以太坊Layer2扩容方案rollup是什么、ZK Rollup和Optimistic Rollup主要区别有哪些？

目前，Layer2整体锁仓量保持在88亿美元以上，可以说，Layer2已经成为以太坊溢出资金、用户的最主要接收者。

rollup是Layer2扩容的主要方向。所谓rollup就是在Layer2上把多笔交易打包起来，作为一个整体提交到主网进行验证结算，而不是一笔一笔处理，以此来提升交易速度。Rollup方案目前的代表项目主要有Polygon、Arbitrum、StarkEx、Optimism、zkSync、Aztec、StarkNet等。

rollup根据验证方式和数据可用性（DA）的不同可以分为4类：验证方式分为有效性证明（Validity Proof）和欺诈证明（Fraud Proof）、数据可用性（DA）分为链上和链下。

有效性证明是指正向推理交易有效，欺诈证明是指默认交易有效，在固定时间窗口内剔除掉无效证明。如果我们简单地套用一道数学题来理解的话，有效性证明是正向解题，而欺诈证明是证明某个值不是解。

可以说，有效性证明是一个高难度动作，欺诈证明相比之下则更简单。这就是为什么短时间内，采用ZK Rollup方案的项目如zkSync和Starkware发展得比Optimistic Rollup类项目慢的原因。

而且，ZK Rollup类项目对EVM（以太坊虚拟机）的兼容进展也不如Optimistic Rollup类项目。另外在加密货币的交易方面，采用Optimistic Rollup的Layer2，用户要把资金提回以太坊，往往有7天的“等待期”，用来甄别无效交易，同时锁定资金，确保资金安全。但采用ZK Rollup的Layer2，则允许用户更快地桥接和退出。

数据可用性（DA）主要是链上和链下的区别，用于证明交易的数据是放到链上还是链下。一般来说，放到链上安全性更高，但也会影响扩容效果。

上图列出的是我整理的目前主要的Layer2项目（数据截止到23年3月27日）。在所有的 Rollup 方案中，目前 ZK Rollup 和 Optimistic Rollup 都有着不俗的表现。事实上，ZK Rollup 和 Optimistic Rollup 的执行原理大同小异，主要区别在于验证方式不同。

Optimistic Rollup的主要代表项目有Arbitrum 和 Optimism。这种方案基于欺诈证明（Fraud proofs），系统默认执行交易数据的可靠性，无需经过有效验证便会直接进入等待期，等待期里有任何节点提出异议并佐证为恶意交易，则取消交易；若无异议，等待期结束即交易完成并写入区块。可以说，Fraud proofs的交易方案省去了大规模的部署验证，从而节省了计算资源，保证了交易的确切性。

ZK Rollup的主要代表项目有ZKSync、StarkWare等。这种方案是通过零知识有效性证明（Validity Proof）的扩容方案。它分批处理链下交易，并生成加密有效性证明来验证交易真实性。这些有效性证明将批量交易添加到 L1 区块链，且可被 L1 合约快速验证，而无效批次则会被直接拒绝。

不管是基于欺诈证明、还是基于有效性证明，他们都有自己的一些优势和特点，比如：

资金的利用方面，Optimistic Rollup网络由于争议解决程序，需要在交易最终完成之前给用户一些时间来提交他们的欺诈证明，所以它的提款可能会比较慢，大多数时候，用户需要等待 7 天才能将资金取回 L1。而ZK Rollup由于没有争议解决程序，因此它的提款速度很快，并且在交易孵化到 L1 时还提供了有效性证明。

EVM 兼容性方面，虽然Optimistic Rollup 仍然需要编写他们自己的 EVM ，但大多数情况下，合约可以直接从 L1 发送到 Optimistic Rollups，而不需要做任何改变。而ZK Rollup 由于技术所涉及的复杂性和密码学，所以大多数 Zk Rollup 并不兼容 EVM。但 ZkEVM 是可以兼容的。ZkEVM 允许开发者将 ETH 主链上的 Solidity 合约直接移植到 Rollup 上，而不需要改变底层代码。而就在几天前（3月24日），zkSync Era 主网（也就是zkSync 2.0）的上线，也标志着以太坊区块链上终于推出了第一个zkEVM。

简单来说，ZK Rollup 更适合那些需要快速交易的业务，但其算法会比较复杂。而 Optimistic Rollup 部署比较简单，更适合 Dapp 开发与 DeFi 业务，但资金提回时间（提币）有点长。

但无论是ZK Rollup、还是Optimistic Rollup，他们的本质还是以太坊的一种扩容方案，他们存在的意义更多是在完善以太坊 Layer1 主网。