Rollups 正在快速发展。最初，经典Rollups 仅为以太坊的扩展性问题提供了短期的解决方案。而现在，随着技术的进步，我们正在构建能够进一步扩展以太坊的下一代 Rollups，同时保持去中心化、安全性和经济可持续性。

在一系列名为“解读下一代 L2 技术”的四部分文章中，我们将介绍一种新型的 Rollups：基于 rollups、booster rollups、gigagas rollups、native rollups，并尝试向更广泛的受众介绍这些设计。这些 Rollups 代表了以太坊扩展的未来，而@2077Research 致力于让以太坊的研发更易获取，我们认为教育社区理解新的 L2 设计至关重要。

我们的目标是快速普及这些技术并简化相关概念。在这个系列中，我们将逐一分析每种 Rollup 类型，探讨它们的设计、优点、权衡及其对以太坊路线图的总体影响。无论你是以太坊爱好者、开发者，还是对区块链扩展性感兴趣的朋友，这个系列都将为你提供有价值的内容。

本文将介绍基于 Rollups 的解决方案，这种方法旨在解决经典 Rollups 存在的一些问题，例如排序器中心化、活性风险和抗审查问题。我们将探讨基于 Rollups 的运作方式、它们带来的好处以及在采用过程中可能遇到的挑战。

基于 Rollup是什么？

如果一个 Rollup 使用基于排序的方式来处理交易，那么它就是所谓的基于 Rollup。排序是指在 Rollup 中交易是如何被安排执行的。基于排序的方案利用 Layer 1 (L1) 链的验证者集来进行交易排序，而不是依赖单一的集中式实体（即“排序器”）来进行交易排序。

目前，传统 Rollup 大多依赖集中式排序器，这就带来了几个问题。比如：用户交易可能会被审查、可能会存在单点故障的风险，并且 MEV（最大可提取价值）可能被垄断（集中式排序器可以通过私密访问 mempool 从用户那里提取 MEV）。

由于集中式排序存在这些问题，以太坊社区一直在努力寻找替代方案。重要的是，任何新的排序设计必须具备与旧方案同样高效且快速的特性。

基于排序和基于 Rollups 的方案是朝着这个方向迈出的重要一步，它们为 Rollups 提供了一种新的交易排序方式，保持了以太坊的抗审查性，消除了单点故障风险，并且避免了为了去中心化而牺牲速度的困境。接下来，我们将详细描述基于 Rollups 的工作原理。

基于 Rollups 如何工作？

@Spire_Labs 基于 Rollup 架构的描述

基于 Rollups 与其他 Rollups 类型的最大区别在于交易的排序方式。在基于 Rollup 的系统中，交易的排序是由底层的 L1 区块链（如以太坊）管理的，而不是由集中式实体（即“排序器”）来决定排序。具体来说，在基于 Rollup 的架构中，“L1 上的任何一个提议者都可以与 L1 的搜索者和构建者合作，自由地将下一个 Rollup 区块包含到下一个 L1 区块中，而无需特殊权限。”

在这种架构下，来自用户的交易会被引导到同意为以太坊和基于 L2 构建区块的 L1 构建者。用户设定他们希望支付的最大交易费用，L2 网络收取基础费用（这个费用是根据 L2 网络的拥堵情况设定的），而优先费用（即支付给验证者的额外费用，用于激励他们将交易纳入）则会被转交给验证者，验证者随后根据这些费用决定交易的排序。

这种设计不仅让以太坊能保障所有的交易费用，还可以收取 L2 小费的份额，以及交易结算费用。通过将价值回馈给 L1，基于 Rollups 与以太坊形成了共生关系，改变了人们认为 Rollups 依赖于以太坊的看法。

另一个好处是，利用 L1 提议者来排序 L2 的交易，省去了交易过程中不必要的中介步骤。这有可能通过避免验证集中式或去中心化排序器的签名来降低交易成本。

需要注意的是，这种成本降低并非只有基于 Rollups 才能实现，任何采用共享排序的 Rollups 也会获得类似的好处。由于 L1 提议区块是无许可的，它鼓励了块构建者之间的竞争，这有助于进一步降低用户费用。

