譯者 | 劉濤
審校 | 重樓
卷積技術(shù)作為公鏈擴(kuò)容的解決方案，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。然而，它目前在安全性、去中心化、用戶體驗(yàn)和成本效益方面仍存在局限性和挑戰(zhàn)。通過解決這些問題，構(gòu)建更加完善的標(biāo)準(zhǔn)化工具和支撐生態(tài)，卷積技術(shù)可以得到更廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，為公鏈的可擴(kuò)展性提供持久支持。
混合型卷積技術(shù)是實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的一種有前景的方式。這是一種融合了多種體系結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)的全新概念。混合型卷積技術(shù)能夠更好地解決公鏈的可擴(kuò)展性和性能挑戰(zhàn)，同時(shí)提供更強(qiáng)的安全性和用戶隱私保護(hù)。
本文將討論卷積技術(shù)在擴(kuò)展公鏈時(shí)面臨的挑戰(zhàn)，探索可能的解決方案，并評估卷積技術(shù)未來的發(fā)展前景。
現(xiàn)有卷積解決方案的局限性
樂觀型卷積（Optimistic Rollups）和零知識型卷積（ZK-rollups）是目前兩種主要的卷積架構(gòu)。但是它們都存在自己的局限性。樂觀型卷積由于可能存在舞弊嫌疑，需要一周時(shí)間才能最終確定。而零知識型卷積由于鏈上驗(yàn)證所需要付出的成本更加昂貴。前者給用戶帶來的體驗(yàn)并不盡如人意，而后者則因?yàn)槌杀拘б娴投y以維持。
此外，兩種解決方案在安全性和去中心化之間都面臨兩難選擇。例如，樂觀型卷積存在不法運(yùn)營商實(shí)施退出騙局的風(fēng)險(xiǎn)。零知識型卷積大多數(shù)是中心化的，這意味著只有特定運(yùn)營商才能向L1層（主鏈層）提交交易批次和有效性證明，從而增加審查的風(fēng)險(xiǎn)。
混合型卷積結(jié)合了樂觀型卷積與零知識型卷積的優(yōu)點(diǎn)，能更好地兼顧安全性與去中心化，從而提高了系統(tǒng)的安全性。這種混合式解決途徑也有可能為用戶和開發(fā)者提供最佳的體驗(yàn)。
此外，推動卷積技術(shù)的廣泛應(yīng)用還需要一個(gè)更全面的生態(tài)系統(tǒng)。在這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，開發(fā)者可以更容易地獲得構(gòu)建和實(shí)施卷積解決方案所需的工具和支持。制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)與指導(dǎo)方針也很有必要，以確保不同卷積方案間的互通性與兼容性。
混合型卷積的潛在優(yōu)勢
作為一種新興的解決方案，混合型卷積可以在以下幾個(gè)方面帶來改善：
首先，混合型卷積實(shí)現(xiàn)了更大的靈活性和可擴(kuò)展性。通過在L2層（該層為運(yùn)行在主鏈L1層上的擴(kuò)展協(xié)議）上為簡單的機(jī)器構(gòu)建零知識電路（ZK circuit），混合型卷積既允許發(fā)布樂觀型卷積的有效性證明，又避免了頻繁更新電路的問題，這是由于目標(biāo)機(jī)器架構(gòu)非常簡單并且是靜態(tài)的。這種靈活性使混合型卷積能夠適應(yīng)不同的應(yīng)用場合和需求，并能夠有效擴(kuò)展直接處理大規(guī)模交易。
