外匯天眼APP訊 : 本文將通過簡單的例子，自下而上地闡述Optimistic Roll-Up (ORU)的運作方式；為了讓我們能 「看得見摸得著」 ORU 鏈所有的意涵，本文舉的示例也會比較特殊。
ORU 是以太坊 layer 2 擴展方案中的佼佼者，既能把可擴展性的蛋糕做大，也能讓你吃到 —— 至少是吃到一部分吧。大家之所以對 ORU 如此興奮，是因為它及它的表親—— ZK-Rollup，克服了側鏈、 plasma、狀態通道等方案都沒有解決的 layer 2 難題。
ORU 要解決什麼問題？
某所高中正面臨這樣的問題：每隔幾天，就會出現小情侶的爭吵事件，通常是因為其中一方劈腿。
典型的場景如下：
Alice 看到男朋友 Bob 親吻 Cathy，她感到非常生氣。但 Bob 可能會辯解 「我發誓我沒這麼做！」 或 「我倆早就分手了！」......但 Alice 根本聽不進去，抓起椅子就朝 Bob 扔去；這種在走廊上演的小劇場，正破壞著整個校園的環境。
解決方法 v1
校園裡的超級書呆子 Jamal 提出了一種解決方案：
每天晚上，要求所有學生選擇以下信息之一，並籤署自己的密碼學籤名——
「我單身，勿擾」「我單身，待配對」「我正在與 X 約會（只和 X）」「我正在和多個人約會（還沒安定）」這裡的籤名和用於密碼學貨幣轉帳的籤名類型是一樣的。
學校會在布告欄張貼 「學生與其對應公鑰」 的公告，所以任何人都能用籤名驗證的方法來確實誰籤了什麼消息。
為了方便同學們使用，Jamal 開發了一款 app ，每個同學只要在 app 上選擇四條內容之一，然後點擊 「籤名 & 發送」 按鈕就行，之後籤名消息會從後端向以太坊 P2P 網絡廣播 —— 事實上，這些消息會先發到 Jamal 家裡的伺服器，由他代表同學們向以太坊發送消息，這樣同學就不需要操心以太坊 Gas 的設置。Jamal 通過一些智能合約高級技巧（CREATE2 操作碼），就可以自己先替同學們支付 Gas ，然後再按月度向學校報銷 Gas 費用。
學校裡有 1000 位同學，每人每天都要籤署發送 1 條消息，平均每條消息要花費 $ 0.1 的 Gas；所以每個月學校用在 Gas 上的費用為：
(1000 學生) x (1 信息/天/學生) x( $.1 gas/信息) x (30 天/月)
= $3000 gas/月.
肉疼！
解決方法 v2
對於財政吃緊的學校來說，每個月 $ 3k 的支出顯然是不合適的。
這時候 ORU 就派上用場了。Jamal 告訴校方，使用 ORU 可以降低約 99% 的 gas 費用 ，以下是改進的方案：
和 v1 方法一樣，當每位學生點擊 「籤名 & 發送」 之後，信息會先發送至 Jamal 家的伺服器。然後 Jamal 將所有的籤名疊加成一串字符串數據WiSWho （也就是 「誰在和誰約會」）的信息 。
WiSWho 的信息格式是 [ Alice 的 ID、Alice 的消息、Alice 的籤名 ]、 [ Bob 的 ID、Bob 的消息、Bob 的籤名 ] ……
接著，Jamal 用自己的私鑰籤署這一筆交易，並廣播之。交易信息為：
「我，Jamal，檢查過這筆交易附帶的 WiSWho 數據，WiSWho 代表截至 dd/mm/yyyy 所有學生的交往關係，我對天發誓這些數據包含了完整的事實，無任何人工添加。」
用行話來說，Jamal 充當了 layer 2 「執行者」 的角色。
如果你曾經用以太坊進行交易，你可能注意過附加數據 —— 也就是以太坊瀏覽器中 「Input date」 那一欄。如下圖所示，簡單交易中大多數人會將附加數據留空；如果交易中調用了如 Uniswap 的 swap 函數，則調用的函數名和傳入的參數就會附加上作為交易的 Input Data ；Jamal 的交易會調用 layer 1 的 ORU 合約， WiSWho 就是 Jamal 廣播的交易的 Input Data 。
