漫谈TTF：一笔 Rollup 交易多久才能最终确定？

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原文标题：《A tweet on rollup time-to-finality (TTF)》

首先，什么是 TTF，为什么它很重要？

最终性是交易永远不能被取消、恢复或修改的状态，也即被视为已解决对应的交易问题。

TTF（time to finality）是一个交易信号从开始广播到到达最终状态所花费的时间，以下是几个选定链的 TTF:

TTF 是一个具有多种用途的重要参数:

• 如果我是一个接受加密货币支付的商家，我想在交付商品或服务之前等待 TTF，以便我知道付款不会被取消。
• 如果我是跨链桥接协议，并且发送方链上提交了一个数据包，我想在将其中继到接收方链之前等待 TTF。
• ……

其次，Rollups

Rollup 区块的生命周期有 2 个阶段：

（1）其数据被发布到数据可用性（DA）层；

（2）在结算层证明有效；

值得注意的是，TTF 对于 Rollup 链的全节点和轻节点是不同的：

• 对于前者，他们不需要等待 (2) 结算，因为只要 (1) 中发布区块数据，他们就可以立即自己验证有效性；
• 对于后者，他们确实需要等待结算过程；

在结算层证明阶段，有两种类型的 Rollups，具体取决于他们使用的机制：

• Validity Rollups（又名 zero-knowledge rollups，zkRUs）。在排序器生成一个区块之后，证明者（通常是与排序器相同的人）提交一个有效性证明，通过一些加密魔法证明该区块是有效的。
• Optimistic Rollups（opRUs）。排序器生成了区块，但并不证明它是有效的。如果它实际上无效，任何人（证明者）都可以提交欺诈证明来挑战它，这会导致区块被拒绝。如果没有人证明某个区块在一段时间内（称为争议期）无效，则该区块被视为有效。

注：我不喜欢 zkRU 这个词，因为很多这样的证明系统实际上不是零知识技术，所以「Validity Rollup」是更准确的术语。然而，「zkRU」的使用是如此普遍，所以我就用它。

还有一些重要的事情需要了解：

• 实际上，区块数据通常不会在区块生成后立即发布到 DA 层。排序器通常会稍等一下，然后批量发布几个区块（可能是为了节省 Gas 费）；
• 有效性证明也经常被延迟，通常是因为生成这些证明的计算量很大并且需要时间；
• 有效性和欺诈证明不仅在链上传播。例如，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（2）链上结算过程。

最后，我们准备讨论 Rollup 交易需要多长时间才能达到最终结果。

对于全节点而言，过程很简单：只要区块 (1) 被发布并在 DA 层上完成，那么它就被最终确定。

如果我们表示：

• T1：区块发布在 DA 层上的频率（例如，如果排序器每 10 分钟在 DA 层上发布一批，则 T1 = 10 分钟 )
• T2：DA 层的 TTF

那么 Rollup 的 TTF = T1 T2。

对于轻节点，他们必须等待 (1) 和 (2) 完成。对于 opRU，（2）的时间为挑战期；对于 zkRU 来说，时间是证明者生成并发布有效性证明后。

如果我们表示：

• T3：对于 opRU，挑战期；
• T4：对于 zkRU，有效性证明发布在结算层的时间；
• T5：结算层的 TTF；

然后是 Rollup 的 TTF：

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

这些方程中的「最大值」意味着我们需要等待 DA 和结算过程完成，以时间较长者为准（几乎总是结算）。

现在，问题来了！请记住，我们说过证明也可以在链下传播。对于 zkRU，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。

对于 opRU 来说，这很难说。挑战期（T3）往往较长的原因是担心结算层可能审查欺诈证据。所以这实际上取决于你的风险承受能力。如果您非常有信心结算层不会审查交易，您可以选择等待更短的时间。否则你会等待更长的时间，但你不必等待比 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。他们使用以太坊进行 DA 和结算，所以 T2 = T5 = 13 分钟。

• Arbitrum 的排序器大约每 T1= 6 分钟发布一次数据，Arbitrum 的挑战期 T3= 1 周；
• zkSync 的排序器大约每 T1= 3 分钟发布一次数据，证明不定期发布，但平均一次 T4 = 1 小时；

我们还可以考虑一个假设的 zkRU，它使用 Celestia 进行 DA，我认为这更接近最终结果：

• T1 = 0（Celestia 很便宜，所以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，简要讨论下这一切的含义

如您所知，我是 Cosmos 的粉丝，IBC 使用轻节点客户端来验证数据包，因此需要等待 TTF，如上图「For light nodes」一栏所示。

对于 opRU，这可能长达 1 周（如果您对以太坊的审查阻力不太有信心），这对于实际目的来说太长了。这就是为什么对于 opRU，我们必须使用全节点桥，例如 Axelar 和 Wormhole，它们由一堆运行全节点的运营商组成。

缺点是我们需要信任这个运营商集合，它在经济上可能不如发送者链安全，这就是我看空 opRU 的原因。

对于普通的 zkRU，我们只需要等待 DA 最终确定（在以太坊上为 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——这是相对 opRU 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（我猜测它现在已重命名为 Blobstream），或者也可能进行 DA 采样。