2个层次解读 Loopring 如何通过 ZK Rollup实现对ETH的扩展

这几天的操作中只有一个令雪儿满意的，那就是LRC。

其他的卖飞了两个，还追风导致亏了的有两个，略过不表。

23号写文章时说过这段时间在做LRC和OMG的波段。OMG那一次卖出现在还没买回来，现在跌倒了5美金多，不过离我的挂单价格相差还很远。

LRC在23号以0.193美金卖出之后，后来又在0.185（1.30人民币）接回来了，其实这两天价格都有点阴跌，不过今天涨起来了，最高涨到1.43人民币，涨了10个点。这对涨跌幅度不太大的LRC已经算不少了。

在今天大部分币种都在跌的情况下，LRC能有这样的表现，雪儿已经很满足了，算是给我面子吗？因为今天的主题就是写LRC，哈哈。

昨天我们写了OMG，主要讲的是它的项目逻辑和大概原理：

一种针对以太坊网络的转账慢收费贵等性能问题，而给出的第二层网络Layer 2(后文简称L2）扩展解决方案。

这种解决思路叫做Plasma（子链）。

实现思路是把以太坊区块链上的交易拿到链下，也就是OMG的第二层网络上,由OMG的节点（OMG好像是由一组固定的节点处理交易）去处理，然后把处理完成的结果拿到以太坊的主链上去，让以太坊的节点进行确认和公证。

这样的优势是把需要计算的交易处理过程从以太坊主链上抽走了，以太坊的区块就可以从繁重的计算任务中解放出来，只专注于共识，安全等对交易更根本和重要的事。结果当然就是加快了速度，降低了手续费。

OMG就是以这种方式来实现对以太坊区块链的性能扩展。

它的主要问题昨天也讲过了，是交易过程在链下，并不会在以太坊链上公开展示，因此存在数据的可信度和可用性的问题。

Plasma是对以太坊性能扩展的第一个解决方案。第二个解决方案就应该是Rollup。

它的大概意思是交易汇总，也就是把交易处理结果批量打包进行提交。它又分ZK Rollup，Optimistic Rollup 和 Arbitrum Rollup三种分支。

Rollup也是被V神多次指名点赞的以太坊二层解决方案。

今天我们要说的项目路印Loopring就属于ZK Rollup的分支。

所谓的ZK Rollup是指用零知识证明技术来实现的，对以太坊区块链的L2链下扩容方案。

第一部分： What

先来看看路印Loopring到底是干嘛的。

路印这个项目大体上可以从两个层面去理解，

一它是一个协议（或者理解为一种规则，一套工具）；

二它是一套产品，它的产品又包括交易所，支付网络和钱包三种。

今天主要说一下它的交易所。

一、先来看第一层，路印Loopring 协议。

它是一个开源的去中心化交易所协议。从这一层来说，它提供的是去中心化交易所的底层基础技术和工具，面向的用户应该主要是开发者，想要搭建交易所的人。然后这个协议采用的是零知识证明Roll up（交易汇总） 技术。

它有几个特点：

1. 基于订单簿的去中心化交易所DEX：跟现在的Uniswap, moonswap等这一类去中心化的自动化做市商交易所不同，它采用的不是流动性池，而是跟币安这一类中心化交易所类似的可以挂单的订单簿模式。

2. 资产非托管：但是与中心化交易所不同的是，用户的资产也就是币不用转到交易所的账户，而是存在用户自己的钱包，通过钱包直接进行交易。这一点又跟Uniswap这一类DEX的做法是一样的。

3. 具有跨链功能：路印协议具有跨链功能，可以在多个区块链的智能合约上进行部署。目前是在以太坊上开发，以后也可以去EOS，NEO，Polkodot， Cosmos等链上部署。

对我们普通用户来说，协议这一层其实了解得不多，在使用中也感觉不出来。

我们更关心的是它的产品，那我们来说说路印的产品。

二、路印的产品：去中心化交易所

他们家交易所的地址是https://loopring.io/ ，有兴趣的同学可以去试一下。

路印的去中心化交易所loopring.io 是用路印协议开发出来的第一个，到目前为止也是唯一一个交易所。

1. 先来说说路印交易所的总体情况

路印是从2017年6月开启的项目，简单来说它经历了3代版本的变化和迭代了。

Loopring 1.0的重点是环路撮合：那个时候路印交易所的订单是可以被广播到很多个交易所去进行匹配的，也就是说一个订单的最终成交，很可能匹配了好几个交易所的订单簿。一部分是通过币安（假设币安跟路印协议做了集成），一部分是通过火币，一部分是通过OK。

这种撮合方式的实现是因为路印协议可以同时将十几个（表示很多的意思）不同通证的订单做成环路，放在一起来进行匹配。这种方式叫做环路撮合。

而这些订单的撮合过程自然不是放在以太坊链上进行的，而是在L2上。

Loopring 2.0的重点是任意代币付费（Any-Token-As-Fee）：也就是交易对手续费不再要求只能支付LRC一种代币，而是任何ERC20币种都可以。这对很多没有Lrc的用户应该是非常方便的。