@taikoxyz 基于 Rollup 架构的描述，来自Ethresear.ch的帖子

由于基于 Rollup 将其证明直接提交给以太坊，所以它的结算是在以太坊上完成的。这意味着任何人都可以访问以太坊上已验证的 L2 链状态。基于 Rollup 不能在以太坊以外的地方进行结算。

基于 Rollup 会在以太坊上发布重建其链状态所需的数据，且将以太坊作为数据可用性（DA）层。这允许任何人验证区块哈希并从区块中获取交易数据。基于 Rollups 使用以太坊的共识层来进行交易排序，而不需要自己的共识机制。

在基于 Rollup 的系统中，交易执行发生在链下的生态系统内，这意味着基于 Rollup 自身充当其执行层。例如，像@taikoxyz 和@Spire_Labs 这样的基于 Rollups，虽然它们在以太坊上结算，但它们仍然在同一个 L1 上运行，同时维持独立的执行层来处理交易。

基于 Rollup 设计的优缺点

基于 Rollups 的优势在于，它继承了以太坊的安全性和可用性，能够通过取消额外的排序过程降低交易成本，支持原子组合性（使 L2 交易能够与 L1 状态进行交互），并简化了架构（无需独立的共识机制）。此外，所有数据都存储在以太坊上，确保数据的可用性，并且基于 Rollup 的设计具有较强的抗审查能力。

然而，基于 Rollup 也存在一些问题。首先，它依赖于以太坊的性能，而以太坊的区块空间有限，这可能会影响扩展性。其次，L2 操作仍然涉及 gas 费用，这可能成为一项显著的成本。最后，MEV（最大可提取价值）问题依然存在，L1 验证者可能会影响交易的排序。由于基于 Rollup 紧密依赖于以太坊的共识和数据层，这也可能会限制对特定用例的定制化需求。

基于 Rollups 常见问题解答

在本节中，我们将回答一些关于基于 Rollups 的常见问题，帮助澄清一些误解，并提供更清晰的解释。

— 基于 Rollup 如何管理 MEV？

大部分 MEV 是由 L1 验证者获得的，因为他们有动机将 Rollup 区块包含在他们的 L1 区块中以捕获这些价值，这促使 L1 提议者包含这些区块。目前，以太坊 MEV 的约 80% 来自网络拥堵，20% 来自竞争。如果 L2 的 MEV 分布与此相似，那么 L2 上的 MEV 部分可能会继续存在。

— 使用基于 Rollup 对用户来说是否比其他方案便宜？

通过使用 L1 提议者作为 L2 排序器，去除了一个中介步骤，这使得交易成本降低，因为不需要对排序器的签名进行验证。这种节省成本的方式不仅适用于基于 Rollups，也适用于共享排序的 Rollups，因为无许可的区块提议可以促进竞争，从而降低用户的费用。

— 基于 Rollup 的速度是否受限于以太坊的区块时间？

是的，基于 Rollup 中交易的确认时间与 L1 的区块时间相关，目前为 12 秒。然而，基于 Rollup 可以实现即时预确认。可以通过类似重质押的机制来实现，在该机制下，某些 L1 验证者承诺将基于 Rollup 的区块包含在他们未来的 L1 区块中。因为验证者知道在 32 个区块之前谁将提出每个区块，所以这是可行的。

— 基于 Rollup 的“活性”如何保障？

基于 Rollup 的排序机制继承了以太坊的活性保障，确保其正常运行。即使活性出现轻微下降（如从 100% 降至 99%），在恶意情况下也可能被利用，从而引发重大干扰和有害的 MEV。

— 基于排序和共享排序有什么区别？

基于排序可以看作是共享排序的一个特定版本。共享排序是一个跨多个 Rollup 的交易排序系统，旨在提高经济效率、吞吐量和确认速度。它与基于 Rollups 的不同之处在于使用自己的操作员进行共识，而不是完全依赖以太坊的活性。

结论

在我们“Rollups 2.0”系列的第一篇文章中，我们介绍了基于 Rollups，这种方式利用以太坊的验证者进行交易排序，从而为去中心化、安全性和成本效益提供了一条可行的道路。

在接下来的文章中，我们将深入探讨booster Rollups、native Rollups 和 Gigagas Rollups，分析这些 Rollups 类型如何解决以太坊扩展过程中遇到的不同问题。

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