不同Layer 2路徑的比較研究及Raydius介紹_OMP

隨著使用需求的不斷擴大，以太坊的性能瓶頸逐漸凸顯，底層擴展性不足的問題極大的限制了應用程序并同時影響了用戶體驗。近年來，許多研究和工作都致力于解決這一矛盾，包括對以太坊核心協議進行升級的第一層擴展技術和構建于基礎以太坊協議之上的第二層擴展技術。雖然Layer?1和Layer?2解決方案并不互斥，兩者共同作用才能為以太坊社區提供更好的發展前景，但在以太坊主網的架構限制和Eth?2.0仍未上線的情況下，Layer?2在現階段被投入了更多的關注，同時也取得了巨大的進展。

相比于Layer?1升級核心協議的直接解決方案，Layer?2采用了迂回的方式來解決當前吞吐量和交易速度掣肘的問題，核心思想是將本應在主網上處理的交易轉移到Layer?2上進行，只在必要時才使用Layer?1來保證交易的順利進行。雖然這種技術理念使得大部分Layer?2是在犧牲掉一定安全性和通用性的情況下才換來吞吐量和成本的改善，但由于其很好的平衡了交易成本、交易速度、用戶體驗等方面，因此Layer?2擴容技術對很多安全性和確定性要求相對不高的應用具有很強的吸引力。

經過幾年的努力，以太坊社區中涌現了多種采用了不同技術路徑的Layer?2方案，隨著時間的推移和越來越多的技術路徑加入競爭，不同方案的優勢和缺點也逐步暴露在了使用者和投資者的面前。

Ripple總法律顧問：SEC會對不同數字資產的立場存在偏見:金色財經報道，Ripple總法律顧問Stuart Alderoty揭露了管理SEC員工的公正性規定，這可能暗示SEC會對不同數字資產的立場存在偏見。

Alderoty強調，聯邦法5 CFR 2635.101(b)(14)所概述的，要求所有證券交易委員會的雇員公正行事并保持公正的形象。那么，法律提出的問題是，一個有理智的人在掌握了事實之后，是否會質疑雇員的公正性。這些評論是在Hinman郵件發布之后提出的，這是美國證券交易委員會前主任William Hinman與美國證券交易委員會工作人員之間的一系列交流。

這些郵件是Hinman在2018年6月發表的備受關注的演講準備的，涉及不同數字資產的分類和監管問題。Hinman表示，BTC和ETH不是證券，這在加密貨幣界引起了人們的關注。一些人猜測，這些郵件可能揭示了美國證券交易委員會內部對BTC和ETH的偏愛。[2023/6/20 21:49:43]

作為初代Layer?2方案的狀態通道技術，非常適合參與人數確定且需要在一段時間內多次交換更新狀態的應用，它采用了“挑戰期”這一設定來滿足安全性的需要，同時由于交易發生在通道內部，可以為用戶提供很好的私密性。但由于“挑戰期”的存在而引入的活性假設，使得用戶或其受委托方需要一直監控Layer?1以便防止交易的對方在提交狀態更新時作惡，而長時間在線對于用戶來說是很不友好的。同時，由于每次在交易成員變動時需要對狀態通道的法官合約進行修改，這非常不適用于存在大量一次性交易和短時交易的應用。

金色相對論 | William：Compound與Fcoin機制設計上的顯著不同在于是否有分紅機制:7月16日消息，在今日舉行的金色相對論中，針對“DeFi項目總市值快速增長的市值是否合理”的問題，OKEx Research首席研究員William表示，DeFi項目總市值的迅速增長出現在Compound發行COMP之后，是由Token激勵帶來市值和交易量的上漲。其實大家不需要對“流動性挖礦”過度神話，其本質是一種用戶補貼，這種快速增長的市值從中長期看并不可持續。Compound項目的成功很大程度上在于其發行的COMP價格一路高漲；但同樣的，如果COMP代幣的價格降低或放緩，用戶就沒有了繼續在Compound上“提供流動性”的動力，進而會減少在平臺上的借貸交易。

剛剛提到Compound與Fcoin的區別，雙方在機制設計上有一個顯著不同：Ft當時有分紅機制的，即持有Ft可享受交易費分紅，但Compound沒有。Fcoin的暴雷很大程度上是由分紅機制引起的---當時Fcoin的后臺財務系統沒有建設好，導致分紅出現問題，Fcoin產生很多虧損。

分紅機制可以增加用戶對Token本身的粘性，但容易帶來財務風險；COMP去除該風險，但卻少了用戶粘性，所以COMP的繁榮時間變得更短，僅僅只有半個月的時間。

由于COMP每天發放的數量固定，隨著平臺借貸規模的不斷上漲，每借貸出價值一美元的資產，其所能分配到的COMP數量將會下降。當用戶借貸能獲取的COMP收益低于所需支付的成本時，類似開始十天的瘋狂增長便會放緩。因此大家可以看到，COMP的神話持續時間僅僅是6月下半旬，無論是Comp價格、交易量，還是鎖倉價值。[2020/7/16]

