Rollup Summer或將到來？詳談RaaS的概況、生態及未來展望

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原文作者：Cynic Leo，LK Venture### 太長了；博士區塊鏈中存在著一個不可能三角，即安全、去中心化與可擴展性無法同時實現。 Bitcoin 與Ethereum 選擇了前兩者，而對後者的支援不足，短時間的大量交易會導致網路擁塞與高昂的交易費用。Bitcoin 生態最先提出擴容的概念，希望在Bitcoin 之上建構一個虛擬的第二層用於處理交易，而主鏈用於結算。 Ethereum 先後再嘗試使用State Channel, Sidechain, Plasma 來實現擴容，但結果都不如人意。 2018 年9 月5 日，Barry Hat 在Github 提出了Rollup 的概念。最終Rollup 技術贏得了社區的認可，Ethereum Foundation 稱之為唯一的Layer 2 技術。五年彈指一揮間，市場關注度最高的以太坊Rollup 都在近期頻繁傳出RaaS（Rollup as a Service）的新動向，我們會不會在不久後迎來屬於Rollup 的是summer？本文從RaaS 的概況、生態和未來發展分析，希望由點到線，由線到面，窺見一斑。## RaaS 概況關於Rollup 的技術分析，Rollup 的實現較為複雜，對於專業技能與開發能力的要求較高，發鏈的高門檻顯然與區塊鏈無許可的概念背道而馳。Rollup-as-a-Service (RaaS)將Rollup 打包為一項服務，為企業、組織以及個人提供更友善、簡單的Rollup 部署體驗。類似Cosmos SDK 與Polkadot Substrate。對於Layer 1 發鏈所做的那樣，RaaS 為Rollup 提供了通用的SDK，透過簡單的配置就可以實現自主的Rollup 開發部署，可客製化的特點維護了專案的主權性。部分RaaS 專案甚至提供了無程式碼的一鍵發鏈功能，讓使用者不需要具備程式設計能力也能夠部署自己的Rollup。Rollup 是高度模組化的，排序器（Sequencer）以及證明產生器（Prover）都可以進行單獨的迭代升級。在RaaS 中，有專案專攻排序器與證明產生器的設計與開發，能夠為所有Rollup 提供服務。RaaS 能夠帶來以下改變：1.更便宜、高效且同等安全的應用鏈：Rollup 將昂貴的計算過程移到鏈下處理，使得交易更加便宜且高效；以底層公鍊作為DA 層，由智能合約驗證證明，能夠獲得與底層公鏈相同的安全性。2.創新想法的試驗場：Rollup 使用和底層公鏈相同的虛擬機環境，但是價格上更加低廉，可以作為底層鏈的battle test 環境，將社區的提案在Rollup 上經過足夠的測試後，再遷移至底層公鏈。3.更高的互通性：使用同一套RaaS 服務的Rollup，由於技術架構相同，所以容易定義出一套訊息規則，無需透過橋接進行跨鏈，而是直接在各Rollup 間進行訊息傳遞，獲取彼此間的高互通性。## RaaS 生態廣義而言，所有對發行Rollup 有貢獻的項目都屬於RaaS 生態。本文根據模組化原則，自底向上，將RaaS 生態分為了DA（資料可用性）、SDK（軟體開發工具包）、Sequencer（排序器）、No-Code（無程式碼部署）四個層級。其中部分項目提供了多個層級的服務，將在第一次出現時綜合論述，在下文中不再重複說明。![Rollup Summer或將到來？詳談RaaS的概況、生態及未來展望](https://img-cdn.gateio.im/resized-social/moments-7f230462a9-72cd25c3ff-dd1a6f-6d2ef1)### DA（數據可用性）理論上，任何公鏈都可以作為DA 層儲存Rollup 的交易數據，然而，如果沒有一個穩定、正確運行的DA 層，Rollup 將無法驗證狀態轉換的可靠性。對Rollup 而言，有兩種選擇。一種是Smart Contract Rollup，也是目前大多數Rollup 選擇的模式，實際依賴底層公鏈的結算與資料可用性；另一種是Sovereignty Rollup，將資料可用性與結算分離，只依賴底層公鏈的資料可用性，自己處理結算部分。