区块链汇总是什么，它们如何扩展以太坊

以太坊每秒大约可以处理15笔交易。这还不及一家星巴克收银台的交易量。汇总是让以太坊在不牺牲其价值所依赖的安全性的情况下处理每秒数千笔交易的技术。它们通过在链外执行交易并将压缩的证明返回以太坊，从而将基础层转变为结算法院，而不是交易处理器。

总结

标准叙述认为汇总使以太坊更快。这在技术上是正确的，但具有误导性。以太坊本身并没有变快。它仍然每12秒生成一个区块。它在基础层上仍然每秒处理大约15笔交易。当汇总部署时，以太坊的共识或执行没有任何变化。

变化的是工作发生的地方。汇总将交易执行从以太坊主网转移到一个单独的链上，该链可以更快地处理交易，因为它不需要成千上万的验证者就每个状态变化达成一致。然后，汇总压缩结果并将其返回以太坊，在那里进行验证并使其永久化。

大多数解释使用的类比是法院系统：汇总处理日常交易（案件），而以太坊作为最终上诉法院（法官）。这个类比是有用的，但不完整。更精确的框架是，汇总将以太坊从交易处理器转变为数据可用性和验证层。基础链停止执行工作，开始检查工作。

理解这为什么重要需要理解是什么使以太坊本身变慢，以及为什么显而易见的解决方案不起作用。

为什么以太坊不能简单地增加其吞吐量

以太坊每秒处理大约15笔交易。直观的解决方案是增加区块大小或减少区块时间，从而允许每个区块更多交易或每单位时间更多区块。每一个尝试这种方法的第一代区块链项目都发现了同样的问题：更大的区块需要更强大的硬件来验证，这使得小型节点运营商无法承担，从而使验证集中在更少的实体中，破坏了去中心化。

这就是区块链三难困境。你可以在三种属性（安全性、去中心化、吞吐量）中优化任意两个，但提高第三个属性需要牺牲其中一个。增加以太坊的区块大小将提高吞吐量，但以牺牲去中心化为代价。减少验证者数量将提高吞吐量，但以牺牲安全性为代价。

汇总通过将执行与验证分离来规避三难困境。汇总链通过少量运营商处理执行，实现高吞吐量。以太坊通过其完整的验证者集处理验证和数据可用性，保持安全性和去中心化。两个链都没有妥协，因为每个链都针对不同的功能进行了优化。

这不是一个理论上的论点。选择优化吞吐量而非可访问性的Solana要求验证者运行价值数千美元的硬件，并处理数百兆字节的区块。以太坊的验证者可以在普通笔记本电脑上运行。汇总架构使以太坊在不需要Solana硬件要求的情况下实现Solana的吞吐量，通过将执行移动到一个单独的层。

乐观汇总如何工作

乐观汇总的名称来源于其核心假设：交易被假定为有效，除非有证据证明其无效。

该过程从一个序列器开始，这是一个由汇总团队操作的节点，负责收集用户交易、对其进行排序并批量执行。序列器在每个批次后生成一个新的汇总状态，就像以太坊在每个区块后生成一个新状态一样。

乐观汇总不要求每个验证者重新执行每笔交易，而是将批量数据发布到以太坊，并发布一个状态根（执行批量后汇总状态的加密哈希）。除非有人对此提出质疑，否则该状态根被视为正确。

质疑机制是欺诈证明系统。在质疑窗口期间，通常为七天，任何人都可以检查发布到以太坊的批量数据，重新在本地执行交易，并将其结果与发布的状态根进行比较。如果结果不同，质疑者将向以太坊上的智能合约提交欺诈证明，该合约会在链上重新执行争议交易并确定谁是正确的。

如果欺诈证明显示序列器发布了不正确的状态根，则序列器的质押抵押金将被削减，不正确的状态根将被撤销，质疑者将获得奖励。如果在质疑窗口内没有人对状态根提出质疑，则该状态根将在以太坊上被最终确认，并成为汇总的规范状态。

这种设计优雅，因为它将昂贵的工作（重新执行和验证）移出了关键路径。在正常情况下，如果序列器是诚实的，则根本不会发生链上的重新执行。操作汇总的成本降低为将压缩的批量数据发布到以太坊，这比在基础层上执行每笔交易便宜得多。

Arbitrum和Optimism是两个最大的乐观汇总。Arbitrum使用交互式争议解决协议，将争议计算缩小到单个指令，然后在链上重新执行，从而最小化欺诈证明的链上燃气成本。Optimism使用非交互式欺诈证明系统，其中整个争议交易在单个链上步骤中重新执行。

