除了 Fraxchain，還有哪些項目在嘗試 Hybrid Rollup？

作者：0xFacai、Jaleel，BlockBeats

6 月 16 日，混合算法穩定幣協議 Frax Finance 宣布推出名為 Fraxchain 的以太坊 Layer2 網絡，所有 Frax 資產都將在 Fraxchain 上得到原生支持。據悉，Fraxchain 將採用了混合了 OP Rollups 和 ZK Rollup 的 Hybrid rollup 擴容方案，旨在實現更好的可擴展性、更快的最終確定性並增強針對競爭對手的安全性，引起加密社區不少的關注。

實際上，這種融合 Rollup 思路並非什麼新鮮事，早在 2022 年 7 月，Optimism 核心開發者 Kelvin Fichter 開發 Optimism Bedrock 架構，就曾經發推提出過這種混合思路，稱「Optimistic Rollup 目前相比 ZK 同類產品具有優勢，而 Bedrock 旨在使 Optimistic 和 ZK 之間的無縫過渡成為可能」，並基於此話題和以太坊聯合創始人 Vitalik Buterin 進行了討論。

就著 Kelvin Fichter 的思路，以太坊聯合創始人 Vitalik Buterin 也發表了自己的看法：將 Optimistic Rollups 與 ZK Rollups 結合起來，治理僅用於解決兩者之間的 Bug，其流程是：1）發布區塊，2）等待 24 小時的欺詐挑戰期；3（a）如果沒有挑戰，則發布 ZK SNARK，最終確認；3（b）如果出現了挑戰，根據（挑戰遊戲、ZK SNARK 以及治理）的 3 個選項中的 2 個做出決定。

隨著越來越多的加入二層擴容競爭，這種 Rollup 融合型擴容思路越來越多地得以應用，除了 Optimism，市面上還有多個團隊開始研究和嘗試 Hybrid Rollups。什麼是 Hybrid Rollups？為什麼要選擇 Hybrid Rollups？有哪些團隊在這個領域做開發？BlockBeats 在此文中進行了解析和整理。

什麼是 Hybrid Rollup?

Hybrid Rollup 是一種混合思路的 Rollup，通過結合 Optimistic Rollups 與 ZK Rollup 兩種技術，最大限度地優化產品功能，從而找到產品和市場的最佳契合點 PMF（Product-Market Fit），也就是做到產品 - 市場匹配。

要弄清楚 Hybrid Rollup 是什麼，首先需要先理解 Optimistic Rollup 和 ZK Rollup 分別是什麼。

首先，Rollup 是一種以太坊擴展方案之一，它將以太坊主網（即 Layer1）上交易的計算和存儲轉移至 Layer2 處理並壓縮，再將壓縮後的數據上傳至以太坊主網以拓展以太坊性能。

本質上，用戶不是將交易發送到 L1 的礦工那裡，而是將其交易發送到 Rollup 伺服器，在以太坊主鏈之外執行交易。不過，這些 Rollup 會將交易數據發布到以太坊主鏈。當將交易發布到主鏈時，它們將繼承 L1 的安全屬性。 Rollup 通常具有可編程性，因此需要支持智能合約（SC）語言，以便開發者開發 DApp。然而，由於 Privacy 與 EVM（以太坊虛擬機）不兼容，因此 Solidity 並不能直接用於開發隱私類型的 DApp。這需要一種定制化的智能合約語言，以支持公共合約和私有的合約編寫。當然，由於需要維護不同類型的狀態樹，這需要進行 VM 模塊適配。

Rollup 通常在第二層運行，同時具有在第三層運行的靈活性。

按照確保壓縮數據的有效性（即數據正確）的不同方案，Rollup 又可分為 ZK Rollup 和 Optimistic Rollup。

ZK Rollup 是一種採用零知識證明的 Rollup 方案，ZK 是 zero knowledge（零知識）的縮寫。和其他 Rollup 的不同之處在於，ZK Rollup 採用 zkSNARK 算法（一種零知識證明算法）來壓縮數據和確保安全性。