前者的代表通常會選擇EVM 相容、Cosmos 相容鍊或Solana 等具備完整功能的公鏈；後者的需求衍生出了專攻資料可用性的項目，包括Celestia、EigenLayer、Avail 等。**塞拉斯蒂婭**Celestia 是使用Cosmos SDK 建構的PoS 鏈，使用修改的Tendermint 共識演算法，使用RS 碼進行區塊資料的編碼。利用數據可用性採樣技術，Celestia 進一步降低了輕節點的驗證成本，輕節點只需要下載部分區塊數據即可驗證數據可用性。此外，對於區塊是否正確編碼的檢測，Celestia 使用Optimism 機制，即先樂觀相信其被正確編碼，如果一段時間未收到詐欺證明，則確定該區塊已正確編碼。 Optimism 機制提高了運行時的效率，但是增加了部分延遲。**可用**Avail 是Polygon Labs 扶持的項目，所使用共識演算法為BABE+GRANDPA，同樣使用了資料可用性取樣技術。與Celestia 不同的是，Avail 使用有效性證明來驗證區塊被正確編碼，採用的是比Merkel Proof 更有效率的KZG 證明。**自己的層**EigenLayer 本身就是作為重質押的解決方案，旨在利用以太坊質押的流動性來為專案提供經濟層面的安全保障。有了EigenLayer，新的協定不需要建立自己的分散式驗證網絡，只需要透過EigenLayer 利用ETH 重質押的安全性。 EigenLayer 能夠出色地應用在輕量級、無許可、去中心化場景，在以太坊擴容的敘事之下，最佳的用例就在RaaS 中。由於DA 不進行交易的計算，僅對交易資料進行編碼與承諾，所以對節點的要求較低。由於採用PoS 演算法，所以質押流動性是區塊鏈安全性、可用性的直接體現，這也正是EigenLayer 大展身手的機會。EigenLayer 作為Ethereum 上的智能合約存在，使用KZG 有效性證明進行區塊正確編碼的校驗，然而當前EigenLayer 還未採用數據可用性抽樣技術，這可能與Ethereum 下一階段的升級計劃有關。### Sequencer（排序器）排序器的工作是將接收到的使用者交易進行排序，後續的執行與出塊都會依照這個順序進行。在以太坊的架構中，由於排序與執行是由同一個實體處理，導致驗證者的權力過大，存在MEV、審查等現象，極大影響了使用者體驗。將排序與執行分離，是PBS（Propose Builder Separation）提議建構分離思想的一種體現。然而，目前的Rollup 架構仍然廣泛依賴中心化的排序器來決定交易順序，存在單點故障與審查風險，繼續一套去中心化的解決方案。**阿斯特拉**Astra 提供了一個共享排序器的解決方案。來自不同Rollup 的用戶交易會被收集至Astria 排序器。對於Rollup 節點而言，可以直接從Astria 獲取數據，以更低的延遲獲得軟確認；也可以等待Astria 將數據提交至DA 層後從DA 層獲取，獲得最強的最終性確認。由於Astria 所提交的資料包含多個Rollup 的交易，對每個Rollup 而言，需要根據共識機制剔除無效的交易（包括其他Rollup 的），再進行處理。 Astria 只提供數據，將共識的選擇交給Rollup 節點，保障了Rollup 的主權性。**向上堆疊**OP Stack 的預設配置是使用單一的專用排序器處理交易排序，對此的一個簡單修改是使用有許可的排序器集合，可以透過PoS 機制來降低排序器節點作惡的可能性。在OP Stack 引入超級鏈（Superchain）概念後，共享排序器就成為了必然的選擇。共享排序器帶來了原子跨鏈功能，提高了Superchain 之間的互通性。**濃咖啡**Espresso 希望利用以太坊質押者的流動性，透過重質押來獲得共享安全性。 Espresso 整合了排序器與DA，透過REST API 為Rollups 提供排序結果，屏蔽了DA 的細節，共識的安全性由位於L1上的智能合約進行驗證，提供了更強的可靠性。**佐賀**Saga 最初是作為Cosmos Hub 類似的角色，用自身的一組驗證器為在Saga 上使用Cosmos SDK 的應用鏈提供共享安全。在Rollup 的火熱浪潮下，Saga 與Celestia 合作，利用Celestia 作為DA，Saga 則是將自己的驗證器轉換為排序器，，利用Optimistic Rollup IBC 與上層Rollup 交換訊息，提供共享安全性。