Rollup将计算转移到链下，只将最少的事务数据存储在链上。从这个基本意义上来讲，Rollup就是以太坊的草稿纸。Rollup负责所有复杂的数据处理，让每个以太坊区块都能容纳（叠卷）成倍多的智能合约事务。本文发表于2021年6月1日。[1]介绍我们先来打个比方。想象一下，我们回到了初中数学课堂上。「残忍」的初中数学老师给我们每人发了一张卷子，上面列了100道数字很大的除法题。我们的任务是解出尽可能多的题。但是，这里面有个陷阱：我们只能将最终的解和每个计算步骤写在一张答题纸上。几分钟后，我们有了一种不祥之感，越想越觉得这个任务荒谬至极。算完几道题之后，这张答题纸就已经满满当当了。这个噩梦般的故事与Rollup有什么关系？在这个故事里，答题纸就是以太坊区块，算术题就是智能合约交易。以太坊目前非常拥堵。每个区块内要包含的交易太多了。更糟糕的是，绝大多数交易都是计算密集型的，例如闪电贷和通过聚合器路由的交易。随着DeFi兴起，简单转账和支付已经成了过去时。这就是问题的关键所在。就像数学老师要求我们将每个计算步骤都写在一张答题纸上那样，以太坊也必须处理并记录每个事务的每一笔计算。直到Rollup出现。
Rollup将计算转移到链下，只将最少的事务数据存储在链上。从这个基本意义上来讲，Rollup就是以太坊的草稿纸。Rollup负责所有复杂的数据处理，让每个以太坊区块都能容纳（叠卷）成倍多的智能合约事务。这个比喻不仅直观呈现了Rollup旨在解决的问题（「因计算过载而导致的网络拥堵」），还让我们大概了解了Rollup解决方案需要做到什么（「将计算转移到链下」）。但是，Rollup的实际运作方式、呈现形式以及魅力所在都是我们需要深入研究的。什么是Rollup？Rollup本质上是一条独立的区块链，但是进行了一些修改。和以太坊一样，Rollup协议也使用「虚拟机」来执行智能合约代码。Rollup的虚拟机独立于以太坊自己的虚拟机（EVM）运行，但是由以太坊上的智能合约管理。因此，这种联系可以让Rollup和以太坊之间进行通信。Rollup负责执行事务并处理数据，以太坊负责接收并存储结果（译者注：其实以太坊还储存Rollup事务的数据，不仅只储存结果）。[2]从技术层面来说，Rollup链和传统区块链之间的主要区别在于出块方式。通常来说，区块链由一个分布式参与者网络（「矿工」或「验证者」，具体取决于链的类型）维护。这些参与方通过共识创建区块。简单来说，参与方通过投票决定如何处理一组交易（如何创建下一个区块）。获得多数支持的区块将被永远写到区块链上。相比之下，Rollup链不按多数原则运行。监控Rollup状态的一方可以将「断言」发送至以太坊，来说明交易是如何处理的。重要的是，以太坊将决定是否接受这个断言，无论这个断言是否获得了Rollup上多数参与方的支持。[3]这通常意味着，在Rollup上，实际只有一方负责处理交易和生成区块。
[4]（译者注：这一点也不是绝对的）等等……Rollup是中心化的？Rollup之所以能够如此高效地处理交易，一部分原因就在于它在出块方面的中心化特性。但是，这也提出了一个令人担忧的问题：在缺乏多数决共识的情况下，Rollup如何确保出块的正确性——如果区块创建者作恶怎么办？由于密码学货币用户已经习惯了基于共识的区块链，这种中心化会令他们感到困惑。确实，如果这篇文章到此结束，我们可能会误以为Rollup只是「由单个参与方复制的数据库」，就像Avalanche的联合创始人KevinSeqniqi最近在推特上所言。实际上，我们很快就会明白，与其说人们对Rollup的中心化特性的担忧是错误的，不如说是一种逻辑误导。通常情况下，缺乏强大共识机制的中心化区块链确实容易遭到破坏和恶意操控。但是，就Rollup解决方案而言，缺乏去中心化并不会影响它们的安全性和完整性。[5]为了弄清楚背后的原因，我们需要更深入理解Rollup的原理。数据可得性的重要性回想一下文章开头提到的数学试卷。草稿纸就是我们的救命稻草。只要将计算过程写在草稿纸上，我们就只需在答题纸上写下问题和解。Rollup就好比是草稿纸，「将智能合约计算转移到链下，只将最少的事务数据存储在链上」。事实上，后半句话（将事务数据存储在链上）对于Rollup的运作方式来说至关重要。就Rollup而言，只有计算（数据处理）会被转移到链下。Rollup所处理的每笔事务的输入数据（即「调用数据」）仍存储在以太坊上。将事务数据保存在链上为何如此重要？再拿数学试卷的例子来看，我们最后交给老师的答题纸上只有数学题和解。这样一来，即使我们没有将每个计算步骤写上去，老师也可以检查我们的作业情况。同理，永恒链上数据可得性意味着，Rollup上的任何一个计算都可由以太坊基础层重复执行（译者注：吹毛求疵来说，这话是不对的。
