为什么 rollup 可以提供比 L1 执行层更高的吞吐量

论 rollup 的吞吐量优势。

原文：Why rollups can offer higher throughput than L1execution

作者：polynya

编译：Evelyn，W3.Hitchhiker

封面：Photo by Shubham Dhage on Unsplash

Oisín Kyne 有一个非常棒的 thread，讲的是为什么对于大多数用例来说，特定于应用的 rollup 要比特定于应用的 L1 更好。我已经有几个月没有写过关于 rollups 的文章了（除了分形扩容外），我也没有跟上这个领域的发展。另外，像往常一样（我知道你已经听腻了，但我还是要继续说下去），我在软件开发方面没有任何经验，我只是一个业余的博客写手，所以我在这里说的一切可能都是胡说八道。

但我认为这篇文章是对一些基本知识的概述 —— 一个被遗忘的 / 低估的 rollup 优势 —— 它们比 L1 具有更高的 TPS 潜力。除其他因素外，rollups 能够提供比 L1 更高的 TPS 的简单原因是，它们只需要提供活跃性；而 L1 既要提供活跃性又要保证安全性。一个 rollup 只需要一个诚实的一方来保持安全、活跃和抗审查；而 L1 需要 33% 的活跃性和 67% 的安全性（这些高门槛需要许多活跃的验证者和大量的资金支持来保证经济安全）。如果失败了，你需要一个非常混乱的社会分叉，这可能需要一段时间来解决；而一个 rollup 可以由一个诚实的一方重启。

另一个被遗忘的优势/常见的误解是，一个 rollup 可以有很好的活跃性和 CR，同时在任何时候仍有一个单一的排序器在活动。你所需要的只是一个轮换机制和一个交易包含机制，也许还有一个冗余轨道，所有这些都可以在其结算层（L1）上用适当的激励和惩罚措施进行验证。

当然，说起来容易做起来难，我们还需要一段时间才能看到利用 rollup 范式效率的新建立的排序器去中心化机制（我知道至少有 Polygon Hermez 和 Optimism 在建立这些机制，但就像我说的，还没有跟上最新的发展）。因此，在此时此刻，很可能有些 rollup 使用的技术与特定于应用 L1 的相同（即一些 BFT 共识，如 Tendermint 或 LibraBFT）。但即使在这里，由于上面提到的所有原因，rollup 的优势是需要更少的验证者。

值得注意的是，不仅仅是区块生产者，你还有 dapps、钱包、用户、浏览器等基础设施；但关键是对于 optimistic rollups，你只需要一个诚实的一方，而对于 L1，你需要一个大型的社会层运行节点。ZKRs 则更进一步 —— 大多数节点只需要验证一个简洁的有效性证明，不需要大量的重新计算。是的，ZK-L1s 也有这个优势，但他们需要再次运行更多的全节点来保持安全。这里还有一些细微的差别，我暂且跳过。

因此，我们已经从各个维度确定，rollups 需要更少的节点来保证安全、运行和抗审查。直观地说，如果某件事情需要在更少的节点之间进行同步，那么这应该很明显，它可以导致更高的高吞吐量。但这里还是有一些例子：

以太坊今天的传输目标是 60 TPS，AMM 交换（swap）是 10 TPS，以及 10,000 个节点的同步。同时，BNB 智能链的目标是每 3.1 秒 1.2 亿 gas，这相当于 1800 TPS 的转移，322 TPS 的 AMM 交换。但是，他们只有 20 个验证者需要同步，也许还有几十个基础设施节点（他们真的不关心其他人的情况）。另一个例子是 Solana 主网与 Solana 测试网；值得注意的是 Solana 也不关心用户节点，而 Solana 基金会会作为一个中心化的实体来补贴运行节点（当然，然后在 CT 上拍胸脯说他们的数量上升）。根据Dragonfly 的这个基准测试。Solana 主网可以做到 273 TPS 的 AMM 交换，而测试网可以达到 425 TPS。那 Arbitrrum One 呢？目前，它的目标是以太坊主网的 7x-10x，这介于以太坊和 BSC 之间。为什么他们比 BSC 低？推测一下，因为他们对状态增长更加谨慎（除了 Nitro 是全新的）—— 这是主要瓶颈。不用说，有大量的工作为缓解这个瓶颈而正在不断出现（Verkle 尝试在测试网上运行！），我相信一旦我们更接近解决这个问题， Arbitrrum One 就会提高他们的限制。所以，这其中肯定有更多的动力在起作用。

(补充：为了说明问题，我们可以有各种新奇的 VMs 作为 rollups。事实上，根据 L2Beat 的数据显示，在 25 个中项目中，如今只有 2 个 rollups 项目是 EVM，还有 5 个包括分叉。如果有的话，非 EVM 的 rollups 项目将是常态。考虑一下 Aztec，一个基于 UTXO 的私有化的 ZK-rollup；或者 StarkNet，一个将在下一次升级中实现具有并行性的 ZK-VM；更不用说许多正在开发的新的 rollups。当我说等价交换时，我指的是比较同一客户端软件在 L1 配置和 rollup 配置中的情况）。

考虑到上述所有情况仍然假设正在使用古老的 BFT 共识。当新的机制被实施时，真正的好处是只需要 1、2 个或极少数的排序器在任何时候都是活跃的；而大多数其他节点只是通过无状态的有效性证明来验证。一个高度优化的 rollup 几乎可以和一个中心化服务器的性能一样；尽管总是会有一个成本开销。

最后，还有 L1 数据带宽的问题。让我们以最受限制的 L1（以太坊主网）为例。即使是现在，在假设压缩的情况下，以太坊可以进行的跨 rollup 处理为 4000-5000 TPS；而对于像 StarkEx 衍生品这样的高度可压缩的应用，则可以高达 15,000 TPS。我们距离达到这种类型的需求还有很长的路要走，除了垃圾邮件之外，所有的开发人员都在 EIP-4844 上努力工作，并在它之后进行全面的 danksharding；更不用说所有的链下数据解决方案的存在和开发。例如，不需要等待 4844 / danksharding 的 Arbitrum Nova 或半打 StarkEx 项目，当然，也有一些妥协。

说白了，特定于应用的 L1 仍然有它们的位置：a）它们在发展和成熟度上更进一步，b）一些项目可能出于意识形态或技术原因想要主权。但很明显，从长远来看，对于大多数项目来说，分形扩容是实现大规模扩容的最佳方法。(是的，特定于应用的 L1 也将继续改进，但我们今天所预期的两者的最终结局，远远不是特定于应用的 rollup)

顺便说一下，我没有提到安全、可组合性和经济方面的优势，这些都是众所周知的（好吧，也许原子性/可组合性的事情仍然被误解），Oisín 在推特上说明了这一点，该推特也激发了我写下这篇文章。