其次，混合型卷積結(jié)合了樂觀型證明（optimistic proofs）和零知識型證明（ZKPs）的雙重優(yōu)點(diǎn)，使其安全性得到極大提升。樂觀型卷積具有高性能和低成本的交易處理能力，但由于驗(yàn)證發(fā)生在交易處理提交之后，因此存在一定風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，ZKPs確保了交易的有效性和隱私性，使攻擊者難以篡改或竊取用戶資產(chǎn)。通過組合這兩種機(jī)制，混合型卷積能夠提供更強(qiáng)的安全保障。
另外，混合型卷積還能降低信任度要求。通過采用ZKPs來證明交易執(zhí)行的正確性，混合型卷積可以減少對驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)可信性的依賴。用戶只需信任ZK電路就可以了，無須信任驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)。
執(zhí)行方面的挑戰(zhàn)
然而，實(shí)現(xiàn)混合型卷積也面臨一些挑戰(zhàn)。這里主要有兩個(gè)：
首先，將執(zhí)行層編譯成簡單的機(jī)器架構(gòu)(一個(gè)簡化的虛擬機(jī))可能需要大量的工程和研究工作。經(jīng)過編譯后，需要確保代碼能在簡化的虛擬機(jī)上正確執(zhí)行，并與原始的執(zhí)行層保持一致。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)需要解決一些技術(shù)問題，包括優(yōu)化編譯器，找到合適的機(jī)器架構(gòu)等等。只有充分解決這些問題，才能構(gòu)建一個(gè)可以兼具靈活性和可擴(kuò)展性的混合型卷積模型。
其次，實(shí)現(xiàn)零知識證明需要大量的數(shù)據(jù)處理和計(jì)算，這可能會影響混合型卷積的性能和擴(kuò)展性?；旌闲途矸e使用有效性證明來確認(rèn)鏈下狀態(tài)轉(zhuǎn)換的正確性。這個(gè)過程涉及生成和驗(yàn)證大量的證明數(shù)據(jù)。因此，有必要優(yōu)化證明的生成和驗(yàn)證算法，以確保在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)條件下可以實(shí)時(shí)生成和驗(yàn)證這些證明，這樣才能提高混合型卷積的效率性和可擴(kuò)展性。鑒于這些困難，在當(dāng)前的技術(shù)水平下，混合型卷積最適用于特定的使用場景。我們認(rèn)為混合型卷積可以適用于以下兩種使用場景：
一、需要處理大規(guī)模交易。通過將執(zhí)行層編譯成簡化的機(jī)器架構(gòu)，混合型卷積獲得了靈活性和可擴(kuò)展性，可以有效批量處理大量低延遲交易，并能滿足大規(guī)模交易處理的需求。
二、對隱私保護(hù)要求高的應(yīng)用。采用ZKPs來驗(yàn)證鏈下執(zhí)行，使得混合型卷積具有對交易數(shù)據(jù)隱私性保護(hù)的能力。在不向任何第三方透露交易信息的情況下，依然保證交易的有效性。這使得混合型卷積非常適合于對隱私保護(hù)要求高的應(yīng)用場景，如金融交易和身份驗(yàn)證。
綜上所述，盡管在將執(zhí)行層編譯成簡化虛擬機(jī)以及優(yōu)化證明生成和驗(yàn)證算法等方面存在需要克服數(shù)據(jù)處理和計(jì)算負(fù)擔(dān)的技術(shù)挑戰(zhàn)，但是混合型卷積在滿足處理大規(guī)模交易或?qū)﹄[私要求高的特定應(yīng)用方面具有獨(dú)特優(yōu)勢。隨著技術(shù)的進(jìn)步和更多解決方案的涌現(xiàn)，混合型卷積的應(yīng)用范圍會更加廣泛。
卷積的未來
混合型卷積被視為卷積的未來發(fā)展方向，但其成熟程度將取決于兩種主流卷積方案的進(jìn)一步發(fā)展。
