Optimistic证明 Vs. ZK证明：未来谁将成为主流

浩然

1、证明系统与Optimistic证明

让我们回归区块链的基础。区块链本质上是一个状态机，其状态会随着交易的变化而改变，而变化后的共享状态会所有被参与者所用。确保所有参与者就共享状态达成共识是至关重要的。为了更好地达成共识并消除对某一方的信任需求，区块链侧重于去中心化特性。然而，这种去中心化可能会限制扩展性，使其难以容纳更多交易。这些问题构成了区块链的三难困境。

以太坊作为最早的智能合约区块链之一，引领了rollup的创建。在rollup模式中，执行与以太坊相分离，但仍然存有一个检查有效性和惩罚恶意活动的系统。建立这个系统的方法有两种。第一种是optimistic方法，在该方法下，下一个状态是预先确认的，经过一个缓冲挑战期再最终确定。第二种方法是利用zk有效性证明，在该方法下，状态更新可以在低成本的验证过程中通过一个链上zk证明进行验证。虽然侧链是另一种选择，但我将其排除在外，因为侧链对以太坊结算的依赖程度很低。

由于实现过程简便，optimistic证明（又名欺诈证明或错误证明）是结算rollup状态更新的主要可行方法。

1.1证明系统的状态：ZK和OP

人们一度认为，zk证明系统将很快占据主导地位，optimistic证明系统将失去优势。人们通常期待zk证明系统可以为rollup提供更低的成本和更快的最终确定性，其在证明生成方面已经取得了重大进展，在基于MIPS、RISC-V和Wasm的通用zkVM构建上进行了各种实验。这些项目包括ZKM、RiscZero、Succint Labs和Fluent。尽管zk rollup有明显的好处，但开发具有成本效益的安全版本的挑战是巨大的。EVM这类虚拟机的更新也存在挑战，因为很难在不损坏任何特性的情况下合并新功能。

由于存在这些挑战，目前在rollup生态系统中最常见的是optimistic证明系统，它占据了大部分TVL（约为L2总TVL的75%）。目前还不确定这种主导地位是否会在未来持续下去。然而，已有众多旨在优化证明系统的举措取得了很大进展。

1.2 Optimistic证明制度的未来会怎样？

很多积极的研究和开发正在进行中，目标是改进optimistic证明系统，主要围绕以下三方面进行：

· 降低成本

· 去中心化排序、挑战和最终确定过程

· 减少soft finality（软最终性）和hard finality（硬最终性）

这三个领域都展现出了重大努力，例如最近的Dencun升级，该升级包含了EIP-4844，改进了数据压缩，以及交互式证明系统的开发。

在深入研究最新进展之前，有必要先来彻底了解一下既定概念和当前情况。首先，我们应该来看该领域的发展演变，然后深入研究optimistic证明项目的现状。

2、Optimistic证明系统的发展史

Optimistic证明系统不是一蹴而就的。有众多研究人员和开发人员努力构建机器人证明系统，以确保其在实际操作中可以无缝运行，目前该系统已保障180亿美元的资金安全。让我们回顾一下曾经的里程碑。

2.1过去—追溯历史

Optimistic Rollup最初是由以太坊研究人员John Adler于2019年提出的以太坊的Layer 2扩展解决方案。Optimistic Rollup的核心理念是将计算和数据存储从以太坊主网转移到独立的L2链上，同时仍然继承以太坊的安全保证。开发Optimistic Rollup的主要动机是考虑到以太坊主网上的拥塞和高交易费问题。随着DeFi协议和NFT的日益普及，以太坊面临着扩容问题，阻碍用户体验和经济效率。

Optimistic Rollup主要由Arbitrum和Optimism两个团队进行实验和开发。这些rollup旨在通过处理链下交易并在以太坊主网上发布压缩交易数据和输出根，为以太坊提供可扩展性。由于它们为用户和dapp降低了成本，以太坊社区迅速采用了这些rollup。

Optimistic Rollup的关键特征是它们采用“optimistic”方法——在对交易进行简单的有效性检查后，它们假设所有交易是默认有效的，并且它们依赖欺诈证明机制，挑战者可以在设定的时间段（通常是7天）内挑战交易的有效性。如果检测到欺诈交易，则在链上执行欺诈证明以正确方式重新处理交易。这种乐观的方法允许optimistic rollup在以太坊主网上实现显著的扩展性改进。

过去曾有很多挑战。最初，像Optimism这样的项目使用他们自己修改的EVM（称为OVM），这限制了它与EVM的兼容性。这些项目将继续采用集中的方法来解决回滚和挑战机制。这种方法带来了一种安全权衡，因为交易不是立即结束的，如果有限数量的参与者在挑战窗口期间检测到欺诈，则可以回滚交易。

浩然

因为侧链对以太坊结算的依赖程度很低