Solana需要L2？首个基于SVM的Rollup方案「Lollipop」是什么、如何解决交易堵塞 body classpost

今年 Solana 链上兴起了新一代迷因项目，其以高吞吐量和低延迟的优势受到广大关注。而随着 Solana使用量不断增加，其所面临的扩展瓶颈也逐渐显现。为了解决这一问题，Solana 生态中开始出现一些 Layer 2 解决方案。本文将介绍首个基于 SolanaVM 的 Rollup 解决方案 Lollipop。
（前情提要：Vitalik分析：以太坊以L2为中心的生态系面临哪些挑战？ ）
（背景补充： V神大赞的L2「Taiko」是什么？多重证明机制有何特别之处）

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在当今区块链技术迅猛发展的背景下，提升区块链系统的可扩展套件性成为了亟需解决的核心问题。回到现实语境下，由于处理能力的限制和高昂的交易费用，以太坊和比特币生态系统目前均采用了多个二层扩展套件方案来解决当前的可扩展套件性问题。

与此同时，Solana 凭藉其高吞吐量和低延迟在区块链领域受到了广大使用者的欢迎，但随着使用者和交易量的持续增长，Solana 网路的负载不断增大，这导致了 Solana 网路也出现了间歇性拥堵和交易延迟，影响了使用者体验和应用程式效能。

为了应对这些问题，Popsicle Network 与 MultiAdaptive 于 2024 年 5 月 17 日共同推出首个 Solana VMRollup 开源框架 Lollipop，并发布了白皮书。

图源：Architecture of Lollipop

Lollipop 架构

Lollipop 的 SVM Rollup 架构是在 Solana 第 1 层（L1）区块链上部署的二层（L2）解决方案。首先，Lollipop 在 Solana 的 L1 区块链上部署 SVM rollup，通过执行节点和验证节点来管理和验证交易。执行节点负责将 rollup 的状态提交到 Solana智慧合约，并根据时间槽提交处理期间的交易资料。

它们收集、打包和执行交易。而验证节点从资料可用性服务（DA）获取交易资料并执行这些交易。如果验证节点发现其本地状态与执行节点提交的状态不一致，则会在 Solana 合约中申请欺诈证明挑战。

而 Lollipop 的欺诈证明系统使用了稀疏 Merkle树（SMT）进行状态承诺（一种用于确保区块链系统中资料完整性和一致性的技术，通过对系统中的状态资料生成加密hash值来证明资料在某一特定时刻的状态），并通过互动式证明找出执行节点和验证节点之间的冲突交易。

当验证节点提出欺诈证明挑战时，执行节点需要提交中间状态承诺，以确定冲突的交易。然后，通过重放交易（将找到的冲突交易重新执行）来验证哪个节点在撒谎，从而确保交易的真实性和安全性。

另外，为了确保 L2 中资料的可用性和完整性，Lollipop 引入了资料可用性委员会（DAC）。由于 Solana 对交易大小有严格限制，Lollipop仅将资料承诺提交到 Solana，而将实际资料储存在资料可用性委员会中。DAC成员负责持有链下资料，并通过多方签名验证资料的完整性，从而保证资料的安全性和可用性。

Lollipop 如何确保安全性

那么 Lollipop 怎么样通过多方签名验证资料的完整性的呢？首先，Lollipop 将交易资料转换成一种数学多项式，并生成一个数据承诺（KZG多项式承诺）。然后，将这些资料和承诺传送给多个 DAC 成员，请求他们验证资料和承诺是否匹配，并签名确认。Lollipop收集所有成员的签名，并将这些签名和资料承诺一起提交到 Solana（L1）链上。

同时，为了检验 DAC 成员确实储存了完整的资料，Lollipop会随机抽取一部分资料进行验证。通过生成随机数并要求成员公开多项式的特定值，Lollipop可以检查资料是否被正确储存。这个方法确保了即使资料不直接储存在区块链上，所有参与者仍能访问和验证完整的资料，从而保证资料的完整性和可靠性。

此外，白皮书中披露了 Lollipop 对硬体的要求。为了实现高吞吐量和低延迟，执行节点需要高效能硬体，包括 16 核 CPU、512GB 记忆体、1TB固态硬碟和 2 个 Nvidia V100 GPU。而验证节点则可以使用较低成本的伺服器，通过抽样检查模式来验证执行节点的结果，减轻验证节点的负担。

最后，白皮书指出，Lollipop 将使用 SP1（一种用于生成零知识证明的开发工具）来生成欺诈证明过程中重放交易的证明，从而使得验证可以在支援智慧合约的其他 L1 区块链上完成。换句话说，借助 ZKP（Zero Knowledge Proofs，零知识证明）技术，Lollipop 可以尝试迁移到其他 L1 生态系统，增强了其相容性和扩展套件性。

综上所述，Lollipop 作为一种基于 Solana 的二层扩展套件解决方案，通过引入稀疏 Merkle 树，KZG多项式承诺，资料可用性委员会（DAC）和零知识证明（ZKP）等多项技术创新，旨在为 Solana的扩展套件性和效能提供了有效的解决方案。它不仅解决了资料可用性问题，还通过增强了系统的安全性和隐私性，展现出强大的技术潜力和应用前景。

Lollipop 的优缺点

Lollipop的主要优势在于其高效的状态承诺和欺诈证明机制，试图能够确保资料的完整性和安全性，并尝试通过使用资料可用性委员会和零知识证明技术，Lollipop可以试图在不增加主链负担的前提下，实现高效的交易处理和验证，提高系统的扩展套件性和效能。

不过，虽然资料可用性委员会（DAC）在解决资料储存和可用性方面提供了优势，但其中心化特性带来了一些潜在问题和风险。例如信任假设问题，虽然 DAC通过多方签名和验证机制来确保资料的完整性，但仍然需要信任这些委员会成员的诚实性和可靠性。如果某些成员不诚实或合谋进行恶意行为，可能会影响资料的真实性和安全性。另外，如果 DAC 成员未能透明地公开其储存和验证过程，可能会导致资料储存过程中的不透明和资讯不对称。此外，由于 DAC由特定的实体或组织组成，这些成员可能受到外部因素的约束，而可能会触碰去中心化和无信任的核心理念。

为了应对这些问题，需要设计严格的治理机制和安全措施，确保 DAC的运作透明、公正，并具备强大的抵御恶意行为的能力。另外，尝试引入更多第三方资料可用性解决方案，亦可提高资料可用层的去中心化程度。

综上所述，Lollipop 的推出对 Solana 具有重要意义，它不仅可以试图解决 Solana 主链的负载问题，同时还将可以吸引更多开发者和使用者加入 Solana 生态系统，因此这种特征也将进一步推动了其在去中心化金融（DeFi）和其他高频交易应用中的竞争力。

同时，Lollipop 通过为开发者提供了更多的灵活性和可订制性，允许他们根据具体应用需求设计和实现专门的扩展套件方案，可以在不影响 Solana主链的情况下，进行高效的智慧合约开发和执行。这种独立性确保了开发者可以自由创新和测试新功能，而不必担心对主网的影响。

另外值得注意的是，根据白皮书披露，Popsicle Network 目前正致力于将类同 Lollipop 的原则和设计应用于开发比特币的 Layer2，因此这种解决方案能否对于比特币生态引入新的可能性，Web3Caff Research 将对此的进一步推出保持关注。

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