Base是由Coinbase使用OP Stack（Optimism的开源框架）构建的，已成为按交易量计算增长最快的汇总，得益于消费者应用程序和与Coinbase用户基础的集成。

ZK汇总的工作原理

ZK汇总采取相反的方法：它们事先证明正确性，而不是假设它。

在序列器执行一批交易后，证明者生成一个加密有效性证明（通常是zk-SNARK或zk-STARK），该证明在数学上证明该批次被正确执行。该证明与批量数据一起发布到以太坊上的验证合约。验证者检查该证明，这在计算上是便宜的，并且无论批量包含多少交易，所需时间都是恒定的。

优点是最终性。没有七天的质疑窗口。一旦证明在以太坊上被验证，该批次就被最终确认。用户可以在几分钟内将资产从ZK汇总提取到以太坊，而不必等待一周。

缺点是成本。为复杂的交易批次生成有效性证明需要大量计算资源。ZK证明生成是一个数学密集型过程，对于大批次可能需要几分钟，并且需要专用硬件。这个成本在批次中的所有交易之间摊销，但它增加了乐观汇总所避免的每批次开销。

ZK汇总的构建也更为困难。乐观汇总可以支持与以太坊相同的虚拟机（EVM），只需相对较小的修改，这意味着现有的Solidity智能合约可以几乎不做或不做更改地工作。ZK汇总历史上要求开发人员使用像Cairo（StarkNet使用的语言）这样的专用语言编写合约，因为EVM的指令集并未设计用于高效的零知识证明生成。

这个差距正在缩小。zkSync Era和Polygon zkEVM已经实现了与EVM兼容的ZK rollup，可以执行标准的Solidity合约，尽管兼容性程度各不相同。Scroll是另一个ZK rollup，旨在实现完全的EVM等价，这意味着在以太坊上部署的合约可以在Scroll上无须任何修改地部署。

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Blob与Dencun升级：经济学的转变
在2024年3月之前，rollup将其批量数据作为calldata发布在以太坊交易中。calldata由每个以太坊节点永久存储，这使得其成本高昂。在以太坊高峰期，典型的rollup批量在calldata费用上花费500到2000美元。

Dencun升级引入了EIP-4844，创建了一种新的数据类型，称为blob。blob是附加在以太坊交易上的大块数据（每个大约128 KB），但仅暂时存储，约18天，而不是永久存储。这使得它们的成本显著低于calldata。

影响是立竿见影且可测量的。Arbitrum的交易费用从平均0.25美元降至0.01美元以下。Base的费用降至几分之一美分。将rollup批量发布到以太坊的成本下降了90%以上。

这很重要，因为它改变了rollup采用的经济方程。当二层交易费用为0.25美元时，只有交易金额超过某一阈值的用户才会选择rollup，而不是选择基础费用较低的竞争链。当二层交易费用为0.001美元时，竞争链的成本优势基本消失，以太坊结算的安全优势成为决定性因素。

blob是实现完全danksharding的第一步，未来的升级将把每个区块的blob数量从当前目标的三个增加到64个或更多。这个进程中的每一步都进一步降低了rollup的成本，并增加了以太坊上二层结算可用的数据吞吐量。

序列器集中化问题
几乎所有主要的rollup目前都运行着由rollup团队操作的单一序列器。Arbitrum的序列器由Offchain Labs运行。Optimism的序列器由OP Labs运行。Base的序列器由Coinbase运行。

这种集中化带来了几种风险。如果序列器出现故障，rollup将停止。如果序列器审查某些交易，用户将无法正常与rollup交互。如果序列器重新排序交易以提取MEV，用户将支付隐性税。

rollup团队将这种集中化辩护为一种临时措施。通过引入轮换的序列器集或使用共享序列层来去中心化序列器，是每个主要rollup的路线图上的目标。但路线图并不等于部署。

缓解措施是强制包含。大多数rollup包括一种机制，允许用户直接将交易提交到以太坊基础层，完全绕过序列器。如果序列器审查了你的交易，你可以通过rollup的链上合约强制执行。这一过程比通过序列器慢且更昂贵，但可以防止永久审查。

在现实世界使用的时间限制和燃气费用下，强制包含在实践中实际有效的程度，是rollup之间一个重要的区分因素。L2BEAT，主要的独立rollup安全属性跟踪器，根据强制包含机制的成熟度以及其他几个安全标准对每个rollup进行评级。

