Rollup

第2 课：区块链生态全景介绍 - 以太坊、Layer2 扩容 、Solana、SUI 、跨链桥

区块链生态全景介绍 - 以太坊、Layer2 扩容 、Solana、SUI 、跨链桥 主要内容： 1. **比特币的回顾与局限：** - 比特币被定义为去中心化的数字货币，采用PoW共识机制，约10分钟出一个块，被誉为“数字黄金”。 - 其不足之处在于无法支持除转账以外的复杂程序运行，仅能进行简单的交易。虽然有改进方案，但尚未成熟。 - PoW机制消耗大量能源，且交易处理速度较慢（TPS低），不适合日常支付。 2. **以太坊的创新与发展：** - 以太坊是一个去中心化的应用平台，目标是成为“世界计算机”，允许在网络上运行各种程序。 - 由Vitalik Buterin在2013年提出，并于2015年上线，结合 比特币 + 智能合约的概念。 - Hashkey是早期投资以太坊的团队。 - 以太坊的主要改进包括： - 共识机制从PoW切换到PoS（2022年），大幅降低能源消耗，出块速度更快（约12秒）。 - 内置以太坊虚拟机（EVM），可以执行各种程序，可以理解为去中心化的操作系统或数据库+操作系统。 3. **以太坊面临的挑战与解决方案：** - **PoS机制的运行原理：** 通过质押ETH来保护网络安全，验证者需要质押32个ETH才能参与出块，并随机选出出块者，其他验证者进行验证签名。 - **程序执行与Gas机制：** 以太坊通过Gas来衡量和限制程序的工作量，用户在发起交易时需要设置Gas Limit和Gas Price，矿工根据Gas Price排序交易并收取费用。 - **程序无限循环的风险：** Gas机制可以防止无限循环的程序阻塞网络。 - **程序收费的公平性：** Gas的消耗与程序的计算复杂度相关。 - **程序执行的验证：** POS机制下，验证者会验证出块者的交易和区块。 4. **以太坊的扩容方案：** - **原地扩容：** 包括提高Gas Limit（目前约3500万）、引入临时存储空间（Blob）给Layer 2使用，以及早期提出的分片方案（目前已转向Layer 2）。 - 二层扩容（Layer 2）： 将部分交易放到链下执行，减轻主网压力，提高TPS。Rollup是主要的Layer 2方案。 - **乐观Rollup：** 将压缩的交易数据和结果提交到Layer 1，乐观假设交易正确执行，通过事后挑战来验证。代表项目有Hashkey Chain、Base、Optimism。 - **ZK Rollup：** 除了交易数据和结果，还提交交易执行的零知识证明（ZK Proof），在数学上证明交易的正确性。代表项目有zkSync、StarkWare、Linea。 - Layer 2的优势在于更高的TPS和更快的确认时间，但安全性验证机制有所不同。 5. **其他Layer 1区块链平台：** - **EVM兼容链：** 借鉴EVM但使用不同的共识机制，如BNB Chain（BSC，PoSA共识，约3秒出块，41个验证节点）、Polygon、Avalanche等。交易所如币安、火币、OKX早期都曾发布自己的EVM兼容链。 - **非EVM兼容链：** 有自己的虚拟机和编程模型，如Solana（PoH+PoS共识，约0.4秒出块，理论TPS高，节点要求高，程序和数据分离，交易并行处理，Meme币文化繁荣）、Sui（面向对象模型，Token为一等公民，编程语言层面保证Token安全，可并行处理，TPS高）。 6. **跨链技术：** - 由于不同的区块链之间是相互隔离的，需要跨链桥来实现资产和数据的互操作。 - 跨链桥的基本原理是在一条链上锁定资产，然后在另一条链上发行或解锁等量的资产。 - 存在多种跨链桥服务和协议，包括Layer 2官方桥、交易所集成的跨链服务以及第三方跨链协议（如LayerZero、Wormhole、Circle CCTP、Chainlink）。 7. **去中心化存储：** - 区块链不适合存储大量多媒体文件。 - 去中心化存储协议（如IPFS、Arweave）可以用于存储应用的前端代码和其他数据，实现应用的完全去中心化，并保证数据不被篡改。

Rollup 初学者指南：二层和 ZK 是什么？

在区块链技术中，Rollup 是一种重要的扩展解决方案，主要分为乐观 Rollup 和 ZK Rollup。乐观 Rollup 假设数据有效，依赖于欺诈证明和挑战期来确保安全性，而 ZK Rollup 则通过有效性证明提供数学保证，确保数据的真实性。ZK Rollup 的优势在于无需等待挑战期，验证速度更快。 ZK EVM 是一种新兴的技术，允许开发者在以太坊上执行可证明的代码，支持 Solidity 等语言。不同类型的 ZK EVM 之间存在差异，主要体现在兼容性和安全性上。随着技术的发展，Rollup 的设计空间也在不断扩展，包括主权 Rollup 和基础 Rollup 等新概念。 此外，可信执行环境（TEE）为隐私和安全提供了硬件支持，允许在隔离环境中运行代码，增强了对数据的保护。未来，随着 EIP 4844 的引入，数据可用性层的概念将进一步推动 Rollup 的发展。 总之，Rollup 技术在扩展性、安全性和开发者体验方面具有重要价值，未来将继续推动区块链生态系统的演进。

通过 Rollup-Boost 实现以 Rollup 为中心的路线图

在以太坊的四年发展中，Rollup Centric 路线图成为了网络扩展的核心策略，通过将交易处理转移到链下的 Rollup，提升了交易吞吐量和降低了成本。Dan 介绍了如何通过 Rollup Boost 加速这一创新进程，强调了 Layer 2 生态系统的创新潜力。 首先，Rollup Centric 路线图的目标是提升每秒交易量、降低交易费用，并将创新外包给 Layer 2 生态系统。数据显示，Layer 2 的交易量已提升至以太坊的 26 倍，且交易成本低于 1 美分。然而，Layer 2 之间的创新转移仍显不足，存在协调失败的问题。 Dan 提出了四个关键改进领域：提升包含和执行保证、建立多证明者接口、协调互操作标准，以及开发开放源代码的虚拟机。这些措施将促进 Layer 2 之间的合作与创新。 最后，Rollup Boost 作为一个开源工具，旨在简化 Layer 2 的开发过程，允许开发者在不分叉底层代码的情况下，快速实现新功能。通过这些努力，以太坊的 Layer 2 生态系统将迎来更大的创新与发展。

以太坊和Optimism跨链消息同步与资产跨链

本视频介绍了如何在以太坊和Optimism之间发送消息和ERC20代币。首先，创建并部署ERC20和OPERC20合约，然后通过L1标准桥将ERC20锁定在L1，并在L2上铸造OPERC20。接着，演示了如何从L2提取OPERC20并将其发送回L1，涉及到的步骤包括调用L2标准桥的相关函数、证明和最终确认提取交易。通过这些步骤，用户可以实现L1与L2之间的代币转移，掌握了在Optimism上进行跨链操作的基本流程。