Layer 2 Rollups

什麼是 Layer 2 Rollups？

Layer 2 Rollups 是區塊鏈擴充系統，會在基礎區塊鏈之外處理大量交易，再將壓縮後的資料、證明或狀態承諾提交回基礎層。

在加密貨幣領域，Rollups 通常是指用於擴充 Ethereum 及其他智能合約生態系統的 Layer 2 網路。

Ethereum 擴充文件將 Rollups 描述為一種將交易執行移出基礎層，同時由基礎層負責重要安全與結算功能的系統。

Layer 2 Rollups 的主要目標，是在不完全脫離底層區塊鏈安全模型的情況下，讓區塊鏈交易更便宜、快速。

Rollup 能以較低的交易成本支援 DeFi、NFT、支付、遊戲、社群應用程式、錢包及其他加密貨幣應用程式。

Rollups 十分重要，因為基礎區塊鏈的區塊空間有限，在需求旺盛時，使用區塊空間的成本可能會變高。

簡單來說，Layer 2 Rollups 會將多項使用者操作整合為更有效率的形式，再將結果提交回基礎區塊鏈。

Layer 2 Rollups 的運作方式

Layer 2 Rollup 會接收使用者的交易，並在自身的執行環境中處理。

接著，Rollup 會依照自身規則更新餘額、智能合約狀態及交易紀錄。

Rollup 不會要求基礎鏈逐筆執行每項交易，而是將摘要、證明或承諾提交至基礎鏈。

如此一來，多筆交易便能分攤少量基礎層資料的成本。

基礎鏈則扮演結算與安全錨點的角色。

使用者可透過 Rollup 享有更快的速度與較低的手續費，而 Rollup 則會連回基礎鏈進行驗證或爭議處理。

實際流程取決於系統採用的是 Optimistic Rollup 還是零知識 Rollup。

Optimistic Rollups

Optimistic Rollups 預設交易批次有效，除非有人提出挑戰。

Ethereum Optimistic Rollups 文件說明，Optimistic Rollups 會在 Ethereum 上發布壓縮後的交易資料，以確保資料可用性。

之所以稱為 Optimistic，是因為它們不會立即為每個批次提供有效性證明。

相反地，系統會提供一段挑戰期間，讓使用者可以對無效的狀態更新提出爭議。

如果某個批次具有欺詐性，便可使用欺詐證明指出提議的結果有誤。

這種設計可與現有智能合約及開發者工具高度相容。

主要取捨在於，提領至基礎層可能需要較長時間，因為使用者可能得等到爭議期間結束。

零知識 Rollups

零知識 Rollups，也稱為 ZK-rollups，會使用密碼學有效性證明，確認 Rollup 交易已正確處理。

Ethereum ZK-rollups 文件說明，ZK-rollups 會將運算與狀態儲存移至鏈下處理，同時在鏈上提交有效性證明。

有效性證明讓基礎鏈無須重新執行每筆交易，也能驗證交易批次是否正確。

在許多設計中，這有助於加快最終確認並縮短提領時間。

相對的取捨是，ZK 系統在建置、稽核、升級及營運方面可能更為複雜。

部分 ZK-rollups 專注於支付或轉帳，其他則支援通用智能合約執行。

隨著 ZK 工具日益成熟，ZK-rollups 對高擴充性的加密貨幣應用程式愈來愈重要。

Optimistic Rollups 與 ZK-Rollups 的比較

Optimistic Rollups 與 ZK-rollups 以不同方式解決相同的擴充問題。

Optimistic Rollups 仰賴欺詐證明與挑戰期間。

ZK-rollups 則仰賴能預先證明正確性的有效性證明。

在某些情況下，Optimistic Rollups 較容易適配現有的 EVM 類型應用程式。

ZK-rollups 可提供更快的驗證速度及較短的提領時間，但可能需要更進階的證明系統。

沒有任何一種設計在所有情況下都必然更好。

選擇 Rollup 前，使用者應比較其安全性、成熟度、手續費、提領時間、稽核、資料可用性、升級控制及生態系統支援。

Rollups 與資料可用性

資料可用性是指驗證或重建 Rollup 狀態所需的資料，能供使用者與驗證者取得。

這是 Rollup 安全性中最重要的部分之一。

如果使用者無法取得所需資料，可能就無法偵測欺詐、驗證餘額或安全退出。

真正的 Rollups 通常會將交易資料或足以重建 Rollup 狀態的資料提交至基礎鏈，讓使用者能獨立重建 Rollup 狀態。

L2BEAT 風險架構說明，Rollups 會定期將狀態承諾提交至 Ethereum，且 Rollup 資料也會提交至 Ethereum；依據該架構的定義，這可避免額外的資料可用性信任假設。