碎片化问题
以太坊的rollup策略成功地创建了可扩展的执行环境。它也创造了一个在rollup出现之前并不存在的碎片化问题。

在Arbitrum上拥有资产的用户无法直接在Base上使用这些资产。Optimism上的一个DeFi协议与zkSync上的同一协议有着独立的流动性。在StarkNet上铸造的NFT无法在运行于Scroll的市场上出售。

每个rollup都是其自己的链，拥有自己的状态、通往以太坊的桥梁以及自己的应用生态系统。在rollup之间移动资产需要通过桥接，这会引入延迟（乐观rollup提取到以太坊需要七天）、成本（源链和目标链的燃气费用）和风险（桥接智能合约的漏洞）。

这不仅仅是一个不便。这是一个结构性问题，削弱了使以太坊有价值的网络效应。如果流动性分散在30个rollup之间，没有任何一个rollup能够拥有以太坊主网作为主要执行环境时的流动性深度。

解决方案正在开发中。像Espresso这样的共享排序层旨在协调多个rollup之间的交易顺序，实现原子跨rollup交易。像Chainlink CCIP和LayerZero这样的互操作性协议提供消息层，使rollup能够进行通信。ERC-7683，一个跨链意图标准，旨在标准化用户表达跨rollup转移的方式。

这些解决方案目前都不够成熟，无法消除今天的碎片化。rollup生态系统是否会聚合到少数主导链上，还是会在几十个链之间保持碎片化，仍然是一个开放的问题，这对用户、开发者和流动性的去向有着重要影响。

安全模型在更微妙的方面也有所不同。在乐观rollup中，安全性依赖于至少一个诚实的验证者监视链并在需要时提交欺诈证明。如果每个验证者都离线或串通，非法状态转换可能在挑战窗口关闭后被最终确定。实际上，多个独立的验证者监控每个主要的乐观rollup，而捕捉欺诈的经济激励（挑战者会被削减抵押物）使得这种攻击的维持成本很高。但理论要求比ZK rollup要弱，后者的数学证明本身保证了正确性，无论谁在监视。

rollup选择的用户体验影响超出了费用和最终性。钱包支持、代币可用性和应用部署在不同的rollup之间各不相同。将资产桥接到一个DeFi协议部署有限的rollup的用户，可能会发现他们的资本被困在一个几乎没有生产性用途的生态系统中。互操作性问题加剧了这一点：将资产转回以太坊或转移到不同的rollup会产生额外的桥接费用和时间延迟，这可能会抵消吸引用户最初选择rollup的成本节约。

这篇文章未涵盖的内容

这篇文章未涵盖特定rollup虚拟机的内部架构。Arbitrum Nitro、OP Stack和StarkNet的Cairo VM之间的差异显著，影响开发者体验、性能和安全属性。每个都值得专门分析。

这篇文章未涵盖validiums和volitions，这些是将数据发布到单独的数据可用性层而不是以太坊的rollup变体。这些系统以较低的成本交换了以太坊的一些安全保证，权衡是微妙的。

这篇文章未讨论rollup治理的代币经济学。ARB、OP、STRK和ZK代币各自具有不同的治理、质押和激励结构。rollup代币是否为持有者积累价值或主要作为治理工具的功能，是一个活跃的辩论，影响投资决策。

选择rollup前的实用检查

检查滚动的安全阶段。 L2BEAT 根据其证明系统、升级机制和治理的成熟度将滚动分为三个阶段。阶段 0 的滚动在很大程度上依赖于对滚动团队的信任。阶段 1 的滚动具有功能性的证明系统，但保留升级密钥。阶段 2 的滚动拥有完全无信任的证明系统，且集中控制最小。截至 2026 年中期，大多数主要滚动仍处于阶段 0 或阶段 1。

了解提款时间。 乐观滚动提款到以太坊大约需要七天，原因是欺诈证明挑战窗口。快速桥接服务可以通过提前提供资金来加速这一过程，但它们会收取费用并引入对手方风险。一旦有效性证明被验证，ZK 滚动提款可以在几分钟内完成。如果您需要快速访问以太坊主网上的资产，这一差异非常重要。

验证强制包含机制。 如果序列器出现故障或审查您的交易，您能否通过链上合约强制执行您的交易？检查滚动是否具有有效的强制包含机制，以及延迟时间有多长。没有强制包含的滚动是一个带有以太坊品牌的集中链。

比较实际交易成本。 滚动费用因滚动的压缩效率、批处理频率和以太坊 blob 空间的当前价格而异。使用滚动费用跟踪器比较您计划使用时各滚动的常见操作（代币转移、交换、合约部署）的实际成本，而不是依赖历史平均值。

检查生态系统。 如果您需要的应用程序在不同的滚动上，最便宜的滚动就没有用。验证您计划使用的 DeFi 协议、NFT 市场或钱包基础设施是否已在您选择的滚动上部署并具备流动性。
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1.

