ZK-Rollup VS Optimistic Rollup

首先我们看实现有效性证明 ZK-Rollup 方案。ZK-Rollup 即采用 ZK-SNARK （简明的非交互式零知识证明，zero-knowledge succinct non-interactive argument of knowledge）来保证交易的安全性。

" 零知识证明（ZKP）" 是由 S.Goldwasser、S.Micali 及 C.Rackoff 在 20 世纪 80 年代初提出，指证明者能在不向验证者提供任何有用的信息的情况下，使验证者相信某个论断是正确的。

一个经典的例子：有一个缺口的环形长廊 ，出口和入口距离非常近（在目距之内），但走廊中间某处有一道只能用钥匙打开的门，Alice 要向 Bob 证明自己拥有该门的钥匙。采用零知识证明，则 Bob 看着 Alice 从入口进入走廊，然后又从出口走出走廊，这时 Bob 没有得到任何关于这个钥匙的信息，但是完全可以证明 Alice 拥有钥匙。

图 7. 零知识证明案例，资料来源：欧易 OKEx 研究院

从上我们可以看出，ZKP 具有计算的不对称性。在 ZK-Rollup 的方案中，由 Rollup 运营方投入大量资源以执行 ZK-SNARK 计算并放在汇总交易（batch）中，而智能合约（验证方）可快速低成本低证明交易安全性。因此 ZK-Rollup 有诸多好处：能在保护隐私的同时简洁快速地验证数据的真实有效性；但其缺点是计算量大，技术难度高且难以支持虚拟机。

在前面的 Plasma 方案中，我们已经介绍过其设计的「欺诈证明」机制，可实现交易数据的真实、有效和准确性，保证了资产的安全。Optimistic Rollups 正是沿用了该机制：这类 Rollup 会追踪所有历史状态根以及每个 batch 的哈希值。如果任何人发现某个 batch 的后状态根不正确，都可以向区块链发布一个证明，证明该 batch 计算错误。智能合约会对证明进行验证，并且对该 batch 及其之后的 batches 进行回滚。

Optimistic 选择了 Plasma 的欺诈证明机制，即意味着有像 Plasma 一样漫长的「退出期」（约一周时间），这极大地降低了资金的利用效率，但好消息是，随着 DeFi 生态的成熟，可以有大量的流动性提供者为用户在「退出期」内提供资金，可有效解决资金利用抵消的问题。此外最重要的是，Optimistic Rollup 也继承了 Plasma 的 OVM，这意味着可在 Optimistic Rollup 网络部署兼容以太坊 EVM 的智能合约，这一点对 DeFi 尤为重要。

表 3. ZK-Rollup 和 Optimistic Rollup 性能对比，资料来源：Vitalik. An Incomplete Guide to Rollups，欧易 OKEx 研究院 (责任编辑：admin)