轻松理解Rollup ZK Rollups 与 Optimistic Arbitrum的区别

1. 什么是Rollup

Rollup顾名思义，为归纳，整理的意思。

在以太坊网络中，由于ETH网络带宽的原因，Gas费用常常在网络交易较多拥堵时，会有较大幅度的提升。使得交易一次的成本很高，有时甚至达到几十，几百美金一笔，而且速度很慢。

这就类似我们工作日吃饭，和节假日旅游景区吃饭排队时间增加与价格提高（平时一个面包5块，游园高峰期卖你50）；或者通过高速路口收费站平日与假期的区别一样。

以太坊每一笔交易都包含了数据，而每一个数据都会消耗gas，由于以太坊网络设置了每个区块数据量的上限，以及TPS上限。所以，我们如何将以太坊的容纳度与速度，TPS提升，而又不用将所有内容数据转移到offchain呢？Rollup就应声而出

而Rollup的作用，就是将以太坊需要计算的内容Copy复制，发送到以太坊之外连接的Layer2协议进行计算。然后，将结果信息压缩打包整理，整装待发，重新发回到在链上网络。

而压缩块中，存有大量的签名确认信息。原先链上每笔交易一个Block里面只能有一个确认Sign签名，而现在这个块等于压缩了很多笔交易签名的VIP签名块。VIP一个过了，等于100个过了。这就间接将ETH的TPS大幅提升。

这就类似每个人都有1个问题，但挨个参会陈述费时费力。就通过推选的，被信任的代表，来汇总审核大家的问题，集中处理，从而大幅提高了效率。1个代表问题解答完了，等于100个问题OK了。

链上的部分数据不变，所以，中间的代表人物（Rollup Layer 2协议）的靠谱程度，也决定了以太坊的安全性，Rollup的模式不同也就产生了不同的风格与优劣。

所以，这里暂时先快速讲解一下，几位代表，ZK Rollups 和 Optimistic的浅层区别：

2. 什么是ZK Rollups

ZK Rollups, ZKSnark 或者叫Zero Knowledge Rollups，顾名思义，通过零知识证明验证来进行Rollups环节。 零知识证明，也是区块链公链项目Algorand的创始人Silvio Micali在密码学的主要贡献之一。

ZK的四大特点（注意是ZK不是JK）：

1. Zero Knowledge: 验证者无需看到交易所有数据

2. Succinct: 言简意赅的，简练的

3. Non-Interactive: 无需知道验证者是谁

4. Argument of Knowledge: 证明交易的真实性与正确性

所以Zk Rollups的核心方法，即通过严谨复杂的验证算法，Layer 2协议中的验证者（ZkSnarker/ Validator ）来认证不同数据的真实性(Validity Proof)，从而将认证结果打包。以太坊网络排除多余工作信息后，可以直接将存有大量压缩签名信息的数据block吸收进网络。

任何人都可以参与网络认证，成为认证者，所以，本质上来说，ZKSnark也是一种PoW共识机制的Layer 2协议。

【优点】：

1. Layer2 被以太坊验证的速度很快，可以很快把存在Layer2的资产，提币回Layer1以太坊

2. 很适合应用在Payment，银行，交易所等需要快速结算的业务

【缺点】：由于算法较为复杂，对应用开发有点门槛

但如果未来能基于算法，开发出对Dapp更友好的模式，ZK还是最具有长期扩容价值的方法

3. 什么是Optimistic Rollups Layer2

Optimistic的方法如其名字的意思：乐观的，开始认为所有发送的交易都是值得信赖认证过的。

Layer 2验证者需要先质押Token作为保证金，如果验证过程中，别人发现了有问题的打包，那么该验证者（Sequencer）将被罚款部分Token，并把其作为奖励给与发现问题的人。

每次数据打包后，会有验证期，以供其他验证者检查是否有问题，是否需要重新退回打包。

Optimistic Rollups也具有智能合约功能，可以拥有相应的治理Token,

Op Rollups与ZK Rollups方法本质的区别是，ZK所有人都可以参与通过PoW认证来参与认证，而OP里面更倾向于选择一组值得信赖的认证者，监督整个打包交易的过程。

【优点】：

1.适合开发Dapp，可以几乎无缝迁移原本在Layer1的项目，同时也在开发相应的OVM虚拟机

【缺点】：

1. Layer2提币到Layer1的速度较慢，通常需要1周以上（因为需要给验证者验证打包的真实性）但目前正在有优化的补充协议帮助加速此种模式的速度。

2. 有验证者作恶的风险成本。

我们经常用来谈论的OP Token， Optimism是利用Optimistic方法的Layer2协议之一，而Arbitrum也是利用Optimistic Rollups模式开发的Layer 2协议。由于Opitmism项目和Optimistic Rollup的方法名称很类似，所以很容易搞混。

4. 什么是Arbitrum

首先，如前所述，Arbitrum本质上也是一种利用乐观型Optimistic Rollup模式的Layer 2协议项目。经常用于与Opitmisim项目进行对比，目前在Layer2层面的TVL属于众多协议最高。OP项目在进行认证时，只进行一轮欺诈证明，并且Layer 2的交易计算依靠Layer1来执行。

而Arbitrum在验证时，进行多轮fraud proofs. 同时，Aribitrum的交易，并不在Layer1上进行执行，并且有自己的虚拟机，更加兼容ETH网络。

小结：

本文尽量用轻松的例子讲解困惑很多周围朋友的几个热点概念，包括作者本人也曾被各种OP, ZK系列项目和方法论困扰。经过思考和例子的讲解，希望能够让大家有个更清晰的概念，技术层面的爱好，还可以咨询相应协议开发的工程师，为了保留一些脑细胞，本文就不对技术细节进行详细阐述了。最后再整理一下：

●Rollup指的是一种整理方法，把一堆交易任务送到Layer2协议去打工，从而提升以太坊的运行效率。

●Zk Rollups是指一种利用零知识证明的密码学算法，在无需知道验证者是谁的情况下，完成外包工作的Layer2方法。

●Optimistic Rollups是指利用一堆验证者，在默认打包是好的情况下，通过奖惩机制，监督发掘是否有Bug的Layer2方法。

●Optimism和Arbitrum都是Optimisctic Rollups方法为基础开发的项目。

●Zksync, ZKxxxxxxx很多ZK，都是以ZK Rollups方法为基础或噱头，开发的项目。

目前的ZK Rollups更适合Payment，等需要快速交易的业务，算法稍复杂；而Optimistic类方法更适合Dapp开发与Defi业务，就是提币时间有点长。

其他Layer2协议，Plasma，Metis，还有利用博弈机制和AI的Truebit等，都在探索以太坊的扩容最优解。

最后：

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