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概覽
在快速演進的區塊鏈領域中,可擴展性已成為迫切的需求。隨著去中心化應用程式(dApps)日益普及,市場對快速、經濟實惠且具可擴展性解決方案的需求,催生了第二層 Rollup 技術。Rollup 的獨特之處在於,它能在不犧牲底層第一層鏈(例如以太坊)安全性的前提下,提升交易吞吐量。
本指南全面概述了部署 Rollup 所需的關鍵概念與配置,內容涵蓋可擴展性挑戰、第二層解決方案的類型、資料可用性選項,以及自訂 Rollup 框架。無論您是企業、開發者,還是正在探索第二層 Rollup 解決方案的專案團隊,本指南都將為您提供基礎知識,助您做出明智的決策。
您將負責的工作內容
- 了解區塊鏈的可擴展性挑戰以及第二層解決方案所扮演的角色
- 了解 Rollup 技術,重點探討樂觀型 Rollup 和 ZK Rollup
- 探索諸如 OP Stack、ZK Stack 和 Arbitrum Orbit 等鏈框架
- 了解 Rollup 的設定與配置
區塊鏈的可擴展性挑戰
區塊鏈技術面臨的主要挑戰之一,在於如何在去中心化、安全性與可擴展性之間取得平衡,這通常被稱為「可擴展性三難困境」。
像以太坊(Ethereum)這樣的傳統第一層(Layer 1)區塊鏈,雖然高度去中心化且安全可靠,卻面臨可擴展性問題,進而導致交易手續費高昂及處理速度緩慢等狀況。這些限制可能阻礙區塊鏈應用程式的成長與普及,特別是在去中心化服務需求持續上升的背景下。為解決這些限制,第二層(L2) 與第三層(L3)解決方案應運而生。
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L1(第 1 層):基礎區塊鏈層(例如以太坊或比特幣),又稱結算層,在此層中,交易完全受到保障、去中心化,並永久記錄,儘管該層可能會出現擁塞。
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L2(第二層):此層架設於 L1 之上,透過鏈下處理交易來提升速度並降低成本,隨後將結果回傳至 L1 結算層(例如 Arbitrum 或 Polygon)進行結算。
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L3(第 3 層):在 L2 之上新增專為特定應用(例如遊戲或隱私保護)設計的專用層,在優化這些功能的同時,仍依賴 L2 和 L1 來確保安全性與結算。
什麼是第二層解決方案?
第二層解決方案是一類建構於現有第一層區塊鏈之上的協議,旨在提升可擴展性與效率,同時不犧牲安全性。透過在鏈外處理交易,並於主鏈(例如以太坊)上進行結算,第二層解決方案能顯著緩解網路擁塞並降低交易成本。這使得它們成為推動區塊鏈技術更具可擴展性與使用者友善性的關鍵組成部分。
什麼是 Rollups?
Rollups 是一種強大的第二層(Layer 2)解決方案,透過將多筆交易彙總為單一批次並在鏈外處理,從而提升區塊鏈網路的可擴展性。這種方法不僅能顯著降低手續費並提高交易吞吐量,同時還能維持底層第一層(Layer 1)區塊鏈的安全性與去中心化特性。
Rollup 主要分為兩種類型:樂觀型 Rollup(Optimistic Rollups)與ZK Rollup。雖然這兩種類型都會將交易進行打包,但其驗證方法卻有所不同。樂觀型 Rollup 預設假定交易均為有效,並在挑戰期間依賴欺詐證明;反觀 ZK Rollup,則使用加密證明(例如 ZK-SNARKs)進行即時驗證。
自訂彙總
雖然像 Arbitrum、Optimism 和 ZKsync 這樣的通用型第二層網路能滿足廣泛的應用場景,但企業、公司及專項計畫自行打造客製化 Rollup 的趨勢正日益興起。透過客製化 Rollup,這些組織能夠根據自身特定需求量身打造第二層解決方案,無論是針對隱私保護、合規性、可擴展性進行優化,還是整合獨特的商業邏輯。
客製化 Rollup 具備高度靈活性,能夠應對通用型 Layer 2 解決方案可能無法完全滿足的獨特挑戰與機遇,因此對於希望在區塊鏈領域進行創新與擴展的組織而言,這是一項極具吸引力的選擇。
用於建構 Rollup 的鏈框架
在建置 Rollup 時,特別是在 Layer 2 上,選擇合適的框架對於專案的成功至關重要。以下簡要介紹三種領先的框架——OP Stack、ZK Stack 以及 Arbitrum Orbit——這些都是您在開發 Rollup 時值得考慮的選項。
若您需要深入了解 Rollup 組件與框架,請參閱我們的《Rollup 框架比較指南》。
OP Stack(Optimism Collective)
由 Optimism Collective 維護的OP Stack 是 Optimism 網路的骨幹,旨在促進新的第二層(L2)和第三層(L3)區塊鏈的推出。其模組化架構讓開發者能夠自訂不同的區塊鏈層級,例如共識層或執行層,使其能高度適應特定的應用場景。該框架以其無縫整合能力與開發工具而聞名,這些功能能簡化新鏈與應用程式的部署流程。 OP Stack 同時具備互操作性,旨在打造一條「超級鏈」,讓多條基於 OP Stack 的鏈能夠無縫互動。
若想進一步了解 OP Stack,請參閱我們的《建置者指南》中的OP Stack 頁面。
Arbitrum Orbit(Arbitrum 基金會)
Arbitrum Orbit基於先進的 Nitro 技術堆疊打造,讓開發者能夠部署可自訂的第二層(Layer 2)與第三層(Layer 3)鏈。它同時支援 Rollup(樂觀型 Rollup,Arbitrum One 採用)與AnyTrust(資料可用性委員會,Arbitrum Nitro 採用)兩種配置,在治理、Gas 代幣及資料選項方面提供高度的自訂彈性。
若想進一步了解 Arbitrum Orbit,請參閱我們《開發者指南》中的Arbitrum Orbit 頁面。
ZK Stack(Matter Labs 推出的 ZKsync)
ZK Stack是一個模組化框架,專為構建基於 zk-Rollups 的以太坊第二層區塊鏈而設計。它提供進階的自訂選項,以滿足各種獨特的使用情境。ZK Stack 在隱私與安全性方面尤為出色,透過利用零知識證明(ZKPs)確保在驗證交易時不會洩露底層資料。這使其成為需要高度安全性與隱私性的應用的理想選擇。
若想進一步了解 ZK Stack,請參閱我們的《建構者指南》中的ZK Stack 頁面。
何謂「Rollups 即服務」(RaaS)?
