一文梳理在尝试Hybrid Rollup的加密项目

原文作者：0xFacai、Jaleel，BlockBeats

原文编辑：Jack，BlockBeats

6 月 16 日，混合算法稳定币协议 Frax Finance 宣布推出名为 Fraxchain 的以太坊 Layer2 网络，所有 Frax 资产都将在 Fraxchain 上得到原生支持。据悉，Fraxchain 将采用了混合了 OP Rollups和 ZK Rollup 的 Hybrid rollup 扩容方案，旨在实现更好的可扩展性、更快的最终确定性并增强针对竞争对手的安全性，引起加密社区不少的关注。

实际上，这种融合 Rollup 思路并非什么新鲜事，早在 2022 年 7 月，Optimism 核心开发者 Kelvin Fichter 开发 Optimism Bedrock 架构，就曾经发推提出过这种混合思路，称「Optimistic Rollup 目前相比 ZK 同类产品具有优势，而 Bedrock 旨在使 Optimistic 和 ZK 之间的无缝过渡成为可能」，并基于此话题和太坊联合创始人 Vitalik Buterin 进行了讨论。

就着 Kelvin Fichter 的思路，以太坊联合创始人 Vitalik Buterin 也发表了自己的看法：将 Optimistic Rollups 与 ZK Rollups 结合起来，治理仅用于解决两者之间的 Bug，其流程是：1）发布区块，2）等待 24 小时时长的欺诈挑战期；3（a）如果没有挑战，则发布 ZK SNARK，最终确认；3（b）如果出现了挑战，根据（挑战游戏、ZK SNARK 以及治理）的 3 个选项中的 2 个做出决定。

随着越来越多的加入二层扩容竞争，这种 Rollup 融合型扩容思路越来越多地得以应用，除了 Optimism，市面上还有多个团队开始研究和尝试 Hybrid Rollups。什么是 Hybrid Rollups？为什么要选择 Hybrid Rollups？有哪些团队在这个领域做开发？BlockBeats 在此文中进行了解析和整理。

什么是 Hybrid Rollup?

Hybrid Rollup 是一种混合思路的 Rollup，通过结合 Optimistic Rollups 与 ZK Rollup 两种技术，最大限度地优化产品功能，从而找到产品和市场的最佳契合点 PMF（Product-Market Fit），也就是做到产品-市场匹配。

要弄清楚 Hybrid Rollup 是什么，首先需要先理解 Optimistic Rollup 和 ZK Rollup 分别是什么。

首先，Rollup 是一种以太坊扩展方案之一，它将以太坊主网（即 Layer1）上交易的计算和存储转移至 Layer2 处理并压缩，再将压缩后的数据上传至以太坊主网以拓展以太坊性能。

本质上，用户不是将交易发送到 L1 的矿工那里，而是将其交易发送到 Rollup 服务器，在以太坊主链之外执行交易。不过，这些 Rollup 会将交易数据发布到以太坊主链。当将交易发布到主链时，它们将继承 L1 的安全属性。 Rollup 通常具有可编程性，因此需要支持智能合约（SC）语言，以便开发者开发 DApp。然而，由于 Privacy 与 EVM（以太坊虚拟机）不兼容，因此 Solidity 并不能直接用于开发隐私类型的 DApp。这需要一种定制化的智能合约语言，以支持公共合约和私有的合约编写。当然，由于需要维护不同类型的状态树，这需要进行 VM 模块适配。

Rollup 通常在第二层运行，同时具有在第三层运行的灵活性。

按照确保压缩数据的有效性（即数据正确）的不同方案，Rollup 又可分为 ZK Rollup 和 Optimistic Rollup。

ZK Rollup 是一种采用零知识证明的 Rollup 方案，ZK 是 zero knowledge（零知识）的缩写。和其他 Rollup 的不同之处在于，ZK Rollup 采用 zkSNARK 算法（一种零知识证明算法）来压缩数据和确保安全性。

Optimistic Rollup 字面理解是乐观主义的 Rollup，它乐观地默认被同步到 Layer1 上的数据是正确的，如果谁认为被同步的数据不正确（即存在欺诈行为），可在挑战期发出挑战。因此这种证明方式也叫欺诈性证明，以此保证最后同步到 Layer1 的数据是有效的。

Hybrid 则是混合了两种 Rollup 的方案，支持更多的合约类型，包括公共、私有和混合合约类型，对于开发者来说，可基于自身需求自由选择合约类型，对于用户来说，也具有较高的自由度，可以在混合合约中自由选择交易类型。

下面的图表简单地描绘了 Hybrid 混合 Rollup 的定位和功能。目前，已知有多个项目致力于在这个方向上进行构建。尽管每个项目的技术细节有所不同，但他们都有一个共同的愿景：为区块链行业带来更多的可能性、更高的安全性能、更多的现实世界场景和更多的日常用户。

相关阅读：《OP+ZK，Hybrid Rollup 会成为以太坊扩容的终极未来吗？》

哪些团队在尝试 Hybrid Rollup？

OP+ZK 的 Rollup 技术听上去似乎离我们还很遥远，但实际上已经有不少知名加密协议和项目在这个领域进行了尝试。除了近期刚刚宣布 L2 网络 Fraxchain 的 Frax Finance，还有很多一流团队也做出了自己的产品。BlockBeats 对这些协议和项目进行了简要梳理。

Frax Finance

BlockBeats 此前报道，据 The Block 消息，6 月 16 日，混合算法稳定币协议 Frax Finance 宣布将推出名为 Fraxchain 的以太坊 Layer2 网络，该网络将致力于创建一个智能合约平台，重点关注去中心化金融领域，所有 Frax 资产都将在 Fraxchain 上得到原生支持。Frax Finance 联合创始人 Sam Kazemian 透露，Fraxchain 很可能在今年年底推出。