**溫柔**與其他排序器不同，SUAVE 始終瞄準的是MEV 市場。 Flashbots 是MEV 賽道的絕對龍頭，SUAVE 是其瞄準跨鏈MEV 捕獲所提出的產品，聲稱「The Future of MEV is SUAVE.」透過SUAVE 所提供的共享排序器，原子的跨鏈交易成為可能，有助於提升不同鏈上資本市場的有效性。**自己的層**前面提到了EigenLayer 在DA 層面的用例，排序器的去中心化同樣是EigenLayer 的拿手好戲。由於排序器僅負責排序不負責執行，對節點的要求很低，去中心化的關鍵就在於透過罰沒機制降低節點作惡的可能性，EigenLayer 提供能夠提供深度質押池，利用Ethereum 的去中心化培育Rollup排序器的去中心化。### SDK（軟體開發套件）類似於Cosmos SDK，RaaS 所提供的SDK 讓開發者能夠重複使用大量軟體模組，並以最低成本對所需的Rollup 進行客製化，降低了開發難度。**Rollkit（樂觀）**Rollkit 最初是為Celestia 社區孵化，現在已經成為獨立計畫。 Rollkit 使用Celstia 作為DA 層，向上提供ABCI 相容的客戶端接口，為所有與ABCI 相容的Rollup 提供服務（Cosmos 鏈）。現階段，Rollkit 使用單一中心化排序器，支援Cosmos SDK、Ethermint 與CosmWasm 的集成，使用者可以選擇自己想要的執行環境。未來，Rollkit 將繼續開發，以支援更多的配置服務。**維度（樂觀）**Dymension 將服務分為前後端，前端是支援自訂的RollApps，由Dymension RDK 提供支援（已修改的Cosmos SDK），後端Dymension Hub 協調整個系統，處理DA 與排序。Dymension 使用Optimism 機制，Dymension Hub 先樂觀接受排序器傳來的狀態更新，如果接收到有效的詐欺證明，則回滾狀態修改。 RollApps 能夠達到平均0.2 秒的延遲與最高20, 000 的TPS。Dymension 采用弹性出块方案，当区块中没有交易时，会停止出块，这显著降低了排序器的运营成本。現階段Dymension 產品尚在開發中，並且已經支援了EVM 的執行層，對於DA 層沒有明確的選擇。**主權（ZK）**Soverign SDK 提供的是zk-Rollup as a Service，提供了搭建區塊鏈的通用模組以及一個屏蔽底層零知識證明細節的zkVM，讓開發者能夠用Rust 編寫程序，SDK 可以將其編譯為高效的zk友善形式。就像專案名稱所標示的那樣，Sovereign SDK 強調主權，Rollup 透過自訂的共識規則來確定狀態轉換的合法性，而不需要DA 層的驗證。目前，Sovereign SDK 在DA 層已經適配了Celestia 和Avail，支援Risc 0 的zkVM，可以實現Rollup 的部署與演示。**堆高機（未知）**Stackr 提出了一種更為激進的創新，想要將傳統互聯網中的微服務架構遷移至區塊鏈中，提出micro-rollup 的概念。常規rollup 與micro-rollup 的關係，就像虛擬機器與容器的關係。使用Stackr SDK，開發者只需要定義所需的資料結構與狀態轉移函數，其餘事情交給Stackr 處理。Stackr 支援多種執行環境，例如EVM, Solana VM, FuelVM 等，使用者可以自行選擇希望使用的環境。**AltLayer（樂觀）**AltLayer 作為去中心化與彈性的RaaS，提供了一個面向開發者的SDK 與無需程式碼經驗的No-Code Dashboard，能夠實現一鍵發鏈。AltLayer 提供了獨特的彈性Rollup，稱之為Flash Layer。在應用需求激增的時候，可以快速部署一條Rollup 鏈，當需求回歸正常，在L1上進行結算，廢棄該Rollup，實現了互聯網體系中常見的橫向擴容。AltLayer 的目標是支援多鏈、多執行環境，目前已經實現了對EVM 與WASM 的支援。**OP棧（樂觀）**OP Stack 是為支援Optimism Superchain 而建構的，這是一個建議的由L2網路共享安全性、通訊層和共同開發堆疊的網路。 Bedrock 升級後，使用OP Stack 建立的Rollup 將原生與Superchain 相容。