如何通过非技术语言的汇总扩展以太坊的容量

汇总是以太坊复杂计算的“草稿”。

作者：本杰明西蒙，机制资本
研究员

让我们从一个比喻开始。

想象一下我们又回到了高中数学。我们的老师，就像你们中学的数学老师一样，非常残忍。他给了我们一份100个长除法问题的清单，每个除法都涉及大量问题。我们被告知任务是回答尽可能多的问题。但是有个问题！我们必须在答题纸上写下最终的答案和每一个计算步骤。几分钟后，随着我们的胃下沉，我们觉得这项任务是荒谬和不可能的。一页只能写几个完整的答案。

这个卡夫卡的故事和卷轴有什么关系？

在这个比喻中，这个答案表代表以太坊区块，数学问题是智能合约交易。目前以太坊非常拥挤。每个块中包含的事务太多。更糟糕的是，这些事务中的大多数都是计算密集的，例如flash贷款或通过聚合器路由的事务。在前DeFi时代，简单的转账和支付已经成为过去。

这就是重点。就像比喻中的数学老师要求我们把每一个困难的长除法解放到一张纸上一样，以太坊也必须处理和记录每一笔交易中的每一行计算。

汇总解决方案改变了这种情况。

汇总将计算向下移动到链上，并在链上存储尽可能少的事务数据。从这个基本意义上说，它们是以太坊的微积分草稿。汇总处理所有杂乱的数据处理，因此指数智能合约事务聚合在一个以太坊块中。

这个比喻有助于描述汇总旨在解决的问题（“计算过载导致的网络拥塞”）。它甚至让我们对汇总解决方案需要什么有一个模糊的概念（“移动计算链的下游”）。但至于汇总实际是如何工作的，它们看起来像什么，以及为什么它们能让像我这样的人如此兴奋——我们需要深入研究它们。

什么是汇总？

汇总本质上是一个单独的区块链，但有一些修改。与以太坊一样，rollups协议有一个执行智能合约代码的“虚拟机”（EVM）。汇总虚拟机独立于以太坊自己的虚拟机运行，但它们由以太坊智能合约管理。此连接允许汇总与以太坊通信。汇总执行事务并处理数据，以太坊接收并存储结果。

在技术层面上，上卷链与其他更传统区块链的关键区别在于生成新区块的方式。

通常，区块链由各方（矿工或验证者，取决于链的类）的分布式网络维护。这些政党通过协商一致共同制造区块。简言之，各方就如何处理一组事务或如何构建下一个区块进行投票。具有多数支持的块将成为永久写入链上的块。

相比之下，汇总链不是按多数规则运行的。相反，监视汇总状态的一方可以将所谓的“断言”发送回以太坊，以解释应该如何处理事务。重要的是，以太坊可以接受或拒绝这个断言，而不管rollup的大多数其他方是否支持它。实际上，这通常意味着rollup中的一方被分配处理事务和生成块的任务。

等一下。。。汇总是中心化式解决方案吗？

rollup块生产的中心化性是rollup能够如此高效地处理事务的部分原因。但这也提出了一个明显而令人担忧的问题：如果没有达成共识，汇总如何确保区块生产是正确的——如果区块生产商碰巧是恶意的，会发生什么？

这种中心化使得习惯于基于共识的区块链加密的用户感到困惑。事实上，如果故事就此结束，我们可能会（错误地）得出这样的结论：正如Avalanche（avalanche）联合创始人凯文•塞克尼奇（Kevin seckniqi）最近在twitter上所说，rollup只是“单方面复制的数据库”。

事实上，我们将看到，所谓的中心化指责与其说是错误的，不如说是逻辑上的误导。一般来说，没有强大共识机制的中心化式区块链容易腐败和恶意收购。然而，在rollup的独特案例中，缺乏去中心化实际上并不会导致安全性和完整性问题。为了理解原因，我们需要更深入的研究。

数据可用性的重要作用

回想一下我们一开始提到的数学作业问题。我们的救命稻草可以用来计算，所以我们只需要把问题和答案写在答题纸上。卷起来就像草稿纸。我们说他们“将智能合约计算向下移动，只在链上存储尽可能少的交易数据。”

事实上，最后一个环节——链上事务数据的存储——对汇总的工作方式至关重要。在汇总中，只有计算（数据处理）处于下链状态。rollup处理的每个事务仍将其输入数据（正式称为“调用数据”）存储在以太坊上。

在链上保留事务数据的重要性是什么？在数学作业的比喻中，我们交给老师的最后一份答卷包括了长除法题及其答案。我们的老师可以检查我们的结果后，即使答案不包括一个单独的计算步骤。同样，链上数据的连续可用性意味着以太坊底层可以重复任何汇总计算。

简而言之，汇总的在线数据可用性意味着可以有一个内置的审查过程。以太坊可以“审查”它在汇总链上处理的交易的完整性，然后将它们永久地放入分类账中——就像美国最高法院的司法审查权力一样。

限制的力量

因此，rollup的关键含金量是它的局限性。汇总只会将事务推到底部；它们不能强制执行，因为以太坊可以在必要时推翻任何汇总交易。因为他们要接受这个审查过程，所以汇总协议并不是真正的最终协议。

考虑到汇总的有限性，我们可以回到未解决的中心化费用。汇总的单个块生产者可能试图恶意地处理事务。但如果是这样的话，以太坊只会在审核过程完成后拒绝该批产品，区块生产商将受到处罚。

现在，“回顾过程”如何工作取决于汇总是一种最佳机制还是一种零知识机制（单击此处了解更多）。但是对于这两种情况，审查流程都比以太坊自己的事务处理效率有着指数级的优势。

简而言之，汇总系统确保以太坊仍然是一个基于“制衡”原则的主权链条；以太坊自己的共识是真理的最终仲裁者。但重要的是，这与侧链解决方案不同。由于缺乏相同的审查程序，侧链通过自己完全独立的协商一致机制处理交易。侧链事务是“最终的”，而汇总事务不是（在以太坊上确认之前，它们不是最终的）。因此，侧链需要更高的信任假设，因为它们不能受益于以太坊自己的去中心化安全机制。事实上，我认为侧链更像是一个与EVM兼容的第1层解决方案，而不是rollup。

总结

简而言之：汇总的解决方案是将计算向下移动到链上，以释放链上更多的空间。链上的数据可用性至关重要，因为这意味着以太坊可以仔细检查汇总事务的完整性。反过来，这个评审过程可以作为对rollup块的生成的“检查”，因此rollup不需要一致的机制。

最后，汇总可以让以太坊有足够的市场（蛋糕）并吃掉这块蛋糕：它们以指数级的速度在链上释放更多的容量，而不会破坏网络去中心化的安全性。至少在我看来，它和我们期待的扩展解决方案一样优雅。

感谢t11s和Hasu的宝贵意见和建议。