此外，Frax Finance 创始人 Sam Kazemian 近日参加播客节目「Flywheel DeFi」时透露，和大部分市面上的二层扩容方案不同，Fraxchain 将采用混合了OP Rollups和 ZK Rollup 的 Hybrid rollup 扩容方案，这意味着 Fraxchain 将建立在 Optimistic rollup 架构之上，并集成了零知识证明，旨在实现更好的可扩展性、更快的最终确定性并增强针对竞争对手的安全性。

值得注意的是，该网络将使用 Frax 稳定币和 Frax Ether（Frax 流动质押衍生品）来支付交易费用。该二层网络中产生的部分费用将被销毁或重定向回以太坊主网，以分配给 FXS 治理代币的持有者。

Metis

BlockBeats 此前报道，今年 3 月 3 日，专注于 L2 建设的 MetisDAO 在博文中表示，以太坊 Layer 2 网络 Metis 正在开发基于 Optimistic Rollup（OPR）与零知识证明（ZKP）结合的混合 Rollup，将 Optimistic Rollups 的可扩展性与 ZK Rollup 的安全性相结合。同时，Metis 表示将把开发这种新架构作为其首要任务之一，并将会开源该技术。

在 Metis Andromeda 发布的 2023 路线图中，Hybrid Rollup 占据了很大一块篇幅，足以证明 Metis 对其的重视程度。

Metis 网络中 Hybrid Rollup 的工作流程Aztec

BlockBeats 此前报道，5 月 4 日，Aztec 宣布将推出一个公开和隐私混合型 zkRollup 网络，该网络将继续沿用 Aztec 的名字，其特点为可以在一种环境内执行公共和隐私的智能合约，这将有助于扩展开发者在该链上的设计选择。

Aztec 允许以公开和隐私的方式执行智能合约逻辑，同时仍然继承以太坊的安全优势。在 Aztec 上，隐私是一种可选性，而非默认要求。其目标是扩展以太坊，即在所有数据保持公开的同时，具有隐私函数调用、交易隐私和用户匿名性的功能。这允许用户保护敏感信息不被泄漏，同时仍然能够在必要时与相关机构共享这些信息以实现合规目的。 Aztec 还表示，团队目前正在完成基本合约部署，预计将在 2023 年第三季度之前建立本地测试网，而用户有望在 2024 年初之前访问成熟的公共测试网。

Polygon

去年 5 月，Polygon 和全球专业服务和技术公司安永 (EY，Ernest & Young) 建立合作关系，并发布 Nightfall 3.0 版本。Polygon Nightfall 本质上是一个利用 zk 加密保护隐私的 Optimistic Rollup，最突出的特点是有效地将 Optimistic Rollup 的主干概念与 ZK-Rollups 中常用的零知识 (ZK) 密码学相结合，从而实现了可扩展性和隐私性的融合。

事实上，早在 2019 年，安永就公布了 Nightfall 的初始版本，和其他 zk 解决方案最不同的一点是，Nightfall 是以隐私为重点的 rollup，安永将其定位为「以太坊上最突出的隐私解决方案之一」。具体来说，就是 Nightfall 上每笔交易都包含隐私，意味着如果 Alice 向 Bob 发送一笔资产，其他人将无法看到该资产是什么、包含了多少价值或它去了哪里。

之所以更注重交易的隐私性，是因为安永瞄准的客户是企业。最开始，Nightfall 试图直接在以太坊上构建第一个企业级区块链，但最后发现，在以太坊主网拥有隐私过于昂贵，于是转了 L2 并最终选择和 Polygon 合作。

Mina

轻量级区块链协议 Mina 开发团队 O(1) Labs 已向 Optimism（已更名为 OP Mainnet）提交提案，建议将旗下基于 MIPS zkVM 构建的零知识证明技术应用于 OP Stack 欺诈证明，其中 MIPS 功能除了本地高性能的 snarkyJS 外，还允许使用通用语言编写应用程序。

此外，Optimism 已于北京时间 6 月 7 日凌晨 2 点 50 分完成主网 Bedrock 升级，升级后不仅可降低交易费用、缩短系统延迟、提高节点性能等方面进行升级。此外，也让 Optimistic 和 ZK 之间的无缝衔接成为可能。

为什么要选择 Hybrid Rollups？

采用「Optimistic +ZK Rollups」这种混合型架构，可最大化程度地优化两者优势，这意味着，不仅可保留 Optimistic Rollup 架构，EVM 兼容，而且通用性零知识证明可最大化增强安全性，其有效性证可明确保链下交易的正确性，同时，防止操作者执行无效的状态转换。

ZK Rollup 可提高吞吐量，这是因为零知识证明消除了对额外数据的需求，每笔交易仅保留所需的最低限度。这大大增加了吞吐量，降低以太坊拥堵。

此外，ZK Rollup 还带来了额外的好处，即提升交易速度和更快得获得最终确定性。

通过对 Optimistic Rollup 架构实施零知识证明，交易最终确定时间将从 7 天减少到大约 4 小时。通常存在两种类型的时间，分别是确认时间和最终确定时间。Optimistic Rollup 提供更快的确认时间，然而，Optimistic Rollup 成立的前提假设是所有交易一开始都是有效的，因此需要 7 天的缓冲期，也就是说，需要确认交易 7 天后才能实现完全的交易最终确定，这 7 天的窗口期是留给验证者提交欺诈证明的（如果有需求的话）。结合零知识证明，只要证明者生成证明并且验证者进行批准，就可更快地确认交易的有效性。

无需延迟即可从 L2 提取资金，这也意味着融合型 Rollup 将会为用户带来更高的资本效率。