部署和管理 Rollup 可能相當複雜,且需要相當程度的專業知識與資源。「Rollup 即服務」(RaaS)簡化了此流程,使更廣泛的群體都能輕鬆部署 Rollup。透過 RaaS,開發者與企業無需具備深厚的技術知識或龐大的基礎設施,即可建置專屬的 Rollup。
匯總設定
在設計 Rollup 時,了解核心配置選項對於在安全性、可擴展性與效能之間取得適當平衡,以打造符合需求的自訂 Rollup 至關重要。本節概述 Rollup 配置的關鍵領域,協助您依據專案目標做出明智的決策。
框架
Rollup 框架為您的 Rollup 提供了基礎架構,並提供模組化的自訂選項。每個框架(例如OP Stack、Arbitrum Orbit 或ZK Stack)都具備獨特的功能與工具,讓您能夠根據特定需求(無論是交易吞吐量、隱私性,還是 EVM 相容性)設計出量身打造的 Rollup。
請參閱「Chain Frameworks」以查看熱門框架清單。
資料可用性選項
資料可用性指的是您的匯總(rollup)如何以及在何處儲存其交易資料。確保資料可用性至關重要,因為這能保證所有必要的交易資料均可供查驗及爭議解決之用。
資料可透過不同的資料可用性解決方案,儲存於鏈上或鏈下。
鏈上
將資料儲存於區塊鏈上,能透過繼承區塊鏈的安全性保證,確保最高等級的安全性。雖然此方法的成本可能較高,但隨著 blob 儲存(EIP-4844)的引入,對於 rollup 而言,鏈上資料的可用性已變得更具可擴展性且更為經濟實惠。
斑點
- 利用以太坊的 blob 儲存(EIP-4844)
- 相較於傳統儲存方法,能提供更佳的擴展性並降低成本
- 交易量大時更划算
Calldata
- 採用以太坊的傳統
calldata用於儲存交易資料 - 交易量越低,成本越低
鏈下
像 Celestia 這樣的鏈下資料存儲(DA)解決方案,能將資料儲存於鏈下,從而降低成本並提升交易吞吐量。雖然鏈下解決方案的安全性可能無法與鏈上儲存相媲美,但它們採用了旨在確保資料完整性與可靠性的方法。
請參閱「資料可用性」以查看可用的鏈下解決方案清單。
結算層
結算層負責記錄交易的最終狀態,並處理爭議解決事宜。對於許多 Rollup 而言,以太坊(Ethereum)是主要的結算層,但某些框架也支援其他選項。在特定配置下(例如 Arbitrum Orbit),Rollup 可透過將另一個 Rollup 作為其結算層,以第三層(Layer 3)的形式運作。
結算層透過驗證和裁決證明(樂觀型 Rollup 的欺詐證明,以及 ZK Rollup 的有效性證明),確保在 Rollup 上處理的交易具備安全性與最終性。
其他工具與產品
「Rollup-as-a-Service」(RaaS)平台通常會提供輔助工具,用以強化 Rollup 的功能並提升使用者體驗。
- Bridge UI:促進結算層與 Rollup 之間的跨鏈資產轉移。
- 區塊鏈瀏覽器:可透明地探索交易、地址和合約,有助於監控與除錯。
- Faucet 整合:向使用者和開發者提供少量代幣,協助他們在該網路上手
結論
本指南概述了配置和部署第 2 層(L2)及第 3 層(L3)Rollup 的關鍵概念,內容涵蓋區塊鏈可擴展性所面臨的挑戰、自訂 Rollup、Rollup 配置(例如框架、資料可用性選項、結算層),以及 Rollup-as-a-Service(RaaS)的優勢。
無論您是開發者、企業,還是正在探索 Rollup 潛力的專案團隊,對 Rollup 配置與資料可用性的這份基礎理解,將使您能夠為自身的區塊鏈解決方案做出明智的決策。
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