前言
Optimistic Rollup的发展方向
2024年9月，Vitalik在推文中强调了提升Rollup标准的必要性。他表示从明年开始，将只在公开场合提及达到阶段1以上的L2项目，对于新兴项目可能会给予短暂的宽限期。
Rollup的”阶段”系统是一个评估其安全性的框架，分为阶段0到阶段2。目前主流Rollup中，只有Arbitrum和Optimism达到了阶段1，大多数Optimistic Rollup仍停留在阶段0。
这引发了两个关键问题：为什么Optimistic Rollup推出三年后仍没有项目达到最高的阶段2？我们何时能期待Optimistic Rollup实现阶段2？本文将分析Optimistic Rollup的欺诈证明和挑战机制，探讨各项目如何努力实现阶段2，并展望欺诈证明系统的未来发展。
Optimistic Rollup与ZK Rollup的对比
以太坊社区为解决网络拥堵和高交易费用问题，探索了多种扩容方案。在尝试过分片和plasma等方案后，Rollup被确定为主要的扩容途径。目前市场上运行着约40个Rollup项目，还有约80条新链即将上线。
Rollup通过在链下执行交易，仅向以太坊提交交易数据和状态根来实现扩容。虽然Rollup被认为继承了以太坊的安全性，但如果提议者恶意篡改交易数据，用户资金仍面临风险。为防止这种情况，Rollup采用了两种主要机制：ZK Rollup使用零知识证明验证状态根的正确性，而Optimistic Rollup则依靠欺诈证明系统，允许任何人质疑错误的状态根。
欺诈证明的概念与误解
欺诈证明的实施方式
欺诈证明通过链上可验证的证据表明提交的状态根不正确。大多数欺诈证明协议遵循以下步骤：验证者提交状态根；质疑者发起挑战；双方通过二分法定位分歧点；质疑者提交欺诈证明；若验证通过，错误输出将被移除。
常见误解
需要澄清的是，成功的欺诈证明不会回滚整个链，它仅确保桥接合约中的资金安全。2024年4月Kroma的成功质疑案例证明了这一点，当时仅移除了错误的输出根而未回滚链上交易。
（质疑者成功执行proveFault函数 | 来源：etherscan）
攻击向量分析
经济争议协议设计
Optimistic Rollup面临多种攻击向量，包括利用争议游戏漏洞、延迟攻击、Sybil攻击、L1审查攻击以及欺诈证明虚拟机漏洞等。设计健全的经济争议协议需要确保防御者比攻击者更具优势。
解决方案
各协议采用了不同的应对策略：
- Arbitrum BoLD通过分支模型和棋钟机制限制延迟时间
- Cartesi Dave采用锦标赛结构抵御Sybil攻击
- Optimism Fault Proof使用博弈树实现并发质疑
- Kroma ZKFP利用ZK技术减少交互次数
未来展望
阶段2 Rollup的实现
Arbitrum和Optimism都在积极推进阶段2的实现。Arbitrum计划通过BoLD在今年底达成目标，Optimism则依靠争议游戏V2和多重证明机制，预计明年上半年完成升级。
ZK技术的应用
ZK欺诈证明不仅能减少交互次数，还能降低保证金要求，提高协议安全性。虽然ZK Rollup在安全性方面具有优势，但其运营成本和硬件要求仍高于Optimistic Rollup。
更广泛的应用场景
欺诈证明技术还可应用于再质押协议、数据可用性层和机器学习等领域。例如，Eigenlayer计划利用欺诈证明实现罚没机制，Celestia则通过欺诈证明确保数据可用性。
结论
Optimistic Rollup正在通过改进欺诈证明机制向更高安全性迈进。随着Arbitrum和Optimism向阶段2过渡，用户将能在更安全的环境中与网络交互。虽然各协议仍有改进空间，但结合ZK技术的欺诈证明系统将助力构建更去中心化的区块链架构。
参考资料
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