今年 Solana 鏈上興起了新一代迷因項目，其以高吞吐量和低延遲的優勢受到廣大關注。而隨著 Solana 使用量不斷增加，其所面臨的擴展瓶頸也逐漸顯現。為了解決這一問題，Solana 生態中開始出現一些 Layer 2 解決方案。本文將介紹首個基於 Solana VM 的 Rollup 解決方案 Lollipop。
（前情提要：Vitalik分析：以太坊以L2為中心的生態系面臨哪些挑戰？ ）
（背景補充： V神大讚的L2「Taiko」是什麼？多重證明機制有何特別之處）
在當今區塊鏈技術迅猛發展的背景下，提升區塊鏈系統的可擴展套件性成為了亟需解決的核心問題。回到現實語境下，由於處理能力的限制和高昂的交易費用，以太坊和比特幣生態系統目前均採用了多個二層擴展套件方案來解決當前的可擴展套件性問題。
與此同時，Solana 憑藉其高吞吐量和低延遲在區塊鏈領域受到了廣大使用者的歡迎，但隨著使用者和交易量的持續增長，Solana 網路的負載不斷增大，這導致了 Solana 網路也出現了間歇性擁堵和交易延遲，影響了使用者體驗和應用程式效能。
為了應對這些問題，Popsicle Network 與 MultiAdaptive 於 2024 年 5 月 17 日共同推出首個 Solana VM Rollup 開源框架 Lollipop，並發布了白皮書。
圖源：Architecture of Lollipop
Lollipop 架構
Lollipop 的 SVM Rollup 架構是在 Solana 第 1 層（L1）區塊鏈上部署的二層（L2）解決方案。首先，Lollipop 在 Solana 的 L1 區塊鏈上部署 SVM rollup，通過執行節點和驗證節點來管理和驗證交易。執行節點負責將 rollup 的狀態提交到 Solana 智慧合約，並根據時間槽提交處理期間的交易資料。
它們收集、打包和執行交易。而驗證節點從資料可用性服務（DA）獲取交易資料並執行這些交易。如果驗證節點發現其本地狀態與執行節點提交的狀態不一致，則會在 Solana 合約中申請欺詐證明挑戰。
而 Lollipop 的欺詐證明系統使用了稀疏 Merkle 樹（SMT）進行狀態承諾（一種用於確保區塊鏈系統中資料完整性和一致性的技術，通過對系統中的狀態資料生成加密hash值來證明資料在某一特定時刻的狀態），並通過互動式證明找出執行節點和驗證節點之間的衝突交易。
當驗證節點提出欺詐證明挑戰時，執行節點需要提交中間狀態承諾，以確定衝突的交易。然後，通過重放交易（將找到的衝突交易重新執行）來驗證哪個節點在撒謊，從而確保交易的真實性和安全性。
另外，為了確保 L2 中資料的可用性和完整性，Lollipop 引入了資料可用性委員會（DAC）。由於 Solana 對交易大小有嚴格限制，Lollipop 僅將資料承諾提交到 Solana，而將實際資料儲存在資料可用性委員會中。DAC 成員負責持有鏈下資料，並通過多方簽名驗證資料的完整性，從而保證資料的安全性和可用性。
Lollipop 如何確保安全性
那麼 Lollipop 怎麼樣通過多方簽名驗證資料的完整性的呢？首先，Lollipop 將交易資料轉換成一種數學多項式，並生成一個數據承諾（KZG 多項式承諾）。然後，將這些資料和承諾傳送給多個 DAC 成員，請求他們驗證資料和承諾是否匹配，並簽名確認。Lollipop 收集所有成員的簽名，並將這些簽名和資料承諾一起提交到 Solana（L1）鏈上。
同時，為了檢驗 DAC 成員確實儲存了完整的資料，Lollipop 會隨機抽取一部分資料進行驗證。通過生成隨機數並要求成員公開多項式的特定值，Lollipop 可以檢查資料是否被正確儲存。這個方法確保了即使資料不直接儲存在區塊鏈上，所有參與者仍能訪問和驗證完整的資料，從而保證資料的完整性和可靠性。
此外，白皮書中披露了 Lollipop 對硬體的要求。為了實現高吞吐量和低延遲，執行節點需要高效能硬體，包括 16 核 CPU、512GB 記憶體、1TB 固態硬碟和 2 個 Nvidia V100 GPU。而驗證節點則可以使用較低成本的伺服器，通過抽樣檢查模式來驗證執行節點的結果，減輕驗證節點的負擔。
最後，白皮書指出，Lollipop 將使用 SP1（一種用於生成零知識證明的開發工具）來生成欺詐證明過程中重放交易的證明，從而使得驗證可以在支援智慧合約的其他 L1 區塊鏈上完成。換句話說，藉助 ZKP（Zero Knowledge Proofs，零知識證明）技術，Lollipop 可以嘗試遷移到其他 L1 生態系統，增強了其相容性和擴展套件性。
綜上所述，Lollipop 作為一種基於 Solana 的二層擴展套件解決方案，通過引入稀疏 Merkle 樹，KZG 多項式承諾，資料可用性委員會（DAC）和零知識證明（ZKP）等多項技術創新，旨在為 Solana 的擴展套件性和效能提供了有效的解決方案。它不僅解決了資料可用性問題，還通過增強了系統的安全性和隱私性，展現出強大的技術潛力和應用前景。
Lollipop 的優缺點
Lollipop 的主要優勢在於其高效的狀態承諾和欺詐證明機制，試圖能夠確保資料的完整性和安全性，並嘗試通過使用資料可用性委員會和零知識證明技術，Lollipop 可以試圖在不增加主鏈負擔的前提下，實現高效的交易處理和驗證，提高系統的擴展套件性和效能。
不過，雖然資料可用性委員會（DAC）在解決資料儲存和可用性方面提供了優勢，但其中心化特性帶來了一些潛在問題和風險。例如信任假設問題，雖然 DAC 通過多方簽名和驗證機制來確保資料的完整性，但仍然需要信任這些委員會成員的誠實性和可靠性。如果某些成員不誠實或合謀進行惡意行為，可能會影響資料的真實性和安全性。另外，如果 DAC 成員未能透明地公開其儲存和驗證過程，可能會導致資料儲存過程中的不透明和資訊不對稱。此外，由於 DAC 由特定的實體或組織組成，這些成員可能受到外部因素的約束，而可能會觸碰去中心化和無信任的核心理念。
為了應對這些問題，需要設計嚴格的治理機制和安全措施，確保 DAC 的運作透明、公正，並具備強大的抵禦惡意行為的能力。另外，嘗試引入更多第三方資料可用性解決方案，亦可提高資料可用層的去中心化程度。
綜上所述，Lollipop 的推出對 Solana 具有重要意義，它不僅可以試圖解決 Solana 主鏈的負載問題，同時還將可以吸引更多開發者和使用者加入 Solana 生態系統，因此這種特徵也將進一步推動了其在去中心化金融（DeFi）和其他高頻交易應用中的競爭力。
同時，Lollipop 通過為開發者提供了更多的靈活性和可訂製性，允許他們根據具體應用需求設計和實現專門的擴展套件方案，可以在不影響 Solana 主鏈的情況下，進行高效的智慧合約開發和執行。這種獨立性確保了開發者可以自由創新和測試新功能，而不必擔心對主網的影響。
另外值得注意的是，根據白皮書披露，Popsicle Network 目前正致力於將類同 Lollipop 的原則和設計應用於開發比特幣的 Layer2，因此這種解決方案能否對於比特幣生態引入新的可能性，Web3Caff Research 將對此的進一步推出保持關注。
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