左圖：簡單交易，沒有附加數據。右圖：Uniswap 函數和入參（例如 min_tokens 是收到的以太坊數量 ）作為附加數據。
以太坊（layer 1）的 ORU 合約只會驗證 Jamal 的籤名，而附加數據 WiSWho 中的其他同學的籤名，只會被視為區塊的二進位「 冷數據」（註：不會被訪問或檢索的數據）。
這就是擴展性的體現，因為這樣一來 layer 1 的全節點只要驗證 ORU 執行者的籤名並存儲附加數據，而不需要驗證WiSWho裡的所有籤名。
懸念
你可能已經注意到 Jamal 籤署的信息，強調了兩句話：
包含了完整的事實，且僅包含事實。違反規則 1 的情況稱為惡意審查（censorship），意思是 Jamal 在惡意地過濾信息，比如 Bob 和 Alice 有過節，所以 Bob 賄賂 Jamal ，讓他審查 Alice 的信息以破壞 Alice 的美好生活。違反規則 2 的情況稱為詐欺（fraud），意味著 Jamal 將一條或多條不存在的信息加到 WiSWho 。比如，數據中包含一條 Alice 的聲明 —— 「我正在和 10 位男孩及 10 位女孩約會」，而事實上 Alice 根本沒有籤署這樣的信息，所以 Jamal 在 WiSWho 中放入的 Alice 籤名是非法的（可能是 Bob 賄賂 Jamal ，以此造謠中傷 Alice ；又或是 Jamal 對 Alice 不滿，想讓她尷尬......）。因為 ORU 合約不會檢查 WiSWho內容的正確性，所以詐欺行為會嚴重影響使用 ORU 的初衷，還會讓 gas 費用上升（驗證籤名並不便宜），因為存在詐欺行為會迫使大家退而使用 v1 解決方法。雖然我們相信，Jamal 是個正直的人，他承諾絕對不會搞審查或詐欺，但從安全性的角度考慮，我們最好還是將希望寄托在 Jamal 「無法作惡」 而非 「不會作惡」。保留對 Jamal 的檢查權校方決定對 Jamal 採行胡蘿蔔加大棒（軟硬兼施）的管理方式：胡蘿蔔：Jamal 提供服務換取可觀的報酬，每天 Jamal 發送 WiSWho 交易之後，智能合約就會從授權 Jamal 向校方提領 $ 5 的權利。但 Jamal 不能立刻拿到這 $ 5 ，他只能在月末提領。Jamal 看著可提領額度每天蹭蹭往上漲，他肯定會願意繼續提供服務。避免惡意審查的柔性手段：如果 Jamal 故意無視 Alice 提交的信息，當晚她可以自行向智能合約提交籤署信息（當然，要自己負擔 gas 費用）。隔天一早， Alice 可以去找校長告狀，同時其他同學也會有所警惕，Jamal 的聲譽會因為作惡行為而下降。對於校方來說，很容易就能找到能替代 Jamal 角色的人選：智能合約已經在 layer 1 上部署運行， Jamal 的替代者只要運行 AWS lambda 服務，每天持續監聽同學們發來的信息、打包籤名、向 ORU 合約廣播單筆交易即可。實際上，任何願意在合約上鎖定保證金的人都可以成為執行者（差別只是他們要重新向學生宣傳自己而已）。避免詐欺行為的強硬手段：任何人都能發現 Jamal 存在詐欺行為（如果有），並通過簡單舉證向 layer 1 的 ORU 合約證明存在詐欺。除此之外， Jamal 必須事先向智能合約鎖定一筆保證金（想成為執行者的人都需要鎖定，作惡就會被罰款），保證金增加 Jamal 進行詐欺的成本。簡單舉證包含如下內容 —— 「嘿 ORU，這個籤名是 Jamal 檢查過的數據之一，由 Alice 籤署；但我，作為舉報者，我宣布這是個無效的籤名！」智能合約會從先前發布的數據中抽取出 Alice 的籤名，並通過 Alice 的公鑰（在 ORU 合約設置之初就存好了）執行籤名驗證。如果這個籤名的確是無效的，則：清零 Jamal 的待提領獎勵，將 Jamal 的保證金一半獎勵給舉報者，另一半銷毀。