ELISUN讯，在ELISUN技术创新的过程中，ZK Rollup不是一个新的提案，ELISUN发现大约在一年前被 Barry Whitehat 所提出，同时刻 Vitalik 在以太坊研讨员的论坛有一篇比较完好的文章解说，现在由 Matter Lab 在开发。研讨完 zk-SNARKs 之后，一向没空来看，直到最近才有时机来深化了解。除了 ZK Rollup，也会简略带一下前阵子在 Plasma Group 所提出的 Optimistic Rollup。
ZK Rollup一开始提出来的时分，是被界说为 layer 2 的处理计划，年头的时分一度以 Plasma Ignis 这个称号作为宣布。应该是由于上一年 Plasma 很红，一向不断有新的提案跟发展，加上这其时也被界说为 layer 2 的处理计划，这些种种原因，开发者就冠上了 Plasma 的称号，不过由于这项技能跟 Plasma 的精力彻底不相同，被社群反对，后来就康复到 Rollup 这个称号（开发者的声明），所以搜索 ‘Plasma Ignis’ 会找不到什么东西。到最近，Rollup 被更名为 semi-layer 2 的处理计划，便是有一点 layer 2 但又没这么 layer 2… XD
简略一句话解说 ZK Rollup 便是，数据放在链上的 layer 2 处理计划。
在了解 ZK Rollup之前，先来解说本来 layer 2 有什么问题。以 Plasma 为例，Plasma 链只把 Plasma 区块的 hash 放上 Ethereum 主链上做公平（欲了解 Plasma 能够参阅这儿），也便是在链下买卖了数百或数千笔的买卖，最后上链只要几十个 bytes，这是链下买卖的精力，但也是规划上最费事的当地——数据的可获得性（编者注：大陆一般译为 “数据可用性”）。
便是当有人要脱离这个链时，需求一个额定的游戏规则，在 Plasma 叫做应战期（由于链上没有数据，需求侧链参与者的供给依据），这衍生了有数据才干应战，所以我们都要存必定数量的数据，相较于跟主链的互动，只需求装一个钱包，并不需求下载区块数据，用户体会上差异很大。应战期的另一个问题是，运用者需求坚持上线状况，否则错失应战期，就代表默认了买卖（由于是选用诈欺证明并非是有效性证明）。简略来说，由于数据的可获得性问题，衍生了
运用者需求常常在线
需下载部分数据
而形成运用者体会很糟（当然现在的 Plasma 规划现已改进了不少）
怎样将数据放在链上，又不会形成数据过大呢？
首要，先介绍全体架构。跟 Plasma 相同，有一个智能合约做担保，有中继者(relayer)帮助送买卖到智能合约（在 Plasma 叫 operator），中继者除了送买卖外，还需求发生 SNARK 证明，一同送上链做验证。
智能合约的部分，能够幻想跟 ERC20 相同，在合约里记每个参与者的帐，不同在于，规范的 ERC20 买卖是由 Ethereum 这体系做验证，也因而不能兼并（由于这便是 Ethereum 的规范买卖），而 Rollup 中，是把好几笔买卖包成一个规范买卖，对 Ethereum 这个体系，便是一个买卖，而验证买卖的有效性则由智能合约做验证。
实践在智能合约里，用两个 merkle tree 做纪录，一棵树是纪录地址，所以只需求树的索引值就能够代表一个地址（未注册的索引值内容为0），因而地址的数据量就从本来的 20 bytes 削减到只要 3 bytes，另一棵树则记载 balance 跟 nonce。
01
-地址的默克尔树-
这是数据格式（这是开始的提案，后来的实作买卖量更小），
02
由于用索引值当地址的代表，所以只需求 3 bytes（2²⁴个地址），Value 的部分是以10^-6 当作基底，这样只需求 15 bytes 就能够代表一笔买卖，而贮存这样一笔买卖大约只需求 892 gas（尽管 Value 是 6 bytes，可是文章中的假定大部分的买卖只会运用到 4 bytes，所以算法是 13 bytes * 68 + 2 bytes * 4 = 892），而一般 ether 的搬运需求21K gas，因而买卖速度能提高（所以 Vitalik 的文章标题是 “On-chain scaling to potentially ~500 tx/sec through mass tx validation”）。
03
为什么买卖速度能提高？也顺便来了解一下买卖速度
