區塊鏈技術急速發展，擴容方案成為應對大型網絡如 Ethereum 限制的關鍵。其中，Optimistic Rollups 成為一項革命性 Layer 2 協議，在提升可擴展性的同時，依然保有底層網絡的安全保證。
本文將深入探討樂觀式 Rollups 的複雜運作，以及其對區塊鏈擴容的重要影響。
甚麼是樂觀式 Rollups？
以太坊在智能合約領域保持領先，對高效能擴容方案的需求也越來越大。樂觀式 Rollups 則是這挑戰的高級解決方法，它結合高吞吐量與低成本，並善用以太坊既有的安全體系。這類 Layer 2 協議通過將運算移到鏈外，但同時保留與以太坊主網的聯繫（方法是發佈交易資料），可將效能提升 10 至 100 倍。
樂觀式 Rollups 的真實創新在於能夠以 calldata 或 blob 形式將交易寫入以太坊，有效大幅降低用戶的 gas 費，同時維持網絡安全。這種做法與其它如 sidechain 或 plasma chain 的擴容方案不同，後者通常在安全或數據可得性上有所取捨。
為何叫「樂觀」？背後理念是什麼
「樂觀式」之名來自其基礎運作理念：假設交易都是合法的。這層 Layer 2 協議預設所有交易都正確，除非有人提出證據證明其有問題。與需為每批交易生成有效性證明的零知識 Rollups 不同，樂觀式 Rollups 流程更簡潔，只有在偵測到可疑或欺詐交易時才需要介入。
這種設計引入了「質疑期」，通常為 1 至 2 星期，期間任何參與者都可提交欺詐證明來挑戰可疑交易。一旦欺詐證明成功，系統會自動懲罰有問題的 sequencer 並回滾錯誤交易，確保網絡誠信又不損害日常效率。
樂觀式 Rollups 的核心組成
樂觀式 Rollups 建基於精細的雙層架構。最基礎層，便是在以太坊上部署的智能合約，負責處理區塊存儲、狀態更新、用戶存款等關鍵功能。這些合約成為以太坊主網與 Layer 2 之間的重要橋樑。
鏈外虛擬機是獨立於 Ethereum Virtual Machine (EVM) 的主體，專門處理高複雜度運算和狀態存儲，有助主網減壓。這套 VM 支援 EVM 兼容智能合約，令開發者可幾乎無需修改，在享受低成本、高效益的同時部署應用。
Layer 2 協議如何運作？
投入樂觀式 Rollup 生態
用戶進入生態 通常由在以太坊主網的智能合約存入資產開始。例如 Alice 想使用樂觀式 Rollup，首先會將 ETH 存入 Rollup 智能合約。Sequencer 觀察到這存款後，會於 Layer 2 網絡為 Alice 帳戶加上等值資產，使她可以低手續費地開始交易。
Rollup 內部運作
在 Rollup 上活動時，交易處理過程精密。假設 Alice 想發送 5 ETH 給 Bob，她簽署交易並交給 sequencer，sequencer 會將她的交易與其他用戶的交易打包成一個區塊，再經壓縮後提交至以太坊主網作為單一交易，從而大幅降低總 gas 費。
狀態管理則利用 Merkle root 高效記錄網絡狀態。Sequencer 提交 Alice 交易時，必須帶上：
- 交易前的 pre-state root（網絡狀態）
- 轉帳後的 post-state root
- 交易的完整數據（以 calldata 形式發布到以太坊）
退出過程及安全措施
提款過程展現了樂觀式 Rollups 強大的安全設計。以 Ellie 想將資產提回以太坊主網為例，總共涉及多個步驟：
- Ellie 發起提款請求，根據已發布的交易數據製作 Merkle 證明
- 她將證明提交至 Rollup 智能合約
- 等待期 1 至 2 星期啟動
- 期間如有驗證者察覺詐騙可提出質疑
- 若無合理質疑，Ellie 即可於主網收回資產
系統要求 sequencer 必須在以太坊上公開所有交易數據，保證資料可得性。若有人嘗試篡改賬戶，如 Ellie 的交易，任何人都可憑公開數據建立 fraud proof，捍衛資產安全。
主流樂觀式 Rollup 公鏈
Arbitrum：高效能與 EVM 兼容
Arbitrum 已成為領先的樂觀式 Rollup 解決方案，其專屬虛擬機每天可處理數千筆交易。因為兼容 EVM，開發者可將現有以太坊項目無縫遷移至 Arbitrum，非常受 DeFi 協議青睞。
Optimism：極速高效
Optimism 強調高效、精簡的擴容，全面 EVM 兼容同時大幅降低交易成本，並已與主流 DeFi 項目集成，展現實際應用價值。
Metis Andromeda：多元化應用支援
Metis Andromeda 不止擴容交易，更針對 DAO 和 DeFi 提供專用功能。它架構靈活、支援複雜應用，同時維持樂觀式 Rollup 的低費用優勢。
Boba Network：創新提款方案
Boba Network 針對樂觀式 Rollup 最大批評點——提款需時——創設了即時流動性服務。用戶可選擇支付小額費用，即時獲得資金，突破過往 Layer 2 限制。
樂觀式 Rollups 透過創新架構，大幅緩解區塊鏈擁塞和高昂手續費等老問題。隨著生態不斷成熟，這些 Layer 2 協議將在推動去中心化應用與公鏈可擴展性方面扮演越來越重要的角色。