转发原文标题：《揭秘下一代以太坊 L2（三）：Native Rollups》
过去两年，以太坊全力致力于“以 Rollup（汇总）为中心”的路线图。该策略涉及将 ETH 锁定在桥接合约中、执行链下交易以及使用证明（欺诈证明或零知识证明 (ZKP)）来验证第 2 层 (L2) 的状态并处理提款。
然而，存在一个重大挑战：以太坊本身不验证 EVM 执行，强制 Rollups 独立进行 实施自己的证明系统 在链上验证状态转换。
以太坊经常经历可能修改 EVM 的硬分叉，这意味着汇总团队必须负责维护和更新其自定义实现。这往往需要 组建安全理事会 或者 采用基于代币的投票治理 系统来管理其桥梁合约和证明机制的更新。
在我们之前的系列中，我们探索了基础汇总和增强汇总。现在，我们将注意力转向更深入地研究原生汇总的概念。
Based、Booster、Native……有什么区别？基于汇总（Based Rollup）、增强汇总（Booster Rollup）和原生汇总（Native Rollup）的定义之间可能存在很多混淆。在上一个系列中，我们已经了解了基础汇总和增强汇总，因此建议在阅读本文之前检查这些内容。但是，我们会很快提醒您这三种类型。
基于汇总 使用L1验证器集进行交易排序，促进去中心化，但由于L1出块时间相对较长（例如12秒），可能会影响吞吐量。然而，我们正在努力通过预确认技术来改善这种体验，随着社区的不断创新，用户可以从更快的交易最终确定中受益。
增强汇总 通过在 L2 上模仿 L1 处理来扩展执行和存储，使应用程序无需重新部署即可增长。虽然这种方法提供了可扩展性，但与传统的汇总相比，它引入了额外的复杂性，需要更复杂的工程工作来开发和维护。
原生汇总 在应用层利用L1自己的状态转换函数（STF）作为状态转换的验证器。然而，虽然 Optimism、Arbitrum 和其他汇总在 EVM 等效环境中运行，但它们通常包含自定义修改，这些修改可能很复杂，甚至不可行，直接在以太坊上实施。
原生汇总曾经被称为内置汇总 (Enshrined Rollup)，已在各种文章中详细讨论。此外，术语“规范汇总（Canonical rollup）”曾被 @apolynya 短暂使用过。然而，“Enshrined”最终被“Native”取代，以表明现有的 EVM 等效汇总有可能升级到此模型。 “Native”一词是由 @丹罗宾森 以及来自 Lido 的匿名贡献者。
原生汇总如何工作？原生汇总提案引入了 执行预编译（precompile），旨在充当汇总状态转换的验证器。这种预编译将允许 rollup 团队在其验证者合约中使用它，为证明系统提供基础，并使 rollup 能够继承以太坊的原生验证。
由于这一新的预编译在某种程度上类似于 “EVM in EVM” 概念，它将在以太坊的硬分叉过程中通过社会共识（social consensus）进行更新。这样可以确保 EVM 规则的变化能够同步到预编译，从而使 Rollup 继承以太坊的验证能力，并免除 Rollup 团队在安全委员会（Security Councils）或多重签名（Multisigs）治理方面的责任，最终使 Rollup 本身对用户来说更加安全。
EXECUTE 预编译充当 EVM 状态转换的验证器，使汇总能够在应用程序层利用以太坊的原生基础设施。它使用 pre_state_root、post_state_root、trace 和 Gas_used 等输入来验证转换，并利用类似 EIP-1559 的 Gas 定价机制。
验证者可以通过重新执行或 SNARK 证明来强制 Rollup 状态转换的正确性，具体取决于 Rollup 的可扩展性需求。此外，还引入了一个时隙延迟来减轻中心化风险，例如 MEV 驱动的证明竞争。
该预编译简化了 Rollup 的开发，使 “无需信任的 Rollup” 在证明系统方面成为可能。如果与 基于以太坊的 Rollup 设计结合，确保排序和证明系统均由以太坊管理，那么该结构可实现 完全无需信任，通常被称为 “超声波 Rollup”。这种设计提高了可组合性，并具有 实时结算 的潜力，从而推动更加可组合和安全的 Rollup 生态系统。
建议的预编译行为与 EVM 类似，重新执行汇总事务以验证正确性。这与 Rollups 的核心优势相矛盾，即链下执行，仅将有效性证明提交给以太坊。相反，预编译本质上反映了以太坊已经做了的事情，在减轻 L1 的计算负担方面没有增加任何价值。
选择类 EVM 验证器而不是 zk 验证器源于 ZK 技术目前的不成熟。即使广泛使用的 zkVM 也显示出漏洞，而且 ZKP 的快速发展使得链上硬编码特定的 zk 验证器存在风险且不灵活。相反，以太坊优先考虑多样性和中立性，允许对各种 zk 客户端进行实验，而无需锁定单个验证者。