- 樂觀型卷積——需要改進(jìn)交易確認(rèn)和最終確定過程，以提高吞吐量和降低成本。包括在狀態(tài)管理、交易提交和爭議解決機(jī)制方面的創(chuàng)新，從而提高效率。這些改進(jìn)可能使樂觀型卷積在性能和成本效益方面超過混合型卷積。
- 零知識型卷積——隨著零知識技術(shù)的發(fā)展，零知識型卷積的性能和可擴(kuò)展性應(yīng)通過更高效的證明架構(gòu)、更緊湊的證明規(guī)模和更快速地驗(yàn)證算法等創(chuàng)新來提升。有了這些改進(jìn)，零知識型卷積驗(yàn)證流程會更加高效和迅速，這使其成為混合型卷積在性能和驗(yàn)證效率方面的潛在競爭對手。
我們相信，混合型卷積的出現(xiàn)，將會推動更多項(xiàng)目和開發(fā)者加入構(gòu)建卷積生態(tài)中來。憑借改進(jìn)的靈活性和可擴(kuò)展性，混合型卷積將為各種使用場景和行業(yè)提供更多的可能性。例如，在DeFi（去中心化金融）領(lǐng)域，混合型卷積的高性能和低成本優(yōu)勢可以被利用，以構(gòu)建更加復(fù)雜的金融協(xié)議和智能合約。
以下是我們認(rèn)為混合型卷積可能適用的一些領(lǐng)域。
1. 跨鏈互操作：混合型卷積可以實(shí)現(xiàn)不同公鏈之間的互操作。通過使用混合型卷積作為橋接層，可以在不同鏈之間實(shí)現(xiàn)安全高效的資產(chǎn)轉(zhuǎn)移和信息交換。這將促進(jìn)多個(gè)鏈之間的協(xié)作和價(jià)值流通，打破現(xiàn)有壁壘。通過混合型卷積，以太坊和其他公鏈之間可以實(shí)現(xiàn)無縫交互，提高資產(chǎn)的組合性，這可能是潛在的投資機(jī)遇。
2. 合規(guī)性和隱私保護(hù)：混合型卷積結(jié)合了兩種卷積方案的優(yōu)點(diǎn)。受益于所使用的零知識證明技術(shù)，混合型卷積能夠保證交易數(shù)據(jù)的隱私并提供可驗(yàn)證的交易執(zhí)行。因此，它們可以廣泛應(yīng)用于對合規(guī)性和隱私保護(hù)要求較高的領(lǐng)域，例如代幣化的實(shí)體資產(chǎn)(RWAs)或機(jī)構(gòu)用戶。
3. 社區(qū)治理和共識機(jī)制創(chuàng)新：混合型卷積的發(fā)展將促進(jìn)更多社區(qū)治理和共識機(jī)制的創(chuàng)新。通過應(yīng)用混合型卷積技術(shù)，公鏈社區(qū)能夠在保持高度去中心化和安全性的同時(shí)，獲取更高的吞吐量和實(shí)現(xiàn)更低的成本，這最終可能導(dǎo)致社區(qū)治理和共識機(jī)制的改進(jìn)和試驗(yàn)，以適應(yīng)各種去中心化組織的需求。
4. 基礎(chǔ)設(shè)施和開發(fā)者工具支持：隨著混合型卷積的發(fā)展，預(yù)計(jì)會出現(xiàn)更多基礎(chǔ)設(shè)施和開發(fā)者工具。開發(fā)者可以構(gòu)建用于部署和管理混合型卷積的工具和平臺，簡化開發(fā)過程并提供更好的用戶體驗(yàn)。這反過來將進(jìn)一步推動混合型卷積的應(yīng)用，并為開發(fā)者提供更多的機(jī)會和資源。
綜上所述，混合型卷積有望在公鏈生態(tài)擴(kuò)容、跨鏈互操作、合規(guī)性和隱私保護(hù)、社區(qū)治理和共識機(jī)制的創(chuàng)新以及基礎(chǔ)設(shè)施和開發(fā)者工具的成熟方面發(fā)揮積極作用。隨著這些領(lǐng)域的深入發(fā)展，混合型卷積技術(shù)有望成為推動L1層和L2層性能和可用性改進(jìn)的一支重要力量。
譯者介紹
劉濤，51CTO社區(qū)編輯，某大型央企系統(tǒng)上線檢測管控負(fù)責(zé)人。
原文標(biāo)題：What the Future of Hybrid Rollups Could Look Like，作者：Bing Ventures