與狀態通道一樣，Plasma也是一種管理鏈下交易的技術，同時依靠底層的以太坊區塊鏈來實現其安全性。但不同的是，Plasma提供了一個可擴展性框架，可創建依附于以太坊“主”區塊鏈的“子”區塊鏈，使得可以在子鏈上執行許多復雜的操作，在與主鏈保持最低限度交互的情況下，運行擁有數千名用戶的整個應用程序。但Plasma仍然引入了與狀態通道相同的活性假設，同時還引入了數據可用性假設，即用戶需要相信運營者會提供所有交易數據，以便在需要時使用這些數據來驗證交易的正確性，這要求Layer?1與Layer?2?之間需要經過檢查點溝通數據，因此使得退出時間非常長。此外，狀態通道和Plasma都不支持智能合約，這嚴重限制了需要具備EVM兼容性的應用。

人民日報海外版：區塊鏈等發展中的基礎設施應采取不同的策略:6月4日，人民日報海外版刊文稱，在今年的全國兩會上，不少代表委員提出，“新基建”要避免傳統基礎設施建設遇到的問題。對于人工智能、區塊鏈等還處于發展中的基礎設施，應采取不同的策略，不應蜂擁而上，避免重復建設對地方財政帶來的負擔。在這一過程中，政府部門要有科學務實的發展規劃，不斷探索和創新監管方式，營造更加有利于創新發展的制度環境。[2020/6/4]

由于狀態通道和Plasma存在的原生缺陷和在應用場景中的限制，采用這兩種技術路徑的項目目前基本處于停滯期，少數的團隊還在堅持推進，整體來說活力不強。在這種情況下，亟需另一種可以兼顧容量、速度、安全、可用等方面的全新Layer?2技術路徑來解決狀態通道和Plasma存在的問題。Rollup是繼兩者之后最新一代擴容方案的概念統稱，核心思想是將多比交易批量打包處理，以實現與Layer?1盡量少的交互以顯著降低gas成本。同時，由于Rollup采用以太坊中的calldata來匯總Layer?2上的交易，這使得任何用戶在任何時候都能從Layer?1中獲取Layer?2的交易信息，因此避免了數據可用性假設這一掣肘Plasma應用的缺陷。

聲音 | 京東數科翟欣磊：區塊鏈是產業互聯網不同主體之間的連接器:京東數科區塊鏈負責人翟欣磊在接受專訪時表示，區塊鏈是一個連接數據的技術，而不是占有或者獲取數據的技術，它可以稱為是產業互聯網不同主體之間的“連接器”。數據方面的技術分為連接側與決策側，區塊鏈是連接數據的能力，物聯網是收集數據的手段，在數據的決策側，由云計算和人工智能發揮作用，這中間流動的血液則是數據。目前區塊鏈技術正處于產業創新融合的初級階段，區塊鏈在應用當中要考慮與其他智能技術的組合，“區塊鏈不是萬能的”，不能割裂來看也不能單獨使用。（人民網）[2019/12/30]

目前的Rollup項目從具體實現方案上又可以分為ZKRollup?(ZKR)?和OptimisticRollup?(OR)兩類，分別利用密碼學中的零知識證明和博弈機制中的欺詐證明來確保網絡和數據的安全性，而安全性對于擴容技術至關重要，這也是Rollup成為目前最被看好的Layer?2技術的最重要原因之一。ZKR的理念很簡單，是利用將計算和驗證分開進行，即所有資金由主鏈上的智能合約持有，而計算和存儲則在鏈下執行，每個?Rollup區塊都會生成一個狀態轉換零知識證明，并通過主鏈合約進行驗證，以此來提高吞吐量并降低交易成本。OR則同時借鑒了Plasma和ZKR的設計，它基于Layer2的數據對Layer1的狀態進行了“樂觀”的預測，將交易不斷的向前推進，除非有人發布了不正確的狀態轉換，其它運營者或者用戶則可以指出不合法的交易并回滾不正確的區塊、懲罰惡意驗證者。

聲音 | 本體創始人李俊：區塊鏈要在不同行業創造新的生態所以落地難:本體創始人李俊在接受采訪時表示，區塊鏈和大數據和AI等技術的發展路徑不同，一個是增強了生產力，一個是要創造更好的生產關系，所以區塊鏈的落地和推進很難通過對某個企業的合作和集成來進行。必須要在不同行業創造新的生態，這也造成區塊鏈的落地，將會是一件非常有挑戰的事情。而且區塊鏈的公司目前又是中小型的創業公司為主，更增加了難度。[2018/12/31]

