Rollup SDKs對比及項目選型分析

當前有兩種類型的 Rollup SDK：ZK 和 OP，主要基於 Arbitrum Orbit、OP Stack、ZK Stack 和 Polygon CDK。本文針對這四種方案進行了全麵的介紹和比較分析。其中，由於其可擴展性、安全靈活性和成本優勢，Polygon CDK 顯示出巨大的潛力。

無論是 Manta 從 OP Stack 到 Polygon CDK 的轉變，還是 ZKFair 的公平啟動，Polygon CDK 都爲項目處理龐大的總鎖定價值（TVL）和生態繫統進行了賦能。我們相信，ZK Rollup 是 Rollup 可擴展性的終極解決方案。Polygon CDK 通過利用其優勢，如模塊化、可定製性、多種數據可用性解決方案和低進入門檻，逐漸主導市場。結合旗艦項目 ZKFair 的卓越錶現，我們認爲 Polygon CDK 是當前 ZK Rollup SDK 中最具潛力的最優解。

1. Rollup SDK 概述

從底層技術實現的角度來看，Rollup SDK 可分爲兩類：一類是基於 Optimistic 欺詐證明來維護安全的 OP-Rollup SDK，另一類則依賴零知識證明來建立鏈上信任的 ZK-Rollup SDK。OP-R SDK 最初由 Optimism 提出，引入了 OP Stack 的概念。2023年3月，Arbitrum 推出了 Orbit 解決方案。緊接著，ZK-R SDK 出現了，代錶性的解決方案包括來自 zkSync 的 ZK Stack 和 Polygon 提出的 Polygon CDK。

1.1 Arbitrum Orbit

Arbitrum Orbit 旨在允許對 Arbitrum Nitro 代碼庫進行修改。它具有永久且遞歸的許可，允許創建可以在相衕許可條件下托管其他鏈的 Orbit 鏈。Orbit 鏈可以結算到各種 Arbitrum 網絡，但不支持部署後的網絡切換。它支持 AnyTrust 和 Rollup 鏈類型，以滿足不衕的安全性和成本要求。

圖源：https://koreablockchainweek.com/blogs/kbw-blog/arbitrum-101

如圖所示，Arbitrum Orbit 的目標是讓開髮者能夠構建 Arbitrum 的二層甚至是三層網絡。開髮者可以在 Arbitrum Rollup（所有交易數據髮布在結算層）和 AnyTrust Chain（交易數據由 DAC 數據可用性委員會維護，併曏結算層髮布 DACerts 數據可用性證明，類似於 Validium）之間進行選擇。他們可以自定義 Gas Token 和經濟模型等。衕時，Arbitrum 還在推廣 Stylus，使開髮者能夠利用 Orbit 衕時基於 EVM 和 WASM VM 構建 Rollup。Arbitrum Orbit 用戶可以靈活選擇基於 Arbitrum One 或 Arbitrum Nova 構建他們的三層網絡，其結算層定位在 Arbitrum 二層網絡。這意味著三層網絡上的交易費用將回歸到 Arbitrum 協議的二層網絡。如果要基於以太坊作爲結算層構建第二層網絡，則需要穫得 Offchain Labs 或 Arbitrum DAO 的代碼許可授權。

1.2 OP Stack

OP Stack 由構成 Optimism 主網基礎設施的軟件組件組成。OP Stack 進行了 Bedrock 迭代，幫助構建 Optimistic Rollup 網絡，併支持 Optimism Superchain（互聯的二層網絡）。其架構包括用於執行層的以太坊虛擬機（EVM）、用於處理交易的單個排序器模塊，以及用於數據格式化、結算和治理的多層網絡。

在最近將 OP Stack 升級到 Bedrock 版本後，通過優化的交易壓縮策略，單個交易的成本降低了超過 70%。衕時，實現了在衕一個二層區塊內處理多筆交易，減少了狀態數據的大小。這些各個組件的細化，使開髮更加便利。這正是 OP Stack 競爭優勢所在。

圖源：https://docs.optimism.io/stack/explainer

在其 SuperChain 規畫中，所有使用 OP Stack 的 Rollup 將被整合成標準化的 OP 鏈。這些鏈可以通過跨鏈消息協議直接進行通信，共享一個通用的以太坊跨鏈橋。此外，這些鏈上的交易排序將由衕一個排序器網絡處理。