然而，这并不意味着预编译无法为以太坊的可扩展性做出贡献。虽然以太坊通过将 zk-proof 验证者保持在链外来确保其安全性，但它利用此预编译来验证 rollup 提交的 zk-proofs。这使得以太坊验证器可以避免从开始到结束完全模拟所有汇总交易。相反，通过依赖链下 zk 证明，网络在维持其安全保证的同时，努力实现执行方面的可扩展性。
原生汇总的主要好处是什么？通过原生汇总，大部分复杂的工作都可以通过预编译来处理，从而使欺诈证明或 SNARK 检查等事情变得更加简单。这意味着需要编写和维护的代码更少，并且不需要额外的系统，例如证明网络或安全委员会。
链上 SNARK 验证成本高昂，因此许多 zk-rollups 结算交易的频率较低，以节省成本。 EXECUTE 预编译可以通过使用 SNARK 递归将多个证明捆绑在一起来帮助降低这些成本。这种方法允许汇总更有效地验证交易，使链下验证更加经济实惠。
确保传统汇总中的无错误操作具有挑战性，并且通常需要进行大量检查。许多团队通过采用集中排序来防止创建恶意区块来降低风险。然而，通过预编译的原生执行可以实现更安全且无需许可的排序机制。这种方法不仅可以让 Rollups 继承 L1 的安全性，还可以继承 L1 的资产可替代性，因为交易直接在以太坊的可信环境中进行验证。
有很多与 EVM 兼容的 Rollup，但几乎没有一个是与 EVM 等效的：跟上主区块链的变化通常需要一个组或投票系统来更新 Rollup，这可能是有风险的。原生汇总可以与主区块链自动更新，使所有内容保持同步，而不需要额外的规则或投票者。
对于 zk-rollups 来说，实现超低延迟的证明时间（例如 100ms）是一项极具挑战性的工程任务。相比之下，原生汇总可以允许更“宽松”的证明时间表，将其扩展到一个完整的插槽。这种方法减轻了立即生成证明的压力，有可能提高可靠性以及与 L1 的集成。
每个汇总都是原生的吗？当前所有的汇总堆栈，如 OP Stack 和 Arbitrum Orbit Stack，都有可能转变为“原生汇总”，直接继承以太坊的安全功能。由于增强的安全性，此升级将使用户更满意，并且通过消除对安全委员会的需求，汇总团队将获得更多内容。与此同时，Rollup 团队可以通过提供高效的共享测序层继续竞争，同时仍然获取测序费用并最大化 MEV。
然而，并不是每个汇总都会转变为原生。一些 L2 功能本质上与原生汇总不兼容，包括独特的交易类型、独特的 Gas hus1方法以及主 L1 区块链上未找到的预编译。 L2 汇总中虚拟机的多样性，每个虚拟机都共享一个共同的安全基础，是当今 L2 生态系统的优势之一，例如@EclipseFND 采用 SVM（Solana VM） 作为 Rollup，@movementlabsxyz 采用 MoveVM 作为 Rollup，@Starknet 采用 CairoVM 作为 Rollup。
正如 @doganeth_en 指出，未来 Rollup 可能会分为三大类别：企业汇总、注重性能的汇总和“对齐的”原生汇总。
企业将专注于管理、排序和拥有其汇总，非常适合希望对交易顺序、执行和应用程序进行类似 web2 控制的企业。
专注于性能的 Rollup。这些 Rollup 仍然使用以太坊进行结算，但依赖 替代数据可用性层以提升性能。例如 @megaeth_labs 采用 @eigen_da 作为数据可用性层。这类 Rollup 去中心化程度较低，但能够提升 $ETH 的效用，同时牺牲部分以太坊原生特性。
原生汇总将与以太坊的基础设施完全集成，并提供：以太坊级去中心化、具有直接状态访问的共享执行以及更便宜的链下 ZK 证明验证。这些汇总有助于以太坊的网络效应，有可能分享收入，但可持续性取决于自然的经济激励。
结论原生汇总代表了以太坊以汇总为中心的路线图的重大进步，提供了与以太坊基础设施更加一致的方法。通过介绍 执行预编译，原生汇总简化了治理，消除了对多重签名、安全委员会或基于代币的投票系统的依赖。这种方法不仅增强了安全性，而且还使 Rollup 能够使用链下 zk 证明更有效地扩展，从而确保信任最小化和可扩展性。
尽管该提案前景广阔，但也并非没有挑战。大多数现有的汇总尽管被标记为 EVM 等效项，但通常包含对 EVM 的轻微修改。因此，过渡到原生汇总模型可能会为具有自定义 EVM 实现的汇总带来额外的开发开销。
尽管如此，原生汇总提供了一种引人注目的途径，将以太坊的安全性和灵活性与汇总设计相集成。通过促进与 L1 的协调，他们鼓励创新，同时减少碎片化，使以太坊的生态系统在未来更具凝聚力和弹性。
如果你还没有阅读过，我们建议查看 Rollups 2.0 系列 的第一部分和第二部分，分别介绍了 基于 Rollup 和 增强 Rollup的概念。在下一篇文章中，我们将深入探讨 GigaGas Rollups 的概念，并探索这种创新的 Rollup 设计如何突破以太坊的扩展边界，进一步增强 Rollup 生态系统。
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