在區塊鏈技術快速演進的時代，擴容解決方案對於解決像以太坊等主流網路的限制變得至關重要。眾多創新之中，樂觀式 Rollups作為突破性的 Layer 2 協議脫穎而出，不僅能徹底躍升區塊鏈擴容性能，同時保有底層網路的強大安全保障。
本文將全面剖析樂觀式 Rollups 的運作原理，以及其對於區塊鏈擴容帶來的深遠影響。
什麼是樂觀式 Rollups？
隨著以太坊在智慧合約領域持續居於龍頭位置，如何高效擴容成為不可忽視的問題。樂觀式 Rollups 提供一種高度創新的方式，能顯著提升交易吞吐量並降低用戶成本，同時借力以太坊既有的安全基礎。這些 Layer 2 協議透過將計算移到鏈外，並藉由交易資料在鏈上發布與以太坊主網緊密銜接，使效能提升 10~100 倍之多。
樂觀式 Rollups 真正的創意在於能將交易作為 calldata 或 blob 寫入以太坊，使用戶大幅減少 gas 成本，同時維持網路的安全性。這種模式與 sidechain 及 plasma chain 等其他擴容方案形成鮮明對比，後者常常在安全或數據可用性上有所妥協。
為何稱作「樂觀」？其哲學理念
樂觀式 Rollups 之所以名為「樂觀」，源自其運作核心——假設所有交易都是有效的。這一 Layer 2 協議採取預設交易合規的「樂觀」態度，直到有證據顯示異常。不同於零知識 rollups 需為每一批交易生成複雜的有效性證明，樂觀式 Rollups 採用更為簡化的流程，僅於偵測到潛在詐騙時才介入。
這套創新機制包含「挑戰期」，通常為 1~2 週。參與者可在此期間提出異議並提交詐欺證明。若詐欺證明成立，系統會自動懲罰責任排序者並回滾異常交易，兼顧網路完整性及運作效率。
樂觀式 Rollups 的主要元件
樂觀式 Rollups 的基石是精巧的雙層架構。底層由在以太坊上部署的智慧合約組成，負責重要職能如區塊存儲、狀態更新及用戶存提款，這些合約成為主網與 Layer 2 間的橋梁。
鏈外虛擬機作為獨立於以太坊虛擬機 (EVM) 的實體，負責處理複雜的計算與狀態儲存，減輕主網負擔。該專用 VM 支援 EVM 相容智能合約，開發者僅需少量調整就能部署現有應用，享受顯著成本節省與效能提升。
Layer 2 協議如何運作？
進入樂觀式 Rollup 生態
用戶首先於以太坊主網的智能合約存入資金。例如，Alice 想開始使用樂觀式 Rollup，會先將 ETH 存到該 Rollup 的合約。排序者偵測到此存款後，會在 Layer 2 網路中對應 Alice 的帳戶，讓她在低手續費下開始進行交易。
Rollup 內的交易流程
用戶啟用後，交易處理進入更精細的程序。例如 Alice 想向 Bob 轉 5 ETH，她簽署交易並提交給排序者。排序者將多筆交易打包成區塊並壓縮數據後，以單筆交易上傳到以太坊，大幅節省總 gas 成本。
狀態管理系統運用 Merkle root 有效追蹤網路狀態。每當排序者提交 Alice 的交易批次時，須包含：
- 交易前的前置 Merkle root 狀態
- 完成轉帳後的後置 Merkle root 狀態
- 作為 calldata 發佈至以太坊的完整交易數據
退出流程及安全機制
用戶退出流程展現樂觀式 Rollups 的強大安全機制。舉例來說，Ellie 若要將資金提出回主網，需經過下列步驟：
- Ellie 發起提款請求並用已公開的交易資料製作 Merkle 證明
- 將此證明提交給 Rollup 合約
- 進入 1~2 週的必備等待期
- 複核者可於此期間提出異議並提交詐欺證明
- 若挑戰失敗，Ellie 即可安全取回主網資金
為確保數據可用性，排序者必須把所有交易數據發佈於以太坊。若排序者試圖竄改 Ellie 的交易，任何人皆可取用公開數據，構建詐欺證明並發起挑戰。
目前主流的樂觀式 Rollup 區塊鏈
Arbitrum：高度相容與擴展
Arbitrum 目前是領先的樂觀式 Rollup 解決方案，每天處理數千筆交易，擁有高效的 Arbitrum 虛擬機。其 EVM 相容性讓開發者可輕易移植以太坊應用，深受 DeFi 協議青睞。
Optimism：簡易高效
Optimism 以簡潔的設計實現擴容，同時完全支援 EVM，顯著減低交易成本。多項主流 DeFi 協議的融合已驗證樂觀式 Rollups 在實際應用中的優勢。
Metis Andromeda：多元應用支援
Metis Andromeda 不僅提升交易處理，更針對 DAO 與 DeFi 提供專屬功能。其架構可支援複雜應用，同時持續保有樂觀式 Rollup 的低成本特點。
Boba Network：創新提款方案
Boba Network 針對樂觀式 Rollups 常見的長提款等待期提出解法，其流動性提供者服務讓用戶能即時提款並收取少量費用，顯示創新亦能突破傳統 Layer 2 限制。
藉由精妙的擴容設計，樂觀式 Rollups 已成為區塊鏈領域重要的技術突破，實際緩解了網路壅塞與高手續費的長期困境。隨著生態系持續成熟，這類 Layer 2 協議勢必在去中心化應用和區塊鏈擴容的未來發揮更加關鍵的作用。