Loopring 3.0（也就是现在使用的版本）重点是什么呢？

就是我们这几天一再提起的，也是被V神多次点名表扬的ZK Rollup技术。

2. 什么是ZK Rollup？

我们知道，路印的解决方案也是第二层网络Layer 2。只不过它做的是交易所，所以就是在以太坊之外的第二层L2上搭建的一个DEX。目的是通过L2来分担以太坊区块链L1上的负担。

其实从粗线条来看它的整体思路跟OMG采用的PLasma是类似的，也是把交易过程的处理转移到自己这一层来，最后把结果拿到L1上去做确认和公证。

主要的不同之处是Loopring提交到以太坊L1上去公证的不仅仅是交易处理完成的结果，还有一个证明结果可信度的证明：在区块链中一个非常重要的，叫做零知识证明的东西。

它就有一个非常大的意义：解决了Plasma方案中数据来源可信和可用的问题，对用户来说就意味着资金安全的问题，因为数据可用性不能证明，就有节点作恶的可能性。

而且它对交易处理结果的提交，不是以一笔交易为单位，而是一大批一起打包进行提交，可能是几千笔做一个汇总再提交，这就是Rollup的含义，指交易结果的汇总。

当然了还有一个明显的不同：OMG做的主要是支付（也就是订单和转账的处理和清结算），而路印做的是交易所+支付。

其实交易所就不仅包括了支付，也包括为交易双方提供供需匹配场地，以及供需的匹配，也就是订单的撮合。

因此对ZKRollup的原理我们可以通过一句话来理解：链下进行复杂的计算和证明的生成，链上进行证明的校验并存储部分数据保证数据可用性。

ZKRollup的二层扩容方案(layer2)方案起源于18年下半年，由Barry Whitehat和Vitalik先后提出。

第二部分：HOW

下面来看看Loopring 的ZKRollup 如何实现对以太坊区块链的性能扩展？

通过上面的分析，我们可以大概总结出来 Loopring 的ZKRollup工作思路：

1. 在以太坊之外搭建第二层（L2）Loopring的区块链网络，并有自己的节点；

2. 在L2上依据 Loopring 协议开发 Loopring.io 去中心化交易所；

3. 交易所目前可以交易29个ERC20代币的交易对；

4. 所有订单的交易撮合和处理过程（比如转账的申请，订单审核，交易打包，智能合约的调用和执行，二层网络转账的确认等等）都在L2上进行；

5. 交易数量积累到一定数量，比如1000笔之后，打包成一个交易提交给以太坊主链；

6. 同时对这1000笔交易生成一个零知识证明的证据（按照雪儿的理解可能就是通过默克尔树生成一个根哈希这样的方式），然后把这个证据（假设是这一批交易的根哈希）一起提交给以太坊的主网络去确认，目的是证明前一步打包的交易结果和说有数据的真实性和可用性。

关于默克尔树的知识，解释起来一两句话说不清楚，雪儿曾经专门写过一篇文章来解读的，但是已经记不得文章标题了，有兴趣的同学可以自己去搜一下。

7. 以太坊主链的节点收到Loopring L2提交的交易结果打包和证明这些交易数据的零知识证明的证据，通过一定的方法进行验证，并确认提交数据的真实性，然后向L2执行一次总的转账操作。最后进行公证，并同步到以太坊的区块链上。

这种方法可以打一个比喻：比如财路的每个月会有一次CLC的回购，回购是用BCB来结算。参加回购的同学都需要自己把BCB提现到自己在海螺的钱包，然后再拿到交易所去变现。

如果所有同学都在同时操作海螺的钱包，很可能就会非常拥挤，还可能还需要排队等候。于是就可以由节点把每个人的BCB搜集到一个钱包，然后由这一个钱包提去交易所。

海螺就只需要处理和结算节点的提币订单。

这样就减轻了海螺钱包提币到交易所这个过程处理的负担，而在海螺内部的处理可能会非常快，也不要手续费。

这里海螺就是L1，节点就是L2。

路印的解决方案大体就是这样一个思路，只不过路印的L2提交给以太坊的L1的还多了一个零知识证明的Proof。

关于零知识证明，可以这样大概来理解：

很多网站对用户的账号注册，其实并不保存密码，而是把账号和密码的信息生成一个哈希值。以后用户登陆的时候，输入的密码也会自动生成哈希值，网站后台只用去核对这次的哈希值与系统保存的哈希值是否匹配。

用这样的方式来验证用户的登陆信息，就可以不用暴露用户的隐私，但是又能很快速地确认登陆者的身份。

这种方式就是一种零知识证明。

它的目的是为了在不暴露用户隐私的情况下确认用户所要证明的内容的真实性。

Loopring用到的ZK rollup 就是用这样的原理来让主链确认L2上发生的交易的真实性。

总结一下：今天主要讲了路印对以太坊区块链性能的扩展原理。

关于它的意义，优缺点等内容，我们下次再来解读。

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编译者/作者：币圈小雪

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