當然，也可以對OP Stack 的元件進行修改，以獲得的客製化特性，base 與opBNB 等都是基於OP Stack 進行開發的Rollup。OP Stack 的安全性與可用性，已經經過OP Mainnet，base 等鏈的充分檢驗，但目前仍然存在缺乏欺詐證明、排序器中心化等問題，OP Stack 正在探索新的出路，例如採用更廉價的DA 層、使用ZK Proof、共用排序器等。**決策軌道（樂觀）**6 月22 日，Offchain Labs 發布了用於發行Arbitrum Orbit Chain 的工具。 Orbit Chain 是在Arbitrum Layer 2 之上的Layer 3 ，可以選擇利用Arbitrum One, Arbitrum Nova, Arbitrum Goerli 在內的三條Layer 2 之一進行結算。使用者可以自行選擇使用Rollup 或Anytrust 技術，其區別在於Anytrust 使用DAC 而不用將交易資料提交至鏈上，價格更低廉，但安全性稍弱。 Orbit Chain 的優點在於其簡單的發鏈流程、與Arbitrum 生態的互通性、Nitro 的即時更新以及Stylus 提供的EVM+相容性（支援Rust, C, C++編寫，運行在WASM 虛擬機）。使用者可以無需可地客製化發行任何Orbit Chain，但必須在Arbitrum Layer 2 上結算，否則需要聯絡Offchain Labs 或Arbitrum DAO 獲得授權。**ZK堆疊（ZK）**6 月26 日，zkSync 發布文章，宣稱將在未來幾週內對現有的開源程式碼進行修改，推出ZK Stack，讓用戶能夠使用其客製化建立自己的ZK 超級鏈。與Arbitrum 的Orbit Chain 不同， ZK Stack 強調主權與互通性，使用者根據需求進行完全的客製化，使用ZK Stack 建構的鏈條可以實現無橋的互通性。 ZK Stack 既能夠用於構建Layer 2 也能夠構建Layer 3 ，官方並未對其進行限制，沒有要求必須在zkSync 上結算。從這點來看，ZK Stack 提供的主權似乎更強。**Starknet Stack/Madara（ZK）**Madara 最初的定位是Starknet 上的排序器，借助技術積累，成功在原產品的基礎上開發了Starknet Stack，幫助建立Starknet 上的應用鏈Rollup。由Ethereum 作為DA 層，借助Starknet 的共享證明器，在Starknet 上進行結算。從可用性的角度來看，Madara 在PragmaOracle hackathon 中幫助團隊在24 小時內實現了應用鏈Rollup 的發行，並且給出了視頻演示，相比zkSync 團隊的ZK Stack，完成度要更高。### No-Code（無程式碼部署）無程式碼部署是門檻更低的一種解決方案，為非開發者提供了一鍵發鏈的選項，預計將進一步提高採用度。**火山口（樂觀）**Calera Chain 是一個全連結客製化的一鍵發鏈方案。在執行層，支援OP Stack 與Arbitrum Orbit，結算層可以選取Polygon、BSC、Evmos 等EVM 相容鏈，DA 層由EigenLayer 與Celestia 提供支援。除了Rollup 鏈本身，Caldera 還提供了配套的一系列基礎設施，如區塊鏈瀏覽器、測試網水龍頭、預言機、Hyperlane 支援的橋接等，進一步降低發鏈成本。**日食（樂觀+ZK）**Eclipse 的可自訂化能力很高，在執行層支援EVM 與SolanaVM，在DA 層接入了Celestia、Avail、EigenLayer，結算層提供了Optimistic 結算，並且正在開發支援ZK 結算的RISC 0 zkVM。用戶還可以根據需要，選擇鏈的准入性（許可/無許可）、Gas token 以及是否收取Gas Fee、是否允許MEV、特定的Opcode、區塊大小等，賦予了很高的靈活性。**對面（ZK）**Opside 最大的特點在於其建構了一個去中心化的ZKP 市場。本來想將Prover 單獨作為一層來敘述，由於項目數量較少放棄了。零知識證明ZKP 對於算力的要求較高，在zkRollup 市佔率逐漸增加的背景下，ZKP 的去中心化是未來發展的大方向。