如今以太坊每个区块的 gas 上限约 8M，所以若单纯 ether 买卖，速度约略是
8M / 21K / 15 ~= 25 tps
所以现在的买卖瓶颈其实是 gas 的问题，下降买卖手续费（编者注：指调低转账所需耗用的 Gas 数量）或是提高区块 gas上限，都能当令纾困（但也会形成衍伸的问题），而 ZK Rollup 便是藉由买卖数据量 (size) 的削减，从而能添加买卖速度。那来看一下运用ZK Rollup后买卖速度能到多快
(8M — 600K (zk-SNARK验证) — 50K（估计合约运转的gas花费）) / 892 / 15 ~= 550 tps
这个数字便是 Vitalik 文章的标头 “On-chain scaling to potentially ~500 tx/sec”。但实践上并没有这么抱负，在作者 Barry 的实作中，大约只要 268 tps，由于每次财物的更新都会留下 event，所以有剩余的 gas 花费，可是，这样的规划在使用上也是比较亲热的。
数据都在链上，而且透过 zk-SNARK 做验证，代表着上链的数据都是被验证过的，因而就没有一开始 layer 2 遇到的问题，需求应战、需求下载数据等等。这也隐含着不需求信赖中继者，由于他们无法作坏，最多便是不帮你送买卖。
我们都觉得 zk-SNARK 像个万灵丹相同，用了如同什么事都处理了，不过实践上并没有这么完美。zk-SNARK 除了需求初始设定之外（编者注：指需求信赖的初始设置），最大的问题便是需求很多的运算力，在 Barry 供给的数据中，中继者的计算机若是一台 8G 内存加上 20G 的硬盘 swap，大约只能发生 20 tx/sec，远远不及预期的 500tps 或是实作的 200 多 tps。所以这个计划最大的问题在于要怎样处理算力问题。
平行运算！
Matter Lab运用了多中继者模型跟平行运算。多中继者的模型，很像小型的区块链，运用了 DPOS (Delegated Proof of Stake)，还有随机选择区块发生者，所以被选择到的区块发生者，就能够搜集买卖、发生证明而且上链。这样的办法避免了中心化，若中继者被歹意进犯，整个网络仍是能运作得下去，另一方面，也为平行运算做了铺路。零常识证明的发生十分花时刻，因而根据多中继者模型，Matter Lab提出了 “上链-验证” 两阶段的办法，也便是中继者先把数据上链，下一个阶段再上传证明做验证，从而抵达平行运算（如下图）。再加上一些数据的优化，测验成果可抵达 1600 tps。
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听似很夸姣，可是由于你的买卖被分两阶段上链，也便是从送出到到被验证，会是好几个区块，时刻比本来单纯上链时刻会更久。当然，推迟多久是运用者可接受的，这现在也无从得知。这是一个取舍，省了手续费，添加了买卖速度，却也添加了时刻的推迟，这一切也要等上线后才会知道。
今年头，Vitalik在台北的线下集会中共享了ZK Rollup的进阶版 — ZK ZK Rollup，有爱好的人能够参阅这篇文章，记载的很具体。
Plasma & Optimistic Rollup
Optimistic Rollup 在规划上跟 Plasma相关，所以只会简略带一下差异。
Karl（注）根据 ZK Rollup 的规划，在上个月提出 Optimistic Rollup，概念上也是把数据都放链上，但不是用 zk-SNARK 做验证，由于期望能达到更普遍性的使用。而不相同的当地有，把 from 的部分，改为运用者的签章（65 bytes），由于数据量变大的，可想而知，花的 gas 会更多，买卖速度就会不及 ZK Rollup。另一部份是，由于不是用 zk-SNARK 做验证，就需求数据验证的辅佐办法（validity game），这边就不具体介绍，有时机再写一篇 Plasma/Optimistic Rollup 的具体介绍。
在估算上，买卖速度约是 100 tps，若签章办法改为 BLS，约可提高到450 tps。而在10月的硬分岔后，gas 会下降，预估的买卖速度也会分别抵达 400/2000 tps。（许愿：期望有人能够介绍一下 10 月的硬分岔细节 XD）
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