Optimistic Rollups 及其在 Boba Network 中的作用

Optimistic Rollups 是 Boba Network 用于缓解以太坊及其他 Layer-1 区块链拥堵的扩展机制。在传统的 Layer-1 交易处理中，每笔交易都需要逐个处理，而 Optimistic Rollups 则将多个交易聚合在链下处理，并将结果以批量形式提交到 Layer-1 区块链。这种方式显著降低了主网的负载，提高了网络的处理效率。

Optimistic Rollups 的核心原理是假设所有交易都是有效的，除非有证据证明无效。这与其他验证方法（如 零知识 Rollups，即 ZK-Rollups）形成对比，后者会提前验证每一笔交易。虽然这种机制看起来可能有些反直觉，但通过假设交易有效，Optimistic Rollups 引入了一个 挑战期，在此期间，参与者可以通过一种称为 欺诈证明（fraud-proofing） 的过程质疑任何潜在的欺诈交易。通常，这个挑战期长达 七天，它在减少连续验证所需的资源开销的同时，也确保了系统的信任与安全。

Boba Network 使用这种模型来处理链下计算，并提高交易吞吐量，使网络能够为去中心化应用（dApp）提供一个高度可扩展的环境。相比 Layer-1，Boba 的交易成本最多可减少 100 倍，且交易处理速度更快。

Optimistic Rollups 还具有与以太坊现有智能合约的兼容性，开发者只需进行极少的改动，即可将他们的应用从以太坊迁移到 Boba 的 Layer-2 上运行。

Boba Network 的链下计算与交易批处理

Layer-2 解决方案（如 Boba Network）的关键特性之一是其 链下计算（off-chain computation） 能力。通过将部分计算工作转移到链下执行，可以有效减轻以太坊主网的负担。这一特性是 Boba 及其他利用这些技术的网络能够显著降低 Gas 费用 并提升交易速度的主要原因之一。

交易在链下批量处理后，Boba 会将结果以批次形式提交至以太坊主网。这样不仅减少了每笔交易直接在 Layer-1 上处理的需求，还大幅提高了整体网络的效率。正是由于这些机制，Boba 能够为去中心化应用（dApp）提供更加高效和经济的解决方案。

Boba Network 的技术原理

• 链下处理：在 Boba Network 上，大部分交易都在链下处理。签名验证、状态变量更新以及交易逻辑的处理都不在主区块链上进行，而是链下完成。这些计算结果会被汇总，最终结果才提交到以太坊，从而实现网络的扩展，同时保持较低的成本。
• 批处理机制：Boba 采用 批处理 来提高交易提交的效率。与逐笔将交易提交到以太坊不同，Boba 会将多笔交易聚合后在链下处理，再将批处理结果一次性提交到以太坊。这种方式减少了 Gas 费用，并提升了每秒可处理的交易数量。
• 状态根的生成与验证：当批处理结果提交到以太坊后，会生成一个 后状态根（post-state root），即一个加密哈希值，代表处理完该批交易后的系统新状态。以太坊上的验证者可以通过验证此状态根，确认批次中的所有交易都已正确处理。如果验证者发现问题，他们可以通过 欺诈证明机制（fraud-proof mechanism） 发起挑战，以确保交易的准确性和系统的安全性。

HybridCompute™

HybridCompute 是 Boba Network 的一项创新技术，它扩展了 链下计算（off-chain computation） 的概念，使智能合约能够与链下数据和 API 进行交互。这一功能支持更复杂的应用，例如通过链下运行机器学习算法，同时由链上事件触发执行。比如，一个 DeFi 应用可以通过外部 API 获取实时股票价格或其他金融数据，在链下执行复杂计算后将结果返回链上。

在 HybridCompute 模式下，部署在 Boba 上的 dApp 能够发起请求，由链下服务器处理所需的数据，并以 以太坊兼容格式 返回结果。这些结果随后被传回智能合约，实现高级计算，同时避免给区块链造成负担。

这种能力是 Boba Network 独有的，为其提供了其他 Layer-2 解决方案中不常见的计算灵活性，极大地拓展了去中心化应用的开发潜力。

Sequencers 与欺诈证明机制在安全中的作用

Boba Network 中的 Sequencer 负责对交易进行排序，确保交易按正确顺序处理，并提供快速的交易确认。Sequencer 本质上作为一个 中心化服务 运行，但仍受 Layer-2 系统的规则和协议约束。虽然目前采用的是中心化机制，但这是暂时性的，因为系统的设计已考虑了未来的治理模式，Sequencer 最终将由去中心化机制进行管理。

这种架构兼顾了当前的性能需求与未来的去中心化目标。即便在中心化的 Sequencer 存在期间，Boba Network 仍通过 欺诈证明（fraud proofs） 机制确保交易的安全性。如果任何交易被发现不合法或存在错误，验证者可以发起欺诈证明，质疑 Sequencer 的处理结果，从而维护系统的安全与信任。

