漫談TTF：一筆Rollup交易多久才能最終確定？

2023-11-15 13:11:03

原文標題：《A tweet on rollup time-to-finality (TTF)》

原文作者：@larry 0x

原文編譯：Frank，Foresight News

首先，什么是 TTF，為什么它很重要？

最終性是交易永遠不能被取消、恢復或修改的狀態，也即被視為已解決對應的交易問題。

TTF（time to finality）是一個交易信號從开始廣播到到達最終狀態所花費的時間，以下是幾個選定鏈的 TTF:

TTF 是一個具有多種用途的重要參數:

如果我是一個接受加密貨幣支付的商家，我想在交付商品或服務之前等待 TTF，以便我知道付款不會被取消。
如果我是跨鏈橋接協議，並且發送方鏈上提交了一個數據包，我想在將其中繼到接收方鏈之前等待 TTF。
……

其次，Rollups

Rollup 區塊的生命周期有 2 個階段：

（1）其數據被發布到數據可用性（DA）層；

（2）在結算層證明有效；

值得注意的是，TTF 對於 Rollup 鏈的全節點和輕節點是不同的：

對於前者，他們不需要等待 ( 2) 結算，因為只要 ( 1) 中發布區塊數據，他們就可以立即自己驗證有效性；
對於後者，他們確實需要等待結算過程；

在結算層證明階段，有兩種類型的 Rollups，具體取決於他們使用的機制：

Validity Rollups（又名 zero-knowledge rollups，zkRUs）。在排序器生成一個區塊之後，證明者（通常是與排序器相同的人）提交一個有效性證明，通過一些加密魔法證明該區塊是有效的。
Optimistic Rollups（opRUs）。排序器生成了區塊，但並不證明它是有效的。如果它實際上無效，任何人（證明者）都可以提交欺詐證明來挑战它，這會導致區塊被拒絕。如果沒有人證明某個區塊在一段時間內（稱為爭議期）無效，則該區塊被視為有效。

注：我不喜歡 zkRU 這個詞，因為很多這樣的證明系統實際上不是零知識技術，所以「Validity Rollup」是更准確的術語。然而，「zkRU」的使用是如此普遍，所以我就用它。

還有一些重要的事情需要了解：

實際上，區塊數據通常不會在區塊生成後立即發布到 DA 層。排序器通常會稍等一下，然後批量發布幾個區塊（可能是為了節省 Gas 費）；
有效性證明也經常被延遲，通常是因為生成這些證明的計算量很大並且需要時間；
有效性和欺詐證明不僅在鏈上傳播。例如，如果有人向我發送鏈下有效性證明，我可以確定該區塊是有效的，而無需等待（2）鏈上結算過程。

最後，我們准備討論 Rollup 交易需要多長時間才能達到最終結果。

對於全節點而言，過程很簡單：只要區塊 ( 1) 被發布並在 DA 層上完成，那么它就被最終確定。

如果我們表示：

T 1 ：區塊發布在 DA 層上的頻率（例如，如果排序器每 10 分鐘在 DA 層上發布一批，則 T 1 = 10 分鐘 )
T 2 ：DA 層的 TTF

那么 Rollup 的 TTF = T 1 + T 2 。

對於輕節點，他們必須等待 ( 1) 和 ( 2) 完成。對於 opRU，（2）的時間為挑战期；對於 zkRU 來說，時間是證明者生成並發布有效性證明後。

如果我們表示：

T 3 ：對於 opRU，挑战期；
T 4 ：對於 zkRU，有效性證明發布在結算層的時間；
T 5 ：結算層的 TTF；

然後是 Rollup 的 TTF：

對於 opRU：max (T 1+T 2, T 3)；
對於 zkRU：max（T 1+T 2 ，T 4+T 5）；

這些方程中的「最大值」意味着我們需要等待 DA 和結算過程完成，以時間較長者為准（幾乎總是結算）。

現在，問題來了！請記住，我們說過證明也可以在鏈下傳播。對於 zkRU，如果我們在鏈下收到有效性證明，那么我們可以立即說交易已完成，而無需等待鏈上結算過程。

對於 opRU 來說，這很難說。挑战期（T 3）往往較長的原因是擔心結算層可能審查欺詐證據。所以這實際上取決於你的風險承受能力。如果您非常有信心結算層不會審查交易，您可以選擇等待更短的時間。否則你會等待更長的時間，但你不必等待比 T 3 更長的時間。

讓我們總結一下:

這裏有兩個實際案例， Arbitrum 和 zkSync。他們使用以太坊進行 DA 和結算，所以 T 2 = T 5 = 13 分鐘。

Arbitrum 的排序器大約每 T 1 = 6 分鐘發布一次數據，Arbitrum 的挑战期 T 3 = 1 周；
zkSync 的排序器大約每 T 1 = 3 分鐘發布一次數據，證明不定期發布，但平均一次 T 4 = 1 小時；

我們還可以考慮一個假設的 zkRU，它使用 Celestia 進行 DA，我認為這更接近最終結果：

T 1 = 0 （Celestia 很便宜，所以我們假設區塊在生成後立即發布）；
T 2 = 12 秒；
T 4 = 證明生成時間，取決於證明系統；

最後，簡要討論下這一切的含義

如您所知，我是 Cosmos 的粉絲，IBC 使用輕節點客戶端來驗證數據包，因此需要等待 TTF，如上圖「For light nodes」一欄所示。

對於 opRU，這可能長達 1 周（如果您對以太坊的審查阻力不太有信心），這對於實際目的來說太長了。這就是為什么對於 opRU，我們必須使用全節點橋，例如 Axelar 和 Wormhole ，它們由一堆運行全節點的運營商組成。

缺點是我們需要信任這個運營商集合，它在經濟上可能不如發送者鏈安全，這就是我看空 opRU 的原因。

對於普通的 zkRU，我們只需要等待 DA 最終確定（在以太坊上為 16 分鐘）+ 證明生成時間，我們不需要等待證明在以太坊上發布——這是相對 opRU 的主要優勢！

這也是我認為 Celestia 可以改善 Rollup 跨鏈體驗的一種方式。在以太坊上，我們只等待 12 秒 + 證明生成時間，而不是等待 16 分鐘。輕節點客戶端可以使用 QGB 檢查來自 Celestia 驗證器的證明（我猜測它現在已重命名為 Blobstream），或者也可能進行 DA 採樣。