1.3 ZK Stack

ZK Stack 是一個模塊化、開源的框架，專爲構建基於 zkSync Era 代碼的自定義 ZK 驅動的第二層和第三層網絡（Hyperchains）而設計。ZK Stack 在開源許可下開髮，免費可用，提升了易用性和社區參與度。使用這一框架構建的 Hyperchains 在無需信任的網絡中無縫連接，確保了低延遲和共享流動性，以增強互操作性。ZK Stack 利用 zkSync Era 的可靠性提供了一個安全的基礎，衕時其對社區貢獻和所有權的重視爲去中心化生態繫統提供了一定的支持。這一框架的主權性質賦予開髮者對其 Hyperchains 的一定程度的自主權，有助於構建一個在某種程度上去中心化且可持續的繫統。此外，ZK Stack 適用於各種用例，包括游戲、社交網絡和企業應用，爲特定需求提供了一些量身定製的解決方案。通過其異步連接選項，ZK Stack 成爲構建在某種程度上安全、可定製且互操作的去中心化區塊鏈的工具之一。

圖源：https://x.com/zerokn0wledge_/status/1673436051199922176?s=20

zkSync Era 剋服了跨網絡流動性的碎片化問題。作爲先驅，Hyperchain 引領了這一超可擴展的統一流動性網絡，併爲其他網絡樹立了榜樣。

然而，盡管 ZK Stack 功能強大，但它併非適用於所有情況的萬能解決方案。對於傳統的去中心化金融（DeFi）應用或非衕質化代幣（NFT）項目來説，在現有的 Hyperchain 上部署，如 zkSync，可能更爲高效，併能提供與其他協議的衕步結合。

1.4 Polygon CDK

Polygon CDK 是一個開源且模塊化的代碼庫，旨在簡化構建和啟動以太坊上的 ZK 驅動第二層（L2）鏈的覆雜過程。這個工具包使開髮者能夠根據他們的具體需求設計網絡，提供了增強靈活性的核心模塊化。使用零知識證明確保了交易的加密安全性和近乎即時的最終確定性。通過使用 CDK 部署鏈，開髮者可以啟動自動互操作的 ZK 驅動 L2 網絡，這些網絡連接到共享的 ZK 橋，形成了互聯網的價值層。

圖源：https://polygon.technology/blog/introducing-polygon-chain-development-kit-launch-zk-l2s-on-demand-to-unlock-unified-liquidity

開髮者可以定製鏈的執行環境，選擇 zkEVM，選擇“validium”模式，併選擇一個中心化的排序器。定製功能還擴展到具有本地 DAC 的數據可用性，調整 ZK 證明的髮布時間，以及指定用於 Gas 的代幣。值得註意的是，盡管有這些定製功能，NFT Chain 仍能無縫地與其他 Polygon 鏈互操作併共享流動性。CDK 的模塊化確保了在不犧牲可擴展性或破壞流動性的情況下保持靈活性。作爲 Polygon 2.0 的核心技術組件之一，Interop Layer 髮揮著關鍵作用，它接受 ZK 證明，將它們聚合起來，併將證明和更新後的鏈狀態髮布到以太坊，確保了近乎即時的最終確定性和跨鏈執行。Polygon 的前沿 ZK 技術，如 zkEVM，確保使用 CDK 開髮的鏈保持未來可靠性，能夠從持續的技術進步中受益。CDK 部署的鏈上安全性依賴於加密學，提供了一個更加安全、互聯和無限可擴展的價值層，無需覆雜的激勵。

圖源：Trustless Labs

2. 深度解析 Polygon CDK：Rollup SDK 賽道的佼佼者

2.1 可擴展性與兼容性

使用 Polygon CDK，開髮者可以直接部署完全等衕於 EVM 的 Rollup，爲 EVM 開髮者無縫遷移到生態繫統提供便利。衕時，Polygon CDK 通過將 Rollup 的各個組件分解爲獨立服務，實現了高度的模塊化。例如，衕步器負責在第一層和第二層之間衕步區塊，證明器生成證明，序列器驗證交易併打包區塊，RPC 服務提供外部訪問。Rollup 創建者可以根據需求擴展特定服務。

使用 Polygon CDK，可以創建第零階段的 Rollup，其中第二層的狀態根提交到第一層。衕時，可以根據第一層上的所有數據重建 Rollup 的狀態。此外，第一層合約將驗證 ZK 證明的合法性，確保第二層中所有狀態變化都是完全合法的。

Polygon CDK 支持專用的數據可用性層和數據可用性委員會，即使在選擇 Validium 時也確保了可靠的數據可用性。Polygon CDK 支持各種參數自定義，允許開髮者在 zk-Rollup 和 Validium 模式之間選擇，構建自己的第二層。它還支持參數的自定義，如 Gas Token、Gas 費用、證明提交頻率、批次大小等。

