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Layer 2 以太坊擴容:Based 與 Native Rollups 全面解析

Layer 2 以太坊擴容:Based 與 Native Rollups 全面解析

以太坊 的擴容歷程一直以來都需面對所謂「區塊鏈三難困境」——在 Layer 1 (L1) 網路中,安全性、去中心化和擴容性難以同時兼顧。

以太坊 Rollup 重點知識

以太坊過去優先注重安全性與去中心化,使擴容成為一大挑戰。隨著用戶需求增加,交易手續費上升、處理速度變慢,Layer 2 (L2) 解決方案——尤其是 rollups——成為突破限制的關鍵工具。

Rollups 通過將計算移出主鏈,將多筆交易打包壓縮後,再提交回 L1 驗證,實現更快且成本更低的交易,同時保有以太坊的安全性與去中心化。

自 2020 年以來,rollups 已成為以太坊發展藍圖的核心,推動鏈上遊戲與高速去中心化金融(DeFi)等新應用落地。其中,zk-rollups 因運用零知識證明進行驗證,兼具高效率與高安全性,受歡迎度持續攀升。zkSync Era 及 Linea 等專案正引領採用熱潮,帶來低手續費與高吞吐量。

儘管 rollups 已有顯著成效,仍面臨如狀態與流動性碎片化等挑戰,影響用戶及開發者體驗。此外,許多 rollups 仍依賴中心化的排序者(sequencer)安排交易順序,存在審查風險。

以太坊未來發展重點在於移除這些「訓練輪」——即中心化保護措施——促進 rollup 完全去中心化,由信任最小化的機制處理交易排序及證明生成。

對多數以太坊用戶來說,rollup 是降低成本、提升效率的關鍵。然而,不同的 rollup 架構(如 zk-rollups 與 optimistic rollups)有各自權衡,需密切關注去中心化演進。隨著 rollup 技術成熟,將持續發揮關鍵作用,推動以太坊可擴展性及優化用戶體驗。

Based Rollups 主要特點:

  • 去中心化排序:交易排序由以太坊驗證者直接處理,而非特定排序者或中心化實體。此法大幅降低審查或操作風險,保障交易公平、透明。

  • 無縫 L1 整合:以太坊 L1 本身負責共識、資料發布及結算,執行則於 rollup 網路上進行。這種設計直接繼承以太坊原生安全與去中心化,無新增信任假設。

  • 架構簡化:移除中心化排序者後,based rollup 架構更加精簡,運作方式更貼合以太坊精神,同時減少對外部治理的依賴,使長遠下更具韌性。

Based Rollups 優勢:

  • 透過以太坊驗證者加強安全與去中心化。

  • 減少對外部治理及基礎建設的依賴。

  • 系統精簡,回歸以太坊去中心化原則。

挑戰與須知:

  • 吞吐量限制:由於以太坊 L1 區塊時間較長(約 12 秒),交易最終確認速度可能比專屬排序者 rollup 慢。

  • 預先確認創新:為提升效率,開發者正探索預先確認技術,讓交易在尚未真正進入 L1 前即可初步確定,降低延遲。

Native Rollups 主要特點:

  • 直接以太坊驗證:Native rollups 利用以太坊內建交易驗證規則,無需額外證明系統,所有狀態轉移皆於以太坊驗證,減少實現複雜度。

  • 自動升級:native rollups 運作於以太坊核心系統,能自動承接協議升級,避免傳統 rollup 須經手動治理或多方審核的瓶頸。

  • 安全性模型簡化:直接將交易資料發布到以太坊並運用其驗證機制,無需獨立安全架構,提升系統一致性與維護便利性。

Native Rollups 優勢:

  • 更具無信任性:交易由以太坊直接驗證,安全保證強化。

  • 維運負擔降低:可直接依賴以太坊安全與共識,運營更省力。

  • 更佳的生態互通性:因基於以太坊協議級驗證,各 L2 方案互動更順暢。

挑戰與須知:

  • 協議需修改:執行 EXECUTE precompile 需調整以太坊協議,涉及硬分叉及生態全體升級協作。

  • MEV 中心化風險:礦工可提取價值 (MEV) 可能帶來交易排序競爭,導致部分執行流程中心化。相關風險管理機制仍在研議中。

選擇 Based 或 Native Rollups

以太坊 Layer 2 生態持續演化,Based 及 Native Rollups 均為兼顧安全與去中心化的創新擴容方案,各自呈現不同優勢與權衡,選擇取決於開發者、用戶及社群需求。

Based rollup 深度整合以太坊驗證者排序,強化去中心化,降低對中心化排序者依賴,但受制於 L1 區塊時間可能延後。Native rollup 則更深入協議層,不需額外排序或證明機制,簡化驗證流程,但須依賴協議層重大升級(如硬分叉)。

兩種方式皆繼承以太坊強大安全性,Native rollup 更進一步運用內建驗證,無需詐欺或零知識證明。治理方面,Based rollup 需獨立治理;Native rollup 則自動追隨以太坊升級,管理負擔低。

長遠來看,選擇 Based 或 Native Rollup,仍需視以太坊對擴容的長期規劃。Based rollup 能以較小協議調整迅速落地;native rollup 則為深度整合、高效率長遠解方。隨著技術發展,Layer 2 會逐步提升效率與安全,為全球用戶帶來更快、更便宜、更安全的交易。

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