使用外部資料可用性委員會或獨立資料網路的系統，可能具有不同的信任假設。

因此，使用者不應假設所有以擴充網路為名的系統，都具有與 Rollup 相同的安全模型。

Rollups 與 EIP-4844 Blobs

EIP-4844 引入了攜帶 Blob 的交易，協助 Rollups 以更低成本提交資料。

官方EIP-4844 規格描述了一種新的交易格式，可攜帶大量資料。EVM 執行無法存取這些資料，但可以存取其承諾。

Blob 十分重要，因為 Rollups 必須發布資料，而提交資料可能是其最大成本之一。

Chainlink 對 Blob 儲存的說明將 Blob 描述為暫存資料負載，讓 Rollups 提交資料的成本低於使用一般永久交易資料的成本。

這項變更支援 Ethereum 以 Rollup 為核心的擴充路線圖。

需求旺盛時，Blob 手續費仍可能上升，因此 Rollup 手續費不保證永遠維持低檔。

不過，基於 Blob 的資料提交是 Rollup 交易可能遠低於基礎層交易成本的主要原因之一。

Rollups 與 Sequencer

Sequencer 是一種接收、排序並提交 Rollup 交易的系統。

在 Rollup 將資料或證明提交至基礎鏈之前，Sequencer 通常會先提供快速確認。

這能改善使用者體驗，讓交易在 Rollup 環境中看起來幾乎即時完成。

中心化 Sequencer 的速度可能較快、運作也較簡單，但可能帶來審查、停機及交易排序風險。

去中心化 Sequencer 可減少單一營運者的控制權，但協調難度可能較高。

Sequencer 的設計會影響 MEV 風險、交易公平性、活躍性及信任假設。

使用者應了解，如果 Sequencer 離線或拒絕處理交易，Rollup 是否有備援方式。

Rollups 與跨鏈橋

Rollup 跨鏈橋可讓使用者在基礎鏈與 Layer 2 Rollup 之間轉移資產。

Canonical bridge 通常是 Rollup 官方架構的一部分。

第三方流動性跨鏈橋可能提供更快的轉帳速度，但也可能增加智能合約、流動性及交易對手風險。

Ethereum 跨鏈橋文件說明，跨鏈橋可協助資產與資訊在不同區塊鏈之間移動。

跨鏈橋是 Layer 2 使用者面臨的主要風險之一。

轉移資金前，使用者應確認官方跨鏈橋、提領期間、支援資產、合約地址、手續費及緊急處理程序。

Rollup 的技術可能十分完善，但使用者仍可能因使用偽造或不安全的跨鏈橋而蒙受損失。

Rollups 與手續費

Layer 2 Rollups 的手續費通常低於基礎區塊鏈。

Rollup 手續費可能包括執行費、資料提交費、Sequencer 費、跨鏈橋費及結算相關成本。

使用者可能需要使用 Rollup 指定的手續費資產支付其網路上的 Gas 費。

總成本也可能包括透過跨鏈橋入金或提領的費用。

網路需求增加、Blob 市場擁擠，或 Rollup 自身的執行環境壅塞時，手續費可能有所變動。

低手續費是主要優勢，但使用者仍應檢視整個交易流程的總成本。

如果跨鏈橋成本與提領延遲偏高，原本便宜的兌換交易可能就沒那麼划算。

Rollups 與 DeFi

Layer 2 Rollups 廣泛用於 DeFi，因為它們讓頻繁交易更為實際可行。

使用者可以兌換代幣、提供流動性、借款、還款、質押、領取獎勵，以及管理抵押品，成本低於繁忙時的基礎層。

Rollups 也能讓小額 DeFi 倉位更容易參與，因為使用者不必每筆交易都支付高額費用。

不過，在 Rollup 上使用 DeFi 並不代表風險消失。

使用者仍面臨智能合約風險、預言機風險、強制平倉風險、流動性風險、跨鏈橋風險及 Sequencer 風險。

Rollups 能降低部分交易成本問題，但無法消除市場或協議風險。

使用者在任何 Rollup 上採用複雜的 DeFi 策略前，都應先以小額資金測試。

Rollups 與 NFT

Layer 2 Rollups 能讓 NFT 活動成本更低，也更容易擴充。

在 Rollup 上鑄造、轉移、上架、取消上架及使用 NFT 進行遊戲，成本都可能更低。

這對遊戲道具、忠誠度通行證、活動票券、創作者收藏品及社群 NFT 特別有用。

NFT 使用者仍應確認合約地址、metadata 儲存方式、版稅規則、授權權限及跨鏈橋支援情況。

除非透過跨鏈橋轉移或以其他方式呈現，否則 Rollup 上的 NFT 只存在於該 Rollup 環境中。

在不同 Layer 之間轉移 NFT，可能涉及特殊的跨鏈橋規則及額外風險。

NFT 手續費較低，不代表其真偽或安全性自動獲得保障。

Layer 2 Rollups 的優點

Layer 2 Rollups 的第一項優點是降低交易成本。

第二項優點是讓日常加密貨幣活動的使用體驗更快速。

第三項優點是提升 DeFi、NFT、支付、遊戲及社群應用程式的擴充能力。

第四項優點是減輕基礎層區塊空間的壓力。

第五項優點是 Rollups 能與基礎鏈的安全性及結算功能維持重要連結。

