一文梳理在尝试Hybrid Rollup的加密项目

原文作者：0x Facai、 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 Layer 2 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 Layer 1）上交易的计算和存储转移至 Layer 2 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 Layer 1 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 Layer 1 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 Layer 2 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。