能继承以太坊活性的Based Rollup 是什么？

作者：0X娜塔莉0XNATALIE，来源：作者博客0X娜塔莉0XNATALIE

随着坎昆升级的完成，L2 Gas费用的降低，市场的焦点再次回到L2上。在Rollup L2的解决方案中，目前主要有偶像类：Optimistic Rollup和ZK Rollup。Optimistic Rollup得益于其成熟的市场应用它，牵涉到市场大部分的贡献。然而，不管是 Optimistic Rollup 还是 ZK Rollup 都存在一些问题。为了解决这些制约，进一步并优化效率和去中心化特性，Based Rollup 应运而生。不仅简化了技术复杂性、减少了交易延迟，而且是唯一完全继承了以太坊活性（liveness）的方案。在所有已知项目中，当前只有 ZK Rollup 团队Taiko正在开发基于 Based Rollup 的方案。

现有Rollup的问题

乐观汇总在确认交易时需要一个数千的挑战窗口，通常为 7 天，以便解决潜在的陷阱。这种行为等待设计导致资金在提取之前需要数千时间，破坏了整个交易流程。并且在以太坊中在坊网络高峰期间，Optimistic Rollup 在处理欺诈证明时会涉及高昂的 Gas 费用。而 ZK Rollup 虽然能够提供更快的交易确认时间，并且可以减少交易在链上的数据存储从而节省费用，但在生成零知识证明的过程中需要消耗大量的计算资源和时间，导致成本和交易处理速度（TPS）受到影响。

总之，Optimistic Rollup 和 ZK Rollup 的技术复杂性，导致它们都需要维护一套复杂的基础设施和安全机制来处理和验证 L2 交易，这对交易成本和网络效率都产生了负面影响。

基于Rollup的解决方案

以太坊基金会的研究员Justin Drake于2023年3月提出Based Rollup ，可以有效克服这些问题。Based Rollup也称为L1-sequenced Rollup，是一种由基础L1完全推动的Rollup。这种设计允许L1 的提议者与 L2 的搜索者和构建者无需许可地协作，将 Rollup 直接区块包含在 L1 区块中，均匀将排序权优先给 L1 验证者。基于 Rollup 的共识层、数据可用性层结算层都是以太坊，只执行层构建在 Rollup 网络之上，负责处理交易的执行和状态更新。值得注意的是，Based Rollup 从排序的角度出发解决 Rollup 效率问题，以及 Optimistic Rollup、ZK Rollup从验证的角度分类不同。因为维度不同所以与 OP 和 ZK 的分类并不冲突，相反如果 Optimistic Rollup 或者 ZK Rollup 将排序权优先给了 L1 验证者就可以称为 Based Rollup。

Based Rollup通过将交易排序的责任转移到L1，继承其安全性和活性，同时优化L2的性能。它是唯一一种继承了以太坊100%活性的Rollup方案。这种设计带来了以下优势：

活性的继承：Based Rollup的安全性和去中心化程度与以太坊保持完全一致，不需要额外的安全机制或共识算法来保证交易的有效性和顺序。相比之下，有逃生舱机制的Rollup更安全、快速便捷。在拥有逃生舱机制的 Rollup 中，如果 Rollup 发生故障或受到攻击，用户可以通过逃生舱将自己的资金安全地退回到 L1，但必须等待一段时间才能保证结算。

简化技术复杂性：当L2需要自己处理交易排序和数据可用性问题时会引入额外的复杂性和潜在的安全风险。将排序的责任转移给L1可以简化L2的结构，不需要排序器签名验证，不需要逃生舱口，也不需要外部 PoS 共识。

减少延迟：使用L1来排序交易，可以快速确认交易的效果和顺序，从而减少了确认时间，提高了整个网络的响应速度和效率。

降低操作成本：由于L1已经处理了交易的排序，L2可以在此基础上更有效地批处理和确认交易，减少了L2的验证复杂度并且单独为排序而消耗的资源和费用。这种成本成本效率在交易量大时更加明显。

经济激励一致性：L1的矿工参与到L2的交易排序中，可以获得额外的费用和激励，这增加了他们维护网络整体健康的动力。这种设计也有助于保持网络中不同层次之间激发的一致性，增强整个生态系统的经济安全性。

基于 Rollup 面临的挑战

Based Rollup虽然可以解决目前Rollup方案的一些不足，但该技术也面临一些挑战：

收入限制：依赖L1的排序限制了获取MEV的机会，大部分Based Rollup的MEV会流向L1验证者。Based Rollup自身无法直接直接物料批次。

排序灵活性：排序任务委托给L1可能会降低排序的灵活性，影响特定的交易排序策略和快速交易确认的实现。比如，L1的排序决策可能是更矿工选择优先处理某些交易以最大化自己的利益，所以想在 Based Rollup 中实现一个类似 Arbitrum 的 FCFS （First-Come First-Served）机制排序就需要额外的技术支持（如 EigenLayer）。

构建基于 Rollup 的项目

由于 Based Rollup 的概念提出了现在这么一年的时间，是一个比较新的概念，其理论和实现细节还在探索和完善阶段，所以正在构建 Based Rollup 的项目很少，目前大家相似的项目是 Taiko。Taiko 是一个利用 ZK Rollup 技术的 L2，并开发了 Type-1 zkEVM，提供了与以太坊完整的操作码和功能，确保了与现有以太坊生态的高度兼容。 Rollup概念提出后不久，Taiko便开始着手构建基于Rollup，将交易排序以太坊的验证者，并利用以太坊作为结算和数据共享层和共识机制，来简化Rollup的结构。2024年1月15日日，Taiko启动了Katla测试网，实现了Based Contestable Rollup (BCR)，一种将争议处理过程（类似欺骗论证系统）纳入了交易验证工作流程的Based Rollup。

未来展望

虽然Based Rollup的发展可能需要更多的时间和资源，以及市场和技术的双重验证。但长期来看，Based Rollup去增强的安全性、中心化特性、简化结构和目标一致性，将在市场上竞争中获得优势。特别是在 DeFi 领域，Based Rollup 开展出更快的交易确认速度和优先的交易成本，具有显着的优势潜力。相信随着技术的不断完善和市场的逐步认可，Based Rollup 有望获得在 Rollup L2 解决方案市场占有一席地位。