以太坊Layer 2擴容神器Rollup，性能漲300倍，再也不會“堵”了？_LAYER

據TheBlockCrypto報道，以太坊礦工1月份的收入達到了8億美元，超過了三年前的歷史最高紀錄，此前的高點為2018年1月的7.62億美元。而其中的40%，也就是3.11億美元來自網絡交易費用，創歷史記錄。

礦工高收入的背后，是以太坊低性能掣肘的結果，當下，ETH的TPS不可能超過25。Layer2的提出，特別是OptimisticRollup與ZKRollup的逐漸成熟，能夠讓以太坊性能提升超過300倍，讓人們看到了鏈下擴容的曙光。

Layer2：讓大部分事情在Layer2去做，再通過和Layer1的交互能夠將信任傳遞到Layer1。

Layer1：包括ETH1.x、ETH2.0、Bitcoin、Tezos、Polkadot(平行鏈）在內的區塊鏈，都屬于Layer1，Layer1效率是有性能極限的。

那么，Layer2究竟包括哪些類別？其解決問題的思路又是怎樣的？Layer2有包括哪些項目？

1.Layer2概覽

Layer2本質上是擴容解決方案一個類別的統稱，包括狀態通道、側鏈、Plasma和Rollup。

另一個Offchain Labs地址于5小時前從幣安轉出約50萬ARB:6月19日消息，據Lookonchain監測，另一個與Offchain Labs有關的地址0x011d于5小時前從幣安轉出約50萬ARB（約合501K美元）。

該地址在過去2個月中已經積累了1080萬枚ARB（約合1080萬美元）

此前消息，Offchain Labs過去7日從幣安轉出約722萬枚ARB。[2023/6/19 21:47:34]

首先來看狀態通道。

狀態通道是最早被廣泛討論的擴容解決方案之一，它們允許參與者多次脫鏈交換事物，而僅向基礎層提交兩個事物。

盡管支付通道具有每秒數千筆交易的潛力，但它們也有一些缺點。它們不提供公開參與--必須預先知道參與者，并且用戶必須在多重簽名合約中鎖定資金。最重要的是，這種擴容解決方案是特定用于應用程序的，不能適用于擴展通用智能合約。

Raiden是以太坊上利用狀態通道的主要項目之一。此外，支付渠道的概念也被基于比特幣的閃電網絡廣泛使用。

其次來看側鏈。

韓國法院認定Do Kwon犯罪所得為1.76億美元，已批準對其資產進行訴前保全:5月10日消息，韓國首爾南部地方法院法官近日接受了檢方要求對Terra聯合創始人Do Kwon的財產進行訴前保全的請求。資產訴前保全是指凍結犯罪嫌疑人的犯罪所得或者財產，直至確定??有罪為止。法院認定Do Kwon犯罪所得為2333億韓元（約合1.76億美元）。

由于法院接受了這一請求，Do Kwon禁止出售位于首爾城東區的商住公寓大樓“Galleria Foret”、位于論峴洞的新辦公樓以及進口汽車。不過其存放在未來資產證券中的證券、存放在友利銀行中的存款以及存放在加密交易所中的加密貨幣不能被處分。收回和保全其他金融資產的請求被駁回。

此前消息，3月份Do Kwon因偽造護照在黑山被捕入獄，隨后美國和韓國都要求將其引渡。（韓國經濟日報）[2023/5/10 14:54:55]

側鏈是與以太兼容的、獨立的區塊鏈，它擁有自己的一致模型和區塊參數。通過使用相同的以太坊虛擬機使得側鏈與以太坊的互操作性成為可能，因此部署到以太坊基礎層的合約可以直接部署到側鏈。xDai就是這種側鏈的一個例子。

最高人民法院發布指導性案例199號：對辦理涉及虛擬貨幣案件具有重要指導意義:金色財經報道，最高人民法院發布第36批指導性案例，其中指導性案例199號明確了仲裁裁決裁定被申請人賠償與比特幣等值的美元，再將美元折算成人民幣，屬于變相支持比特幣與法定貨幣之間的兌付交易，違反了國家對虛擬貨幣金融監管的規定，違背了社會公共利益，人民法院應當裁定撤銷仲裁裁決。本案例對于人民法院和仲裁機構辦理涉及虛擬貨幣的案件具有重要的指導意義。[2022/12/31 22:18:14]

然后來看Plasma。

Plasma是Layer2擴容解決方案，最初由JosephPoon和VitalikButerin提出。這是一個在以太坊上構建可擴展應用程序的框架。Plasma利用智能合約和Merkle樹來創建無限數量的子鏈——父Ethereum區塊鏈的副本。

Plasma可以將事務從主鏈卸載到子鏈并允許快速而廉價的事務。Plasma的一個缺點是，用戶需要等待很長時間才能從第二層提取資金。這點與狀態通道類似，Plasma體不能用于擴大通用智能合約的規模。OMG網絡構建在他們自己的Plasma鏈的實現上，稱為MoreViablePlasma。而Matic網絡是另一個使用Plasma框架的改版平臺的例子。

Cardano 開發者發布支持Vasil硬分叉的Node 1.35.3版本:8月12日消息，Github文檔顯示，Cardano開發人員已決定為Vasil硬分叉開發最終節點的1.35.3版。Cardano Node 1.35.3修復節點早期版本的一些重要問題，并提供一些CLI增強功能。該節點版本提供完整的Vasil Era功能。（The Crypto Basic）[2022/8/12 12:21:06]