第六項優點是開發者通常能以較低的使用者成本，建置熟悉的智能合約應用程式。

這些優點使 Rollups 成為推動區塊鏈普及的重要途徑之一。

Layer 2 Rollups 的風險

第一項風險是跨鏈橋風險，因為在不同 Layer 之間轉移資產需要使用合約與訊息系統。

第二項風險是 Sequencer 中心化、停機或審查。

第三項風險是 Rollup 系統或其上應用程式的智能合約漏洞。

第四項風險是資料可用性不足，導致使用者無法取得驗證或退出所需的資料。

第五項風險是升級金鑰風險：少數人可能迅速變更重要的系統合約。

第六項風險是使用者容易混淆不同網路、代幣、跨鏈橋及提領規則。

第七項風險是錯誤的安全假設，因為並非所有擴充網路都具有與 Rollup 相同的信任模型。

如何評估 Layer 2 Rollups

首先確認該 Rollup 採用 Optimistic 還是零知識架構。

檢視 Rollup 在何處提交資料，以及使用者如何驗證狀態。

確認跨鏈橋設計、提領流程、證明系統、Sequencer 模型及升級控制。

查看稽核、公開文件、漏洞賞金計畫、監控儀表板及過往事故紀錄。

確認 Rollup 是否提供明確的退出途徑，讓使用者在遭遇審查、停機或營運者故障時仍能退出。

比較包含入金費、Rollup Gas 費、提領費及等待時間在內的總成本。

將大額餘額轉入任何 Rollup 前，先進行小額測試交易。

對 Layer 2 Rollups 的常見誤解

一個常見誤解是，所有低手續費區塊鏈都是 Rollup。

有些低手續費系統其實是側鏈、Validium、Appchain，或具有不同安全假設的獨立 Layer 1 網路。

另一個誤解是，Rollups 能讓交易免費。

Rollups 能降低成本，但執行、資料提交、結算及跨鏈橋仍會消耗資源並產生費用。

第三個誤解是，現在所有 Rollups 都已完全去中心化。

許多 Rollups 仍在持續改善去中心化程度、證明系統、Sequencer、治理及退出機制。

第四個誤解是，使用 Rollups 就不必在傳送資產前確認網路。

常見問題

什麼是 Layer 2 Rollups？

Layer 2 Rollups 是一種擴充系統，會在基礎區塊鏈之外處理交易，再將資料、證明或狀態承諾提交回基礎鏈。

為什麼稱為 Layer 2？

它們被稱為 Layer 2，是因為它們運作於基礎 Layer 1 區塊鏈之上，並使用該區塊鏈進行結算、安全保護或驗證。

什麼是 Optimistic Rollup？

Optimistic Rollup 預設交易批次有效，除非有人在爭議期間使用欺詐證明提出挑戰。

什麼是 ZK-rollup？

ZK-rollup 使用密碼學有效性證明，證明交易批次已正確處理。

Layer 2 Rollups 比 Layer 1 便宜嗎？

通常較便宜，因為多筆交易能分攤資料與結算成本，但手續費仍取決於需求及設計。

Rollups 安全嗎？

設計完善的 Rollups 可能具備安全性，但使用者仍須考量跨鏈橋、Sequencer、資料可用性、證明系統、升級及智能合約等因素。

DeFi 可以在 Rollups 上運作嗎？

可以。DeFi 能在 Rollups 上運作，並通常受惠於較低的手續費與較快的交易速度。

NFT 可以使用 Rollups 嗎？

可以。NFT 能在 Rollups 上鑄造、轉移及使用，但使用者應確認合約、metadata 及跨鏈橋的相關資訊。

Rollup 中的 Sequencer 是什麼？

Sequencer 負責排列 Rollup 交易，通常會在資料提交至基礎層前提供快速交易確認。

使用 Rollup 前應確認哪些事項？

使用者應確認官方跨鏈橋、提領規則、手續費、證明系統、Sequencer 模型、資料可用性、稽核情況及網路名稱。

結論

Layer 2 Rollups 是加密貨幣領域最重要的擴充技術之一。

Rollups 能更有效率地處理交易，協助區塊鏈支援更多使用者，同時仍連回基礎鏈以取得安全性、結算或驗證功能。

主要類型有 Optimistic Rollups 與零知識 Rollups。

Optimistic Rollups 使用欺詐證明與挑戰期間；ZK-rollups 則使用有效性證明預先證明正確性。

這兩種設計都能降低手續費、提升速度，並讓 DeFi、NFT、支付、遊戲及面向一般使用者的加密貨幣應用程式更容易使用。

不過，Rollups 並非毫無風險。

使用者仍須了解跨鏈橋、Sequencer、資料可用性、提領時間、升級控制、智能合約及網路特定手續費。

要獲得良好的 Rollup 使用體驗，應使用官方工具、先測試小額交易、閱讀文件，並避開偽造的跨鏈橋或網路釣魚連結。

對開發者而言，Rollups 提供了一條擴充應用程式的途徑，無須脫離基礎生態系統的整體安全模型。

在加密貨幣領域，Layer 2 Rollups 最適合理解為一種整合式擴充系統，能讓區塊鏈更實用，但使用者與建置者仍須仔細評估其技術細節。