什么是区块链滚动？ {#faq-0}

滚动是一种第二层扩展解决方案，它在单独的链上执行交易，并将交易数据或加密证明发布回像以太坊这样的第一层区块链。这使得滚动能够每秒处理数千笔交易，同时依赖以太坊提供安全性和数据可用性。术语滚动指的是许多交易在提交到基础层之前被汇总成一个批次的方式。 {#faq-0} 2.

乐观滚动和 ZK 滚动有什么区别？ {#faq-1}

乐观滚动假设交易是有效的，并允许一个挑战期（通常为七天），在此期间任何人都可以提交欺诈证明，如果他们发现错误。ZK 滚动生成一个数学证明，验证整个批次在被接受到以太坊之前是否正确执行。实际区别在于，乐观滚动的提款时间较长，但更容易构建，而 ZK 滚动提供更快的最终性，但需要更多的计算资源来生成证明。 {#faq-1} 3.

为什么乐观滚动提款需要七天？ {#faq-2}

七天的窗口存在是为了给欺诈证明者足够的时间来检测和挑战序列器提交的无效状态根。如果提款是即时的，恶意的序列器可能会提交一个虚假的状态根，将资金提取到以太坊，并在任何人能够证明欺诈之前消失。七天的延迟确保有足够的时间进行验证游戏。快速桥接服务可以通过提前提供资金来提供即时提款，但它们会为此服务收取费用。 {#faq-2} 4.

什么是 blobs，它们是如何降低滚动成本的？ {#faq-3}

Blobs是以太坊在2024年3月通过Dencun升级（EIP-4844）引入的一种新数据类型。在Blobs出现之前，rollup将批量数据作为calldata发布，这些数据被每个以太坊节点永久存储，成本高昂。Blobs则是临时存储（大约18天），并拥有与常规以太坊交易分开的费用市场。这使得rollup交易成本降低了90%以上，因为数据存储——这是运营rollup的主要成本——变得极为便宜。

使用rollup的安全性是否与直接使用以太坊相同？

rollup继承了以太坊对其发布到基础层的数据的安全性，但还需额外的信任假设。排序者通常是一个集中化的单一运营者，可能会审查交易或离线。rollup在以太坊上的智能合约可能有由团队控制的升级密钥。欺诈证明或有效性证明系统可能仍在开发中。L2BEAT的阶段分类系统对这些属性进行了评级。拥有完全去中心化证明系统的Stage 2 rollup接近以太坊的安全级别。目前大多数rollup并未达到Stage 2。

如果rollup的排序者离线会发生什么？

如果排序者离线，rollup上的新交易无法通过正常渠道处理。然而，大多数rollup包括一个强制包含机制，允许用户直接向以太坊上的rollup智能合约提交交易，绕过排序者。这比正常操作要慢且成本更高，但可以防止排序者故障永久锁定用户资金。强制包含机制的质量和可访问性在不同rollup之间差异显著。

为什么会有这么多不同的rollup？

rollup框架是模块化和开源的，这使得启动新的rollup相对容易。OP Stack（来自Optimism）和Arbitrum Orbit都允许开发者部署具有预构建基础设施的自定义rollup。不同的rollup针对不同的用例进行优化：一些针对DeFi，另一些针对游戏，还有一些针对企业应用。然而，rollup的激增造成了碎片化问题，包括流动性分裂、桥接复杂性和用户困惑。

我应该使用哪个rollup？

最佳rollup取决于你的需求。对于流动性最深的DeFi，Arbitrum目前处于领先地位。对于与Coinbase集成的消费者应用，Base占主导地位。对于优先考虑快速最终性且不希望有七天提款延迟的应用，像zkSync Era或StarkNet这样的ZK rollup值得考虑。在投入大量资产之前，比较当前交易成本，检查所需应用是否已部署，并在L2BEAT上验证rollup的安全阶段。

免责声明：本文仅供信息和教育用途，不构成财务、投资或法律建议。加密货币市场波动性大，风险显著。在做出投资决策之前，请务必进行自己的研究。