總的來說，前三類Layer2的解決方案基本上已經逐漸凋零，一方面屬于早期技術，另一方面在功能上也存在這樣或者那樣的問題。

比如狀態通道需要鎖定相應代幣，側鏈沒能解決好退出周期問題，Plasma則需要參與者必須進行實時監控，嚴重限制。此外，雖然Plasma和狀態通道每秒可以擴展數百萬個事務，但它們不能兼容DeFi的智能合約，因此，在DeFi早已成為以太坊護城河的背景下，Plasma和狀態通道顯然無法滿足現實需求。

最后來看最重要的，也是被認為能夠解決ETH性能問題的Layer2解決方案，Rollup。

Rollup最初由V神在2014年提出，當時被稱為“ShadowChain”，即影子鏈。Plasma和狀態通道等Layer2方案的失敗，致使開發者重新重視ShadowChain，現我們稱之為Rollup。

比特幣全網未確認交易數量為3626筆:金色財經消息，據最新數據顯示，目前比特幣全網未確認交易數量為3626筆，全網算力為206.47EH/s，24小時交易速率為2.52交易/秒，目前全網難度為30.28T，預測下次難度上調0.39%至30.4T，距離調整還剩3天2小時。[2022/6/20 4:38:54]

Rollup建立在“ShadowChain”的基礎上，通過在鏈外執行狀態并且僅使用以太坊區塊鏈來實現數據可用性。

Rollup又可以分為兩種類型，即OptimisticRollup和ZKRollup。OptimisticRollup的有效性由欺詐證明和同步假設來確保，ZKRollup的有效性由零知識證明來確保。

這兩種Rollup成為當下以太坊Layer2的主力軍。

2.OptimisticRollup與ZKRollup

首先來看OptimisticRollup。

OptimisticRollup由Consensys研究人員JohnAdler在2019年7月的以太坊基金會研究論壇上提出。目前，致力于OptimisticRollup的團隊包括Optimism，FuelLabs，Arbitrum等。

從技術層面來看，OptimisticRollup是以太坊虛擬機的集成化，Optimistic寓意“樂觀”，OptimisticRollup基于Layer2的數據對Layer1的狀態進行了“樂觀”的狀態預測，或者說，基于OptimisticRollup的區塊鏈，傾向于相信節點不會作惡。

OptimisticRollup的運行原理是這樣的，在Layer2上，用戶運行了一臺機器，用于處理交易和智能合約，所有日常操作都在該Layer2機器中進行；在以太坊Layer1鏈上，用戶擁有一臺相同的OVM機器，當緊急情況發生發生時，Layer1鏈上的OVM機器就會運行。

如果有人認為某一個Layer2OVM的操作是具有欺詐性的，那么他可以在Layer1運行的OVM計算機上重新運行該操作來證明該操作的真實性。

OptimisticRollup可以支持簡單的支付和復雜的智能合約，現有代碼庫的大部分應用都可以輕松移植到OptimisticRollup中，因此OptimisticRollup被視為直接解決方案。

然后來看ZKRollup。

ZKRollup最初由以太坊基金會高級研究員BarryWhiteHat于2018年提出，其安全性幾乎與Layer1相同，可以在一分鐘內生產區塊并將吞吐量提高至2,000tps。ZKRollup實現的項目包括MatterLabs和Starkware等。

ZKRollup的特點是用零知識證明代替了欺詐挑戰，確認時間更快，無需像OptimisticRollup那樣需要等待兩周來完成影子鏈中的一個區塊的最終確定。

ZKRollup為以太坊性能的大幅度提升，帶來了可能性。

以在DEX中引入ZKRollup為例，通過ZK-Rollup技術在Layer2上實現傳統去中心化交易所的兌換邏輯，使所有的兌換都能夠在Layer2上完成，在降低用戶交易成本的同時保證了用戶整體的交易體驗。相比傳統DEX，基于ZKRollup的DEX具有以下優勢：

首先，幾乎能夠做到零Gas費用，所有代幣的兌換都在Layer2上發生；其次，為DEX帶來更高的TPS，相比傳統以太坊徘徊在15左右，基于ZKRollup的DEX的TPS理論上能夠達到3000的數量級；最后，確保交易實時進行，由于所有交易都遷移至Layer2上，用戶不再需要等待一個區塊的確認時間，可實現實時交易。

那么，OptimisticRollup與ZKRollup，用戶更喜歡哪種呢？

根據反饋，DeFi應用的流動性提供者會更喜歡ZKR-Uniswap，而非OR-Uniswap，因為前者的資本效率更高。

若想提高OptimisticRollup的資本效率，需要縮短其挑戰期，或者說縮短資金從OptimisticRollup中贖回的時間，同時還能而降低對Layer1發動“詐欺+、審查”攻擊的成本。

那么，Rollup是否存在一些難以解決的問題呢?

3.Rollup的“硬傷”

總的來說，Rollup對于以太坊具有很大的潛力，但仍正面臨諸多挑戰。

最為突出的問題在于，基于Rollup的不同DeFi應用之間的可組合性，簡單來說，就是如果不同的Rollup鏈上有不同的DeFi應用，則不同Rollup鏈之間的信息互通將比以太坊主鏈上的信息互通更加困難。

換句話說，目前基于Rollup的區塊鏈不止一條，每一條Rollup區塊鏈上都可以運行各自的應用，或者不同的應用采用了不同的Rollup技術，一旦兩個不同的DeFi應用基于不同的Rollup，那兩者之間的通信，就會變得極其困難。

這就是Rollup正在面臨的問題。俗話說孤掌難鳴，為了保持DeFi應用的可組合性，DeFi服務器將必須在特定的Rollup鏈上進行協調。

此外，開發者遷移也存在一定的門檻。站在開發者視角，將代碼遷移至lLayer2必然會涉及到相應的代碼改動，也就會產生一定的審計維護費用，這在一定程度上會降低開發者遷移的意愿。

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