Optimistic Rollup 字面理解是樂觀主義的 Rollup，它樂觀地默認被同步到 Layer1 上的數據是正確的，如果誰認為被同步的數據不正確（即存在欺詐行為），可在挑戰期發出挑戰。因此這種證明方式也叫欺詐性證明，以此保證最後同步到 Layer1 的數據是有效的。

Hybrid 則是混合了兩種 Rollup 的方案，支持更多的合約類型，包括公共、私有和混合合約類型，對於開發者來說，可基於自身需求自由選擇合約類型，對於用戶來說，也具有較高的自由度，可以在混合合約中自由選擇交易類型。

下面的圖表簡單地描繪了 Hybrid 混合 Rollup 的定位和功能。目前，已知有多個項目致力於在這個方向上進行構建。儘管每個項目的技術細節有所不同，但他們都有一個共同的願景：為區塊鏈行業帶來更多的可能性、更高的安全性能、更多的現實世界場景和更多的日常用戶。

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哪些團隊在嘗試 Hybrid Rollup？

OP+ZK 的 Rollup 技術聽上去似乎離我們還很遙遠，但實際上已經有不少知名加密協議和項目在這個領域進行了嘗試。除了近期剛剛宣布 L2 網絡 Fraxchain 的 Frax Finance，還有很多一流團隊也做出了自己的產品。BlockBeats 對這些協議和項目進行了簡要梳理。

Frax Finance

BlockBeats 此前報導，據 The Block 消息，6 月 16 日，混合算法穩定幣協議 Frax Finance 宣布將推出名為 Fraxchain 的以太坊 Layer2 網絡，該網絡將致力於創建一個智能合約平台，重點關注去中心化金融領域，所有 Frax 資產都將在 Fraxchain 上得到原生支持。Frax Finance 聯合創始人 Sam Kazemian 透露，Fraxchain 很可能在今年年底推出。

此外，Frax Finance 創始人 Sam Kazemian 近日參加播客節目「Flywheel DeFi」時透露，和大部分市面上的二層擴容方案不同，Fraxchain 將採用混合了 OP Rollups 和 ZK Rollup 的 Hybrid rollup 擴容方案，這意味著 Fraxchain 將建立在 Optimistic rollup 架構之上，並集成了零知識證明，旨在實現更好的可擴展性、更快的最終確定性並增強針對競爭對手的安全性。

值得注意的是，該網絡將使用 Frax 穩定幣和 Frax Ether（Frax 流動質押衍生品）來支付交易費用。該二層網絡中產生的部分費用將被銷毀或重定向回以太坊主網，以分配給 FXS 治理代幣的持有者。

Metis

BlockBeats 此前報導，今年 3 月 3 日，專注於 L2 建設的 MetisDAO 在博文中表示，以太坊 Layer 2 網絡 Metis 正在開發基於 Optimistic Rollup（OPR）與零知識證明（ZKP）結合的混合 Rollup，將 Optimistic Rollups 的可擴展性與 ZK Rollup 的安全性相結合。同時，Metis 表示將把開發這種新架構作為其首要任務之一，並將會開源該技術。

在 Metis Andromeda 發布的 2023 路線圖中，Hybrid Rollup 占據了很大一塊篇幅，足以證明 Metis 對其的重視程度。

Metis 網絡中 Hybrid Rollup 的工作流程

Aztec

BlockBeats 此前報導，5 月 4 日，Aztec 宣布將推出一個公開和隱私混合型 zkRollup 網絡，該網絡將繼續沿用 Aztec 的名字，其特點為可以在一種環境內執行公共和隱私的智能合約，這將有助於擴展開發者在該鏈上的設計選擇。