雖然Rollup技術目前已被公認為最優秀的Layer?2解決方案，甚至被稱為“短期內唯一的選擇”，但ZKR和OR也具有各自的局限性。ZKR雖然速度很快，安全性也很高，但是在實現與智能合約的兼容方面還存在技術難關。而OR雖然可以實現與智能合約的兼容，但仍存在“挑戰期”的問題，挑戰期設置的太短影響安全性，而過長則會影響交易效率。但總的來說，從安全性、可實現性等方面來說，Rollup技術仍是目前的最優解決方案，未來也極有可能出現利用該技術路徑在Layer?2生態系統中占據較大優勢的項目。

除了以上三種技術路徑之外，側鏈解決方案也被寄予了一定的期望。側鏈的本質是在基礎層上再搭建一條鏈，在這條鏈上用采用另外一套驗證方式，因此這項技術的安全性是分開的，即主鏈有主鏈的安全策略，側鏈有側鏈的安全策略。因此，這也就成為了目前側鏈技術路徑存在的最大原生缺陷，即安全性非常依靠側鏈本身采用的安全策略，被認為是在一定程度上犧牲了安全性而獲取的擴容方案。但是如果能通過改善側鏈安全策略將安全損傷控制在一定范圍內，憑借其較高的交易效率和與智能合約兼容的特性，有機會成為Rollup之后較優的Layer?2方案。

通過以上分析不難看出，在考察各個Layer?2方案時，主要的衡量指標有安全性、通用性/兼容性、成本、交易時間、吞吐量、用戶體驗等方面，而現有的技術路徑在以上不同的性能方面都多少存在缺陷。在這種情況下，不僅Layer?2的技術路徑在不斷更新和升級，同一個Layer?2技術路徑中也存在多個項目的競爭，因此目前的Layer?2賽道上“百花齊放”，使得不同的Layer?2解決方案被自然的分割成了很多差異化的生態系統，出現了流動性割裂的局面，這似乎與Layer?2起初拓展和連接以太坊社區的初衷背道而馳。在這種情況下，有兩種解決方案：

1.利用Layer?1進行跨Layer?2的交易，即將Layer?1作為中轉以實現兩個Layer?2項目中的資產交互；

2.搭建跨不同Layer?2項目的流動性解決方案，包括利用狀態通道、中間代幣橋等的項目。

第一種解決方案會面臨較高的Gas費以及較長的結算時間，對于大多數用戶和較頻繁的交易很不友好，也沒有從根本上解決以太坊社區擴展性不足的問題，因此跨Layer?2項目的流動性解決方案就成為了必然選擇。

優秀的流動性解決方案除了能夠搭建不同Layer?2項目間的連接橋梁外，同樣也需要滿足安全性、通用性、低成本、低耗時以及較好的用戶體驗等要求，以使得以太坊的Layer?1、Layer?2以及流動性解決方案共同形成一個安全、高效、用戶友好的生態整體。在以上目標驅動下，團隊開發了基于Substrate的流動性解決方案——Raydius，在滿足不同Layer?2生態系統及Layer?1間可以安全、高效、快捷、便宜連接的基礎上，還支持可定制、可兼容、可開發的通用流動性方案的實現。

對于Layer?2的流動性解決方案來說，安全性是非常重要的衡量指標。由于引入基于去中心化協議技術的Substrate作為框架，Raydius避免了存在于中心化流動性解決方案中的潛在交易風險，同時由于交易數據都是被記錄在以太坊上的，因此在區塊頻繁同步的情況下可以實現更高的系統安全水平。在鏈橋設計方面，驗證Raydius與其他區塊鏈的交易或同步數據時需要驗證者繳納一定的安全保證金，通過動態控制保證金的閾值從而為Raydius增加了另一層的安全性。

此外，通用性和兼容性對于流動性解決方案的推廣和擴大應用范圍也至關重要。Raydius提供了可開發、可擴展的接口，利用與EVM、eWasm可兼容特性和支持通用智能合約的通用特性，它夠支持開發者自主構建應用程序，解決了目前很多流動性解決方案只能實現資產轉移的困境。同時，Raydius還能夠支持多種編程語言，使得熟悉不同編程語言的開發者都能夠很方便的拓展應用邊界，實現更多樣的功能。

目前的Layer?2流動性解決方案總是存在成本與安全性的權衡和取舍，而Raydius在面對這個問題時將選擇權交給了用戶，通過允許用戶根據交易需求和應用的特點自主選擇快速通道或標準通道，這能夠為具有不同需求的dApp提供更大的靈活性。

通過以上對安全性、通用性、高效性等方面的分析，可以明確Raydius在設計和開發時是將安全性放在首位，同時非常重視通用性和兼容性，此外還兼顧了成本和用戶需求等方面，為促進形成一個安全、高效、用戶友好的生態整體提供了一個優秀的流動性解決方案。Raydius期待未來隨著Layer?2技術的不斷進步，可以實現與更多優秀Layer?2項目的合作，共同建立豐富多樣、方便快捷的生態。

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