼容，并扩展了对Avalanche、BNB、Moonbeam和Fantom的多链支持，从而实现快速交易和低费用。^[14][15]