白话解读 Optimism 的运行机制

来源 | @0xRafi

此文整合自 @0xRafi 发的推特 thread。

1/ 由于 @optimismPBC 团队发布了消息表示其主网上线时间将提前，我认为大家很有必要了解以太坊 Layer2 解决方案 Optimism 是什么、它是如何运作的、以及它会给以太坊带来什么。

2/ 大家之所以这么期待，是因为诸如 Optimism 此类的 L2 解决方案有助于：提高以太坊的吞吐量 (每秒交易处理量)；缩短交易打包等待时间 (确认一笔交易所需要的时间)；以及大大地降低 gas 费。而且是在不牺牲以太坊主网安全性的前提下进行扩容。

3/ 这就是真正的 Layer2 解决方案与 “单纯的侧链” 解决方案 ( 如 @0xPolygon 或 @xdaichain) 的最大区别。侧链解方案有自己的共识机制和安全性，并且不能从以太坊 Layer1 的安全性中获益，而 Layer2 解决方案可以保持以太坊一层网络的安全性。

4/ 举个例子，如果我们使用 @optimismPBC：当用户在以太坊主网 (或 Layer1) 上提交了一笔交易，交易数据会存储在 L1 上，但是智能合约计算的处理将在子链 (即 Layer2) 上进行，最后计算结果发回 Layer1 中。

5/ 由于计算过程是一笔交易中耗时最久、成本最高的部分，因此在 Layer2 处理计算大大地减少了 Layer1 的计算需求，从而提高网络的吞吐量并降低交易费。L1 仅接收交易数据，将其发送至 L2 中，然后再接收 L2 的计算结果

6/ Optimism 是一个比较“通用”的解决方案。任何 L1 上的 Solidity 智能合约 (也就是任意的 L1 app) 都可以在 Optimism 的 Layer2 上运行，且不需要构建额外的功能。

7/ 下图展示了 Optimistic Rollup 的工作方式，两个大方框分别是 Optimistic Rollup 合约 和 Optimistic 虚拟机 (OVM)。Rollup 为 L1 智能合约，负责接收交易数据，然后发送数据至 L2 中以及接收计算结果。但是有趣的部分发生在 L2 中。

8/ 在 L2 上，交易会提交给一个 "Sequencer" 序列器 (可以说是 L2 上的矿工)。然后它会立即回应，生成一个已签名的收据以保证交易的执行和排序。然而，如果序列器作恶，没有正确地执行交易或者抢跑交易的话怎么办呢？

9/ 遇到这种情况时，用户可以向 L1 上的裁判合约提交那份已签名的收据，如果证实序列器没有正确履行其义务，那么 ta 就会被罚没 (即丢失其质押的资金)。所以 L2 可以说是一个小型的 PoS 系统。

10/ 但当遇到争议时，L1 上的裁判合约应能够像 L2 上一样进行计算，并获得完全相同的计算结果。这就需要运用到 OVM 了。

11/ OVM 可以说是 L1 上的 L2 适配器，确保 L1 以太坊虚拟机 (EVM) 就像在 L2 中处理 L2 的计算一样。这样做的目的是使得 L2 上的任何计算都可以在 L1 上得到验证 (如果需要的话)。这非常重要。

12/ "Optimistic" 乐观的由来是，我们假设所有在 L2 上进行的计算是正确的，直到有人提出争议。如果存在争议，L1 上的裁判会在以太坊网络上重新运行该计算并检查结果。

13/ 为了激励用户充当“瞭望塔”并验证计算结果，Optimism 是如此设置的：任何人如果发现不诚实行为且对之提出异议，都可以从作恶序列器 (Sequencer) 的罚金中获得部分奖励。即使用户自己没有验证自己所有的交易，其他用户也会帮忙验证。

14/ 最棒的一部分是，一旦足够多的以太坊 app 在 Optimism 的二层网络上运行，大多数用户将花大多数时间留在 L2 上，而不需要回到 L1 上 (除非出现争议需要解决，或者用户有提款需求)。

15/ 看到这里，也许读者会觉得这将使得以太坊 L1 无效。然而事实上，这将进一步扩展以太坊的生态系统，以太坊将可以支持新的、吞吐量更大的应用，而按照当前网络的容量这是无法实现的事情。

16/ Optimism 另一个很棒的点是，它具有“账户抽象”功能。也就是说，每个账户都是可以被改动的“合约”账户，因此可以实现各种交易条件，如多签或者其他 gas 支付方式。

17/ 那目前 Optimism 的应用情况如何？首先，Synthetix 现正在私人主网上运行 Optimism。一旦实现完成，@synthetix_io 计划将其质押以及挖矿功能完全转移到 L2 上，然而将交易功能同时在 L1 和 L2 上保留

18/ @Uniswap 在 10 月 19 日使用 Optimistic Rollups 运行了一个游戏化的概念证明 (Unipig)，并且一旦 Optimism 上线主网，Uniswap 将会是他们的第一批用户。@chainlink 也宣布了其将和 Optimism 合作，@coinbase 钱包增加了对 Optimism 测试网的本地支持......

19/ @compoundfinance 估计也会支持 Optimism (还没确定下来)，@RariCapital 也会在他们平台集成 Optimism。将来还会有很多项目加入，这将对以太坊网络速度和交易费带来意义重大的影响。

20/ 这对我们意味着什么：Synthetix 的测试显示，使用 Optimism 后，gas 费最多可以降低 143 倍，交易确认时间低至 200 毫秒；而 Unipig 测试显示，gas 费最多可以降低 100 倍，交易确认时间低至 169 毫秒。

21/ Optimistic Rollups 同样非常适合以太坊 2.0 的生态系统。因为以太坊 2.0 将首先推出数据扩容方案，其后再推出计算扩容方案。在初期，Rollup 将首先保证计算方面的可扩展性，并与以太坊 2.0 并存。

22/ Optimism 团队提出的最后一个很棒的想法是，使用 MEVA (即矿工可提取价值拍卖) 来选择序列器。Karl 在 ethresear.ch 发了篇文章《MEV 拍卖：通过拍卖交易顺序权来解决MEV问题》来解释这一内容：https://ethresear.ch/t/mev-auction-auctioning-transaction-ordering-rights-as-a-solution-to-miner-extractable-value/6788

最后还有一些其他链接：

Optimistic Rollup 介绍：https://medium.com/plasma-group/ethereum-smart-contracts-in-l2-optimistic-rollup-2c1cef2ec537

@kelvinfichter 对 Optimism 的视频介绍：https://www.youtube.com/watch?v=eYeOW4ePgZE

Blockcrunch 播客，嘉宾 @kevinjho ：https://blockcrunch.libsyn.com/is-plasma-dead-the-rise-of-optimistic-rollups-on-ethereum-kevin-ho-optimism-ep-97

Synthetix 宣布向 Optimism 迁移：https://t.co/5ImnwsRFPI?amp=1

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原文链接：https://news.ethereum.cn/Technology/how-optimism-works