Sequencer 的工作原理：

1. 接收和批处理交易：
   Sequencer 从用户那里接收链下交易，并将这些交易分组为批次。Sequencer 负责确保这些交易根据接收时间正确排序。

2. 提交到以太坊并确保最终性：
   排序完成后，Sequencer 会将交易批次提交到以太坊 Layer-1，从而确保交易的最终性。最终性意味着交易被视为不可更改，除非通过硬分叉才能撤销。

3. 欺诈证明期（Fraud-Proof Period）：
   交易批次提交后，通常会有七天的欺诈证明期，任何人都可以在此期间质疑交易的有效性。

4. 如果检测到恶意或无效交易，质疑方可以提交欺诈证明（fraud proof）。

5. 欺诈证明通过在以太坊主网上重新执行有争议的交易，验证其结果是否与 Sequencer 提交的结果一致。
6. 如果结果不匹配，则会回滚无效交易，系统恢复到之前的有效状态。
7. 回滚与状态恢复：
   如果欺诈证明成立，系统会将无效交易回滚，并恢复到先前的有效状态。

Boba Network 的退出机制：标准退出与快速退出桥

在 Layer-2 解决方案中，一个主要挑战是实现高效的资金提现机制，让用户能够将资金从 Layer-2 转回 Layer-1。Boba Network 通过两种主要方法来处理这一过程：标准退出和快速退出桥（fast-exit bridge）。

标准退出（Standard Exit）

在标准退出过程中，当用户希望将资产从 Boba 提现回以太坊时，他们需要发起提现请求。然而，由于七天的欺诈证明期，用户必须等待整个周期后，资产才能转回 Layer-1。这段延迟时间确保有足够的时间检测并解决交易批次中的任何欺诈行为。

注意：这种退出方式是大多数 Optimistic Rollup 系统的默认方法。尽管它能够保证交易的安全性，但对于需要立即获取资金的用户来说可能会带来不便。

快速退出桥（Fast-Exit Bridge）

为了解决标准退出中的延迟问题，Boba 引入了快速退出桥（fast-exit bridge），使用户可以绕过七天的等待期，通过流动性提供者即时获取资金。

工作原理：

• 流动性提供者会预支用户的资产，使他们能够立即从 Layer-2 提现。
• 作为回报，流动性提供者会收取一笔小额费用，并在欺诈证明期结束、提现在 Layer-1 最终确认后获得偿还。
• 在此期间，流动性提供者承担一定风险，如果发现欺诈交易，可能导致其预支资金出现问题。
  这种方法显著改善了用户体验，为用户提供了接近即时的资金访问，同时确保了系统的安全性和效率。

ZK-Rollups 与侧链（Sidechains）
虽然 Optimistic Rollups 是 Boba Network 架构中的核心技术，但与其他 Layer-2 解决方案（如 零知识 Rollups 和 侧链）进行比较也非常重要。

ZK-Rollups
ZK-Rollups 与 Optimistic Rollups 在验证交易方式上存在根本区别。ZK-Rollups 并非假设所有交易都有效，而是通过生成 零知识证明（zero-knowledge proofs） 来验证每笔交易的有效性，并在提交到 Layer-1 之前完成验证。这种方法消除了对欺诈证明（fraud-proof）周期的需求，使交易可以更快地确认。然而，ZK-Rollups 需要更高的计算成本，因为生成这些加密证明需要大量的处理能力。

尽管 ZK-Rollups 在隐私性和交易确认速度方面具有优势，但它们通常比 Optimistic Rollups 更加复杂，并且灵活性较差，尤其对于希望将其 Ethereum dApp 迁移至 Layer-2 的开发者来说，更具有挑战性。

侧链
侧链是作为独立区块链运行的网络，与像 Ethereum 这样的 Layer-1 网络并行运行。与 Rollups 不同，侧链使用自己的 共识机制 和 验证者，这意味着它们不会继承以太坊的安全性。虽然侧链可以提供高吞吐量和低交易成本，但也存在明显的安全性权衡。如果侧链的验证者集遭到攻击，整个侧链将面临风险；而像 Boba 这样的 Rollups 则依赖以太坊的最终性和欺诈证明来保障安全性。

Boba Network 通过 Optimistic Rollups 实现了一种精心设计的 Layer-2 扩展解决方案。它通过假设交易有效的方式来降低以太坊的计算负担，同时保持去中心化和安全性。

亮点

• 交易处理：Optimistic Rollups 在链下处理多笔交易，然后将它们打包提交到 Layer-1，从而减轻以太坊的负载。
• 有效性假设：系统假设交易是有效的，除非被证明无效，这与 ZK-Rollups 需对每笔交易进行预验证的方式不同。
• 欺诈证明机制：七天的欺诈证明期允许参与者对可疑交易提出质疑，从而确保安全性，同时降低验证负担。
• HybridCompute 特性：Boba 的 HybridCompute 使 dApp 能够利用链下数据和 API 进行复杂计算，而不会给区块链带来负担。
• 资产退出机制：Boba 提供 标准 和 快速退出 选项，方便用户将资产从 Layer-2 提回 Layer-1，提高流动性并优化用户体验。