2.2 性能和成本

Polygon CDK 通過遞歸 STARK 和 Polygon Zero 實現快速零知識證明生成。通過優化的硬件設置，它可以達到超過 2000 TPS，遠遠超過以太坊主網的吞吐量。衕時，它允許配置更頻繁的有效性證明，使第一層能夠快速驗證第二層的狀態，爲第二層提供快速的最終確定性。

Rollup 允許自定義 Gas Token 和 Gas 費用收集規則，賦予開髮者自由降低 Rollup 用戶的成本。此外，Rollup 的維護成本取決於提交到第一層的數據大小，而 zkSNARK 證明較小，因此維護成本較低。根據官方數據，Polygon Zkevm 上每筆交易的平均 Gas 費用僅爲 0.000294 ETH。

3. Polygon CDK 案例分析

3.1 ZKFair

Polygon 的 ZK 證明繫統基於數學證明，與 OP Stack 以社會經濟激勵爲導曏的欺詐證明相比，提供了更強的安全模型。此外，Polygon CDK 的模塊化和主權框架爲開髮提供了無與倫比的靈活性，這是 ZKFair 爲其量身定製的區塊鏈解決方案所利用的特點。衕時，Polygon CDK 對互操作性和共享流動性的關註對區塊鏈網絡的繁榮至關重要。它允許與以太坊和其他 Polygon 鏈的無縫整合，吸引了龐大的用戶基礎和流動性池。雖然每個 SDK 都有其優勢，但 Polygon CDK 憑借其模塊化、先進的安全性、互操作性和靈活的成本性能平衡，成爲 Rollup SDK 領域的一個引人註目的方案。

ZKFair 選擇使用 Polygon CDK，符合其可擴展性、性能和經濟靈活性的目標，這對於區塊鏈技術中的創新項目至關重要。利用 Polygon CDK 提供的可定製參數，ZKFair 部署了以穩定幣 USDC 作爲 Gas Token 的 Rollup。利用 CDK 可配置的 Gas 費用，ZKFair 實施了可定製的 Gas 調整解決方案，實現了治理代幣的公平分配。這標誌著基於 Polygon CDK 的第一個第二層的成功啟動，其總鎖定價值（TVL）在三天內從 0 增長到 1.6 億美元。在上線的前兩周內，第二層擁有超過 45 萬個活躍地址，併處理了超過 500 萬筆交易。

使用 Polygon CDK 的模塊化設計，ZKFair 計畫將其數據可用性（DA）層從數據可用性委員會（DAC）遷移到 Celestia。與 Celestia 的模塊化數據可用性（DA）層整合，用於數據擴展，大大降低了 ZKFair 生態繫統中的 Gas 成本，與其他解決方案相比，提供了更經濟高效和用戶友好的區塊鏈體驗。

3.2 Manta 從 OP Stack 到 Polygon CDK 的轉變

Manta 從 OP Stack 到 Polygon CDK 的轉變體現了其對提升用戶體驗的追求，特別是在加快提現結算方麵。Polygon CDK 中的 zkEVM 技術，通過 ZK 證明提供快速結算和強大的安全性，明顯優於 OP Stack 的 Optimistic Rollup。Manta 轉變的另一個重要原因是與更廣泛的 Polygon 生態繫統的整合。這一轉變使 Manta 能夠利用 Polygon 網絡的共享流動性，通過無需信任的 ZK 橋梁，增強了生態繫統整合。

結論

本報告對各種 Rollup SDK 的探索強調了區塊鏈技術的動態多樣性。雖然每個 SDK——Arbitrum Orbit、OP Stack、ZK Stack，特別是 Polygon CDK——都對區塊鏈生態繫統做出了重大貢獻，但越來越多的項目選擇使用 Polygon CDK，以尋求可擴展性、安全性和效率。這一偏好在 Manta 轉曏 Polygon CDK 以穫得更好的用戶體驗和 ZKFair 爲其強大的安全性和靈活性選擇 Polygon CDK 的戰略中得到了體現。

Polygon CDK 憑借其 ZK 技術、互操作性和經濟高效的解決方案，不僅作爲一種創新工具，而且作爲一種應對現代區塊鏈挑戰的綜合解決方案而嶄露頭角。它彌合了理想與實際之間的鴻溝，提供了一個與區塊鏈社區日益增長的需求相一緻的平颱。這使 Polygon CDK 不僅是一個 SDK，而且是區塊鏈創新的下一個浪潮的催化劑，將像 ZKFair 這樣的項目推曏性能和可擴展性的新領域。在不斷演變的區塊鏈技術圖景中，Polygon CDK 是一條突出的路徑，將效率、安全性和可訪問性結合在一起，繪製了一個不僅技術先進，而且包容性進步的未來。

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