Aztec 允許以公開和隱私的方式執行智能合約邏輯，同時仍然繼承以太坊的安全優勢。在 Aztec 上，隱私是一種可選性，而非默認要求。其目標是擴展以太坊，即在所有數據保持公開的同時，具有隱私函數調用、交易隱私和用戶匿名性的功能。這允許用戶保護敏感信息不被洩漏，同時仍然能夠在必要時與相關機構共享這些信息以實現合規目的。 Aztec 還表示，團隊目前正在完成基本合約部署，預計將在 2023 年第三季度之前建立本地測試網，而用戶有望在 2024 年初之前訪問成熟的公共測試網。

Polygon

去年 5 月，Polygon 和全球專業服務和技術公司安永 (EY，Ernest \& Young) 建立合作關係，並發布 Nightfall 3.0 版本。Polygon Nightfall 本質上是一個利用 zk 加密保護隱私的 Optimistic Rollup，最突出的特點是有效地將 Optimistic Rollup 的主幹概念與 ZK-Rollups 中常用的零知識 (ZK) 密碼學相結合，從而實現了可擴展性和隱私性的融合。

事實上，早在 2019 年，安永就公布了 Nightfall 的初始版本，和其他 zk 解決方案最不同的一點是，Nightfall 是以隱私為重點的 rollup，安永將其定位為「以太坊上最突出的隱私解決方案之一」。具體來說，就是 Nightfall 上每筆交易都包含隱私，意味著如果 Alice 向 Bob 發送一筆資產，其他人將無法看到該資產是什麼、包含了多少價值或它去了哪裡。

之所以更注重交易的隱私性，是因為安永瞄準的客戶是企業。最開始，Nightfall 試圖直接在以太坊上構建第一個企業級區塊鏈，但最後發現，在以太坊主網擁有隱私過於昂貴，於是轉了 L2 並最終選擇和 Polygon 合作。

Mina

輕量級區塊鏈協議 Mina 開發團隊 O(1) Labs 已向 Optimism（已更名為 OP Mainnet）提交提案，建議將旗下基於 MIPS zkVM 構建的零知識證明技術應用於 OP Stack 欺詐證明，其中 MIPS 功能除了本地高性能的 snarkyJS 外，還允許使用通用語言編寫應用程序。

此外，Optimism 已於北京時間 6 月 7 日凌晨 2 點 50 分完成主網 Bedrock 升級，升級後不僅可降低交易費用、縮短系統延遲、提高節點性能等方面進行升級。此外，也讓 Optimistic 和 ZK 之間的無縫銜接成為可能。

為什麼要選擇 Hybrid Rollups？

採用「Optimistic +ZK Rollups」這種混合型架構，可最大化程度地優化兩者優勢，這意味著，不僅可保留 Optimistic Rollup 架構，EVM 兼容，而且通用性零知識證明可最大化增強安全性，其有效性證可明確保鏈下交易的正確性，同時，防止操作者執行無效的狀態轉換。

ZK Rollup 可提高吞吐量，這是因為零知識證明消除了對額外數據的需求，每筆交易僅保留所需的最低限度。這大大增加了吞吐量，降低以太坊擁堵。

此外，ZK Rollup 還帶來了額外的好處，即提升交易速度和更快得獲得最終確定性。

通過對 Optimistic Rollup 架構實施零知識證明，交易最終確定時間將從 7 天減少到大約 4 小時。通常存在兩種類型的時間，分別是確認時間和最終確定時間。Optimistic Rollup 提供更快的確認時間，然而，Optimistic Rollup 成立的前提假設是所有交易一開始都是有效的，因此需要 7 天的緩衝期，也就是說，需要確認交易 7 天後才能實現完全的交易最終確定，這 7 天的窗口期是留給驗證者提交欺詐證明的（如果有需求的話）。結合零知識證明，只要證明者生成證明並且驗證者進行批准，就可更快地確認交易的有效性。

無需延遲即可從 L2 提取資金，這也意味著融合型 Rollup 將會為用戶帶來更高的資本效率。