Opside 採用無許可的PoW 共識機制，吸引礦工來產生ZKP，維護zkRollup 的安全性與可用性，而無需發鏈者考慮證明的生成問題。在驗證者層面，採用PoS 機制，降低參與門檻，促進驗證者的中心化。Opside 提供客製化服務，使用者可以在zkSync、Starknet、Polygon zkEVM 等zkEVM 中進行選擇，也可以修改經濟模型，調整Gas 費用。## RaaS 的未來發展### 更多ZKzkRollup 與Optimistic Rollup 相比，從經濟學保障安全性升級為密碼學保障安全性，安全程度更高；不再需要等待長時間的挑戰器，確認延遲更低；對資料的壓縮程度更高，DA更便宜。儘管Optimism 方案由於其技術成熟度高，在產品發布上借助早期優勢佔據了很高的市場份額，但是ZK 作為一種革命性的技術，將在未來扮演更加重要的作用。 Vitalik 在黑山演講上將ZK 技術與區塊鏈技術放在了同等重要的位置，也側面反映了ZK 的重要性。隨著技術的不斷完善，更多的zk-Rollup as a Service 專案將進入大眾視野，為使用者提供更多的選擇。### 更多非Ethereum時至今日，以太坊生態在整個區塊鏈產業中仍然佔據絕對的主導地位。儘管其他社群不斷迭代創新，但仍然無法動搖以太坊生態的寶座。在RaaS 中，事情好像發生了一些變化。以太坊上資料儲存的低容量與高價格，人們可以選擇Celestia、Avail 或是Polygon 這類更便宜的DA 層；以太坊是非模組化的，進行修改非常複雜，人們可以選擇高度模組化的Cosmos SKD ；EVM 的執行效率低，人們可以選擇效率更高的Solana VM、Move VM、CairoVM。一枝獨放不是春，百花齊放春滿園。非以太坊生態的各類解決方案將在RaaS 中綻放新的活力。### 更多模組化模組化的作用可分為兩點，一是各模組可以單獨快速迭代，提高開發效率；二是模組化可以大幅降低客製化的複雜度。在當前的市場環境下，想要再獨立開發一站式的解決方案幾乎沒有可能，整體的創新速度永遠趕不上小模組的快速迭代。對於客製化的極致要求會導致模組劃分的進一步細化，如果自身不進行模組化，最後就會被其他項目進行拆分，像OP Stack 與Arbitrum Orbit 被Caldera 分離出執行層。### 更多客製化當擴容技術逐漸成熟，交易的費用越來越低，基礎設施完善了，人們才反應過來，「傻瓜，關鍵在應用」。每個應用都有其特定的運行規則與模式，單一的解決方案無法適應複雜的應用生態，所以我們需要更多的客製化。從區塊大小到資料結構、從交易費用到交易延遲、從存取機製到安全假設、從合約引擎到代幣賦能，未來Rollup 的客製化程度將逐步升級，為應用程式提供更靈活的解決方案。### 更多互通性前面提到過，以太坊生態佔據區塊鏈生態的主導地位，其實與其鎖定的龐大流動性有很大關係。在加密市場中，由於每條鍊是獨立存在的，流動性無法同時存在於兩條鏈中，Rollup 的數量增加，會導致流動性的進一步瓜分，流動性成為了嚴重的問題。更強的互通性可以降低跨鏈的摩擦，讓流動性更順暢在地不同鏈間往返，甚至稱為共享流動性。與Cosmos 所倡導的想法一致，OP Stack、Arbitrun Orbit、ZK Stack、Starknet Stack 等專案都試圖建構龐大的應用鏈生態，使用同一個技術堆疊建構的Rollup，由於其技術架構相同，所以可以獲得原生的互通性，而不需要建構跨鏈橋。### 更多重質押目前RaaS 中的許多服務都採用PoS 的模式，利用經濟懲罰來增加作惡成本，並提高安全性。但是經濟學上的安全性需要深度的質押資產作為保障，導致資本利用率低，並且增加了服務提供者的啟動成本。重質押會是一個很好的解決方案，利用以太坊共識質押的龐大資金池，透過重質押為其他服務提供共享安全性的同時，為質押者增加了收入，提高了資本利用率。目前EigenLayer 和Espresso 都在進行相關的工作，可以預見未來有更多的服務由重質押來保障經濟學上的安全性。綜上，RaaS 的發展，實際最大的受益方是應用鏈。 Cosmos、Polkadot 在早年間提出的應用鏈概念，能否老樹發新芽，在RaaS 生態實現爆發？我們也拭目以待。或許，只有應用層的創新，才能夠驅動RaaS 生態的大爆發。畢竟，再好的公路，也得有車在上面跑，才能算做是好的基礎建設。