使用 OpEVM 重新思考 Rollup：构建乐观 Rollup 的开源 SDK

今天，Avail 团队开源了乐观以太坊虚拟机 (OpEVM) 软件开发工具包 (SDK) 的一个新原型。作为传统基于智能合约的 Rollup 的一个有前景的替代方案，开发者可以使用 OpEVM 构建主权的、与 EVM 兼容的乐观 Rollup。这项技术为开发者提供了一个去中心化的基础设施，用于运行二层 (L2) 区块链，该区块链可以支持去中心化的排序器集合，存在于没有一层 (L1) 上的固定桥的情况下，并且真正以乐观的方式验证状态转换。

OpEVM 构建于 Avail 的数据可用性层之上，这是一个为数据可用性优化的基础层，将交易执行留给单独的层。这意味着 OpEVM 促进了独立于智能合约进行争议解决的 Rollup 的创建。正是这种与智能合约的独立性使 OpEVM 独一无二。

OpEVM 是 Avail 和 Equilibrium Group 之间的合作项目。这个 OpEVM 原型有局限性，尚未为生产环境做好准备。我们邀请 Rollup 和应用程序开发者社区使用 OpEVM 进行贡献和构建。请参阅本文末尾的详细信息。

在传统的 Rollup 中，L1 上的智能合约负责处理 Rollup 中出现的任何争议。另一方面，使用 OpEVM 构建的 Rollup 可以自我解决（更多关于以下含义）。

在这种设置中，争议的解决在 Rollup 本身内部处理，链的状态完全由节点运营商决定。这种脱离对具有执行能力的基础层的依赖简化了 Rollup 的架构和操作。

Avail 专注于数据可用性而不是执行的刻意设计选择为 OpEVM 堆栈带来了效率。在 OpEVM 架构中，Avail 充当数据可用性层和 Rollup 的安全来源的关键角色。这种独特的设置允许 Rollup 继承 Avail 验证器集的安全性，但仍然使它们可以灵活地使用其原生代币进行活跃度和激励。

基础层上的执行 vs 基础层上没有执行

以太坊上的 Rollup

首先，让我们探讨一下传统的基于以太坊的 Rollup 的工作原理，这些 Rollup 本质上是以智能合约为中心的。在这种设计中，交易通常会被发布到一个排序器，该排序器负责确保交易被发布回基础层（例如，以太坊）上的智能合约。然后，通过链下执行这些交易所产生的新状态以乐观的方式在网络中共享。如果任何参与者对此状态提出异议，他们会将欺诈证明提交给智能合约。

智能合约在这里起着不可或缺的作用，充当一个自主的仲裁者，决定有争议状态的有效性。它通过验证欺诈证明（通过争议解决过程提供状态转换错误的证据）来实现这一点。但是，欺诈证明只能在挑战期内提交。

这种传统 Rollup 架构中的挑战期至关重要。它们充当一个时间窗口，允许任何参与者通过提交欺诈证明来质疑某个状态。这些挑战期的持续时间本质上取决于基础链提供的抗审查性和交易包含保证。挑战期必须足够长，以确保即使在面对潜在的审查尝试时，有效的欺诈证明也有很大概率被包含在基础层中。

使用 OpEVM 的 Rollup

传统的 Rollup 模型与使用 Avail 上的 OpEVM 堆栈构建的 Rollup 的操作形成鲜明对比。基于 OpEVM 的 Rollup 可以自我解决；它们不需要基础层来仲裁争议。Rollup 向其发布数据并从中获得安全性的基础层 Avail 默认不执行交易。Avail 通过作为数据可用性层来充当真相来源，以便所有 Rollup 参与者都可以访问所有 Rollup 数据。

在基于 OpEVM 的 Rollup 中，验证欺诈证明的能力从中央智能合约转移到 Rollup 中运行的每个节点。每个节点都能够独立验证乐观假设下的链的状态。这种验证职责的去中心化消除了对智能合约的依赖，并使节点运营商拥有更大的控制权和自主权。分叉选择规则不是由基础链上的智能合约决定的，而是由 Rollup 节点本身决定的。

OpEVM 模型显着提高了 Rollup 的效率和可扩展性。通过将验证状态的工作负载分发到多个节点，该系统既稳定又能够处理大量交易。

本质上，OpEVM 模型提供了一种可扩展、高效且安全的传统 Rollup 替代方案。它为 Rollup 的未来提供了一个有希望的愿景，为 L2 区块链应用程序开辟了新的可能性。

独特功能

OpEVM 堆栈的一个突出特点是其对去中心化排序器集合的支持。到目前为止，传统的 Rollup 通常采用中心化排序器。相比之下，OpEVM 堆栈允许去中心化的一组排序器对事务进行排序并将其添加到区块中。这种方法增强了 Rollup 的活跃性、去中心化和抗审查特性。基于 PoS 的排序器选择机制确保公平的排序器选择，并在生成错误区块时进行罚没。

此外，OpEVM 堆栈采用了一个无需许可的系统，任何人都可以提交欺诈证明。这种模型不同于其他欺诈证明保护的系统，后者通常需要将实体列入白名单，然后它们才能参与争议解决，至少在当前的实现中是这样。OpEVM 的开放设计促进了包容性和透明度，确保系统对其所有用户负责。它还实施了在错误欺诈证明的情况下进行罚没，以防止 DoS 攻击媒介。