更進一步剖析強硬手段強硬手段是 ORU 合約中最有趣、最具決定性的內容；事實上，它就是 ORU 成為 layer 2 解決方案的核心因素。這個手段的特別之處在於：不只是校方或學生，任何人都能舉起這監督的大棒。只要 WiSWho 數據上鏈，舉報者們就能拿到證明 Jamal 是否作惡所需要的所有材料。人人都能向 ORU 合約發出對 Jamal 交易的質疑，並有機會獲得舉報成功的獎勵。強硬手段的設計及運作，是不同 ORU 實現之間最重要的區別。來自教育部的電話「何時能得到大規模接受？」這是我們圈子裡最常見的問題。假設大家都開始採用區塊鏈技術，ORU 也能用於解決網絡擁堵 —— 但現在卻出現另一個問題。假設教育部希望 Jamal 處理全國範圍內，所有學校的籤名，這時候我們的問題就會從 「能處理多少學生？」 轉為 「你能處理多少學校？」。你可能會說，「既然可以將整個學校的所有籤名整合為一筆交易，那同理將全國的籤名整合為一筆交易不就好了？」這就牽扯到 ORU 擴展性的上限：區塊的 Gas 上限。雖然 Jamal 廣播交易的 Gas 消耗量很低，但並不是不存在。如果想要在一筆交易中包含全國範圍內的所有學生數據，很有可能會超過區塊的 Gas 限制，換言之， Jamal 需要將數據進行拆分，分批廣播。所以說，通過 ORU 能獲得的擴展性是有上限的，如果你需要無限擴展，可以考慮側鏈或 plasma 等......但這樣資金安全就沒那麼有保障。重溫一下 ORU 的好處在樂觀情況下， layer 1 的全節點無需執行 ORU 操作者發起的交易的附加數據，這樣一來：layer 1 全節點層面的執行成本更低；因為存儲數據要比在其內部運行任何邏輯便宜得多。每筆交易的 Gas 成本更低；因為與執行交易相比，存儲數據的 Gas 成本更低。ORU 與側鏈/Plasma/狀態通道有什麼區別？與側鏈不同：側鏈的理念發端於 2014 年，但從未產生很大的吸引力；而 ORU 鏈的安全性是直接由 Layer-1 來保護的。假設你在 ORU 鏈上玩撲克或交易代幣，則你的資產轉移就等同在 layer 1（例如以太坊主網）上轉移一樣安全。雖然當發生欺詐情況時，可能會遇到一些不便 —— 例如你需要等待一兩個星期才能釋放資金，但是 layer 1仍然可以保證資金的安全。另一方面，如果你在側鏈進行交易，側鏈上的礦工（PoW）或驗證者（PoS）可以竊取你的資金；因為只要他們想要，就能單方面向 layer 1 講述對他們有利的故事，而 layer 1 無從考證。與 plasma 和狀態通道不同：ORU 的詐欺證明機制非常簡單，任何人 都能提交挑戰。舉報者有 layer 1 上可用的所有數據，能夠檢測並向 ORU 合約提交詐欺行為證明，以此獲得獎勵。如果採用 plasma 或狀態通道，用戶必須承擔其資金的部分或全部的安全性責任，並且必須時刻 「監視」 layer 1 合約的情況，以防執行者或其他用戶搞欺詐。總結所謂的 optimistic rollup (ORU)，其實就是 ①智能合約 —— 部署在某 layer 1 (如，以太坊主網) 上，以及 ② 區塊生產者 —— 會監聽特定 p2p 網絡的交易的，並將其匯總成一個大字符串數據，附上驗證籤名後上鏈。因為合約能夠直接接收用戶的交易，即使執行者掉線或是作惡，都能保證用戶能夠安全地將資金從 ORU 退出。更重要的是，合約能夠核實執行者是否存在詐欺行為，如有有，合約還能罰沒執行者的保證金。舉報者進行詐欺檢測及舉證所需的所有數據，都能從 ORU 交易的附加數據取得；Layer 1 的全節點不會執行附加數據的內容（除非有人舉報存在詐欺），這就是 layer 1 能夠擴展的根本因素。對於 Layer 1 來說，這些附加數據只是個二進位數據包，並會被永久存儲，僅此而已。