以太坊单笔事务可执行的计算量是有上限的）。简而言之，Rollup的链上数据可得性引入了内置审查流程。在将事务永久写入账本之前，以太坊可以再次确认Rollup上处理的事务的完整性——就像是美国最高法院的司法审查权。[6]局限性优势Rollup的主要优势就是其局限性。Rollup只能将交易发送至基础层，不能强制基础层接受，因为以太坊可以在必要时推翻任何Rollup事务。由于存在审查过程，Rollup事务不具备真正的终局性。了解了Rollup的局限性后，我们回到上文提出的中心化问题。Rollup的单方出块机制确实存在做恶的可能性。然而，一旦出现这种情况，以太坊会在完成审查流程后拒绝相关交易，并惩罚出块者。[7]对于OptimisticRollup和ZKRollup来说，「审查流程」的具体运作方式不同（详情请参见）。然而，无论是哪种Rollup，审查流程远比以太坊自己处理交易（不依赖于Rollup）高效得多。总之，Rollup系统以「制衡」为基础，从而保证以太坊的主权链地位。以太坊的共识是事实的最终仲裁者。请注意，侧链的情况完全不同。侧链不像Rollup那样存在审查流程，而是另有一套独立的共识机制来处理交易。侧链可以直接赋予交易终局性，而Rollup上的交易要等到以太坊确认后才能获得终局性。因此，侧链需要更多信任假设，因为它们无法从以太坊的去中心化安全性中受益。事实上，我认为侧链更像是兼容EVM的Layer1，而非Rollup。结论总的来说：Rollup将计算转移到链下，从而释放更多链上空间。链上数据可得性很重要，因为它使得以太坊可以复核Rollup交易的完整性。
反之，审查流程可以检查Rollup出块，免去对共识机制的需求。Rollup最终可以让以太坊鱼和熊掌兼得：在释放成倍多链上空间的同时不破坏网络的去中心化安全性。至少在我看来，这正是我们所期望的优雅的可扩展性方案。感谢t11s和Hasu富有见地的评论和建议。脚注注：我最近开始在DeribitInsights上连载关于Rollup的系列文章。其中，Part1探索了ZKRollup和OptimisticRollup之间的差异。很多读者希望我能推荐一篇关于Rollup的非技术入门文章，因为我的文章需要读者有一定的背景知识。实际上，确实有一些科普性文章会带来很大帮助（参见文章1、2、3（中译本见1、2、3））。但是，我还没有看到一篇没有任何技术术语的针对初学者的全面介绍。我写这篇文章的目的就是为了填补这一空缺。顺便一提，这种联系是通过某个叫作「状态根」的东西在链上维护的（状态根追踪Rollup的内部状态，包括账户余额、事务和代码等等）。关于更多详细信息，请阅读Vitalik的介绍。事实上，在OptimisticRollup中，即使其他网络参与者都反对，出块一方也可以（正确！）处理事务。这就是OptimisticRollup的1/n诚实参与者假设（如果你想要深入了解这部分内容，请阅读这篇文章的「SecuirtyConsiderations」一节）。OptimisticRollup和ZKRollup对出块者的职责要求不同。如果你想要了解更多相关内容，请阅读这篇文章的「SecuirtyConsiderations」一节。HaseebQureshi有一篇关于去中心化的文章很发人深省。Qureshi的论点是，去中心化本身不一定就是好的，中心化本身也不一定就是坏的。虽然Qureshi在这篇文章中没有讨论Rollup，他的论据有很高的相关性。在1803年的马伯利诉麦迪逊案中，马歇尔法院判定最高法院有权推翻它认为违宪的国会立法，有效地赋予了最高法院对所有立法事项的最终审查权。事实上，ZKRollup通过密码学方式防止其出块者在处理事务时作恶，因为相关事务的零知识证明本身是无效的。