OpEVM 上的 Rollup 避免了在基础层上对固定桥的需求。这构成了一个强大的、新颖的结构，因为很少有 Rollup 存在于仅处理数据可用性的基础层之上。

最后，虽然当今许多主权 Rollup 倾向于悲观方法，但 OpEVM 堆栈使开发人员能够构建一个在乐观结构中具有功能性欺诈证明的 Rollup。如果未提供任何欺诈证明，则无需重新计算状态转换。

话虽如此，重要的是要注意 OpEVM 是一项社区倡议，并非旨在与现有的 Rollup 解决方案竞争。其主要目标是探索和扩展 Rollup 的设计空间。它旨在表明，无需固定桥即可构建乐观 Rollup，同时仍然具有去中心化排序器集合和无需许可的瞭望塔。

OpEVM 的技术组件

OpEVM 堆栈的核心是各种技术组件，每个组件都在确保系统的运行中发挥着关键作用。以下是其中一些组件：

• Bootstrap Sequencer（引导排序器）：此组件负责引导 OpEVM。它初始化必要的参数，建立初始区块结构，并设置系统的初始状态。
• Sequencer（排序器）：排序器是 OpEVM 中的主要事务处理器。它接收传入的事务，对其进行排序，并将其包含在要添加到区块链的区块中。OpEVM 包括对去中心化排序器集合的支持，以增强活跃性和抗审查特性。
• WatchTower（瞭望塔）：WatchTower 组件负责区块验证、欺诈证明生成和传播。它确保传入区块的完整性，并识别潜在的欺诈或恶意活动。
• Staking（质押）：Staking 组件处理 OpEVM 中的质押机制。它管理利益相关者地址，跟踪质押金额，并促进争议解决流程。
• Fraud-proof Testing（欺诈证明测试）：OpEVM 包括一个内置机制，用于测试欺诈证明处理。Sequencer 实现中的“欺诈服务器”提供了一个 HTTP 接口，可用于将一次性欺诈构造触发到下一个生成的区块中。WatchTower 将检测到这一点并生成欺诈证明区块，从而导致争议解决流程。

有关技术组件的更多详细信息，请查看此处的 Github 存储库。

OpEVM 堆栈中的每个组件都旨在支持创建高效、可扩展且安全的主权的、与 EVM 兼容的 Rollup。但是，对于希望在 OpEVM 之上构建的团队和开发人员而言，这意味着什么？以下是团队在使用 OpEVM 堆栈时可以期望的内容。

团队可以期待什么？

对于目前在以太坊上运营的应用程序团队，OpEVM 堆栈提供了一种构建应用程序链的潜在方法。App-chain（应用链）是作为独立链运行的区块链应用程序。团队可以定制他们的应用链以适应其特定的用例，针对他们的需求进行优化，而不受共享区块链的约束。

OpEVM 提供了获取你现有代码并将其部署到你自己的 Rollup 的能力。这使开发人员可以自定义运行他们自己的 Rollup，而无需为此启动他们自己的验证器集。此外，该原型还支持应用链的原生代币，该代币支持排序器集去中心化并激励 Rollup 上的诚实行为。因此，团队可以专注于其应用程序的核心逻辑和功能，而 OpEVM 则负责处理底层区块链基础设施。

OpEVM 使开发人员能够在他们拥有完全控制权的主权链上部署其现有的 Solidity 代码，而无需依赖智能合约。与依赖仅由少数个人控制的多重签名（引入中心化问题）进行紧急升级的传统 Rollup 不同，使用 OpEVM 构建的链是自我管理的。开发人员可以独立管理其应用程序的规则、数据和功能，同时保持来自基础层的安全优势。如果需要，这也允许使用社会共识来硬分叉链，这是基于智能合约的 Rollup 实现通常不可能实现的功能。

对于 Rollup 开发人员和 Rollup 即服务提供商，OpEVM SDK 提供了构建独立于智能合约运行的自解析 Rollup 的工具。这极大地简化了 Rollup 的架构并提高了效率，并为服务提供商开辟了一个全新的可能性领域，使你可以为客户提供更具可扩展性、高效和安全的 Rollup 解决方案。

结束语

总而言之，OpEVM SDK 表明，构建 Rollup 的当前方式并不是构建 Rollup 的唯一方式。通过利用 Avail 作为基础层并采用一种独特的架构来实现自解析 Rollup，OpEVM 提出了一个构建高效、可扩展且安全的乐观二层解决方案的原型。

OpEVM 邀请更广泛社区中的开发人员和爱好者使用、贡献和增强该技术。作为一个原型，有许多需要改进和开发的领域。例如，该原型不支持执行轻客户端 (LC)，因为 LC 重新执行区块的成本很高。但是，该设计可以支持正确区块执行的有效性证明作为欺诈证明，这将使轻客户端可以非常容易地跟随链。请注意，这与数据可用性轻客户端无关，数据可用性轻客户端受支持但尚未在当前的 OpEVM 设计中实现。

展望未来，随着项目的不断发展，我们的路线图包括将零知识 (ZK) 技术方面的进展纳入其中。特别是，我们正在考虑使用递归证明来简化 轻客户端 和完整节点的验证过程。这将进一步提高基于 OpEVM 的 Rollup 的效率和可扩展性。

当我们继续构建和改进这项技术时，我们期待看到社区将创建的创新和独特的 Rollup。对于那些有兴趣更深入地研究 OpEVM 的技术细节并为该项目做出贡献的人，我们邀请你访问我们的 Github 页面 并查看我们的 演示视频。

感谢你加入我们，踏上乐观 Rollup 的未来之旅。我们迫不及待地想看看你将使用 OpEVM 构建什么。

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