一笔Rollup交易究竟要多久才能“最终确定”？

探讨TTF：一笔 Rollup 交易需要多长时间才能最终确认？

关于TTF讨论：一笔Rollup交易需要多长时间才能最终确认？

TTF是啥，咋就这么重要了？

最终性，不是指你在桃花源里的那个状态，而是指交易一旦完成，就没人能取消、篡改或破坏。那交易一旦发布出来，它到达最终状态需要多长时间呢？这就是 TTF（time to finality）的定义。

TTF有非常多的应用场景，比如：

1. 你是一个接受加密货币支付的商家，你想在把货发出去之前等待TTF，保证付款不会被取消；
2. 你是一个跨链桥接协议，发送链提交了一个数据包，你想在将其转发到接收链之前等待TTF；
3. …

先了解一下Rollups

Rollup区块的生命周期有两个阶段：

1. 数据发布到数据可用性（DA）层；
2. 结算层证明有效性。

需要注意的是，对于Rollup链上的全节点和轻节点来说，TTF是不同的：

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• 对于全节点，他们不需要等待结算，只要数据发布到DA层，他们就可以自己验证有效性；
• 对于轻节点，他们需要等待结算过程。

在结算层证明阶段，有两种类型的Rollup，具体取决于他们使用的机制：

1. Validity Rollups（又名零知识Rollups，zkRUs）：排序器生成一个区块后，证明者提交一个有效性证明。
2. Optimistic Rollups（opRUs）：排序器生成一个区块，但不证明它的有效性。如果这个区块实际上是无效的，任何人都可以提交欺诈证明来挑战它，这样区块就会被拒绝。如果在一段时间内没有人证明某个区块是无效的（争议期），那么这个区块将被视为有效。

需要注意的是，尽管有些零知识Rollup实际上并不是使用零知识技术，但是“Validity Rollup”这个术语更准确。不过，“zkRU”这个用法非常普遍，咱就继续用它好了。

还有几个重要的要点：

• 实际上，区块数据通常并非在生成后立即发布到DA层。排序器通常会稍等一会儿，然后批量发布几个区块，可能是为了节省手续费；
• 有效性证明也经常会被延迟，因为生成这些证明的计算量很大，需要时间；
• 有效性和欺诈证明不仅在链上传播，如果有人向我发送链下有效性证明，我可以确定该区块是有效的，而无需等待链上结算过程。

到底要等多久才能最终确定一个Rollup交易？

对于全节点来说，过程非常简单：只要区块被发布并在DA层上完成，那么它就被视为最终确定。

我们定义一下几个参数：

• T1：区块发布到DA层的频率（比如，如果排序器每10分钟发布一批区块到DA层，那么T1 = 10分钟）；
• T2：DA层的TTF。

那么，Rollup的TTF = T1 + T2。

对于轻节点来说，他们需要等待数据发布和结算的完成。对于opRU来说，结算时间就是挑战期；对于zkRU来说，结算时间是有效性证明的发布时间。

我们再定义一下几个参数：

• T3：对于opRU，挑战期；
• T4：对于zkRU，有效性证明的发布时间；
• T5：结算层的TTF。

那么，Rollup的TTF为：

• 对于opRU：max(T1+T2, T3)；
• 对于zkRU：max(T1+T2, T4+T5)。

这里的“max”意味着我们需要等待DA和结算过程完成，以时间较长的那个为准（通常是结算）。

现在，问题来了！请注意，我们前面说过证明也可以在链下传播。对于zkRU来说，如果我们在链下收到有效性证明，那么我们可以立即说交易已完成，而无需等待链上结算过程。

但是对于opRU来说，就不好说了。挑战期往往很长，因为我们担心结算层可能会审核欺诈证据。所以，这实际上取决于你的风险承受能力。如果你对结算层不会审查交易非常有信心，你可以选择等待更短的时间。否则，你会选择等待更长的时间，但不必等待比T3更长的时间。

让我们总结一下：

这里有两个实际案例，Arbitrum和zkSync。它们都使用以太坊作为数据可用性和结算层，所以T2 = T5 = 13分钟。

• Arbitrum的排序器大约每6分钟发布一次数据，挑战期T3=1周；
• zkSync的排序器大约每3分钟发布一次数据，证明不定期发布，但平均需要1小时（T4）。

我们还可以考虑一个假设的zkRU，它使用Celestia作为数据可用性层，我认为这更接近最终结果：

• T1 = 0（Celestia很便宜，我们假设区块在生成后立即发布）；
• T2 = 12秒；
• T4 = 证明生成时间，取决于证明系统。

最后，我们来简要讨论一下这究竟意味着什么

作为一个Cosmos的粉丝，我知道IBC使用轻节点客户端来验证数据包，因此需要等待TTF，就像上图“对于轻节点”一栏所示。

对于opRU来说，这可能长达1周（如果你对以太坊的审核阻力不够自信），这对于实际目的来说太长了。这就是为什么我们必须使用全节点桥，例如Axelar和Wormhole，这些桥由一群运行全节点的操作员组成。

遗憾的是，我们需要相信这些操作员集合，在经济方面可能不如发送链安全，这就是我对opRU持负面看法的原因。

对于普通的zkRU来说，我们只需要等待数据可用性层达到最终状态（在以太坊上是16分钟）+ 证明生成时间，我们不需要等待证明在以太坊上发布——这是与opRU相比的主要优势！

这也是我认为Celestia可以改善Rollup跨链体验的一种方式。在以太坊上，我们只需要等待12秒 + 证明生成时间，而不是等待16分钟。轻节点客户端可以使用QGB检查来自Celestia验证器的证明，或者也可能进行数据可用性的采样。

有了这些信息，现在你知道为什么一笔Rollup交易需要花费那么长时间才能最终确定了吧！你有什么想法或疑问吗？快来和我互动吧！

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