每個人都在談的Layer2到底是什么？_以太坊

大家知道，在以太坊生態系統中，目前最大的挑戰就是低吞吐量和高gas費以及延遲這幾個問題。波卡和NEAR這類公鏈雖然號稱可以解決此類問題。但還看不到挑戰以太坊生態的苗頭。以太坊2.0目前來看也是遙遙無期，因此在這個空檔期，早前提出的Layer2解決方案可謂生逢其時，發展迅猛。

目前layer2的升級方案主要有四大種類：從早期的側鏈、狀態通道、plasma，到現如今最為可行且投入應用的Rollup，卷疊方案。今天就為大家重點介紹一下，比較有可能從眾多方案中脫穎而出的Roll-Up的兩種方案ZKrollup零知識卷疊又稱零知卷疊和OptimisticRollup樂觀卷疊，下面我們就開始吧：

舉個不太恰當的例子，我們可以將以太坊看做中央銀行，而layer2就是主要商業銀行，工農建中，所有的貨幣資產都在中央銀行發行結算，而其流通過程可以同時發生在中央銀行和商業銀行。因為大家都去央行結算的話，就會業務擁堵，于是有了其他商業商業銀行來先處理大量業務，然后在和央行結算一次整體業務結果，這樣就能更高效地運作了。所以對于以太坊上述問題，解決方案可以是，將以太坊的資產存入layer2，其資產流動在layer2上，最終結算卻在以太坊上進行就可以了。

涂子沛：在元宇宙里每個人都不會死:12月6日消息，由南方日報社主辦的“數據新價值”2021南方智享會主題沙龍在廣州舉行，大數據專家、科技作家涂子沛現場作《數據價值的歷史、未來和想象》的主題分享。涂子沛表示，\"盡管這個世界已經沒有新的大陸空間可以被發掘，但人類正在打造一個新的空間，即數據空間，甚至可以稱之為“元宇宙”。在元宇宙里每個人都不會死，你的孫子的孫子也可以跟你對話，因為你留下了數據，甚至可以請教問題。元宇宙就變得有生命，它是基于數據孿生之上的一個空間。\"（南方日報）[2021/12/6 12:52:53]

另一個問題，就是關于區塊鏈網絡擴容的，我們可以比作央行和商業銀行處理的業務復雜程度，個人存錢取錢當然簡單，但是能夠處理對公復雜業務我們就類比為區塊鏈網絡擴容的問題。

?網絡擴容基本思路有兩種：分別是鏈上擴容和鏈下擴容。

鏈上擴容稱之為Layer1擴容，比如增加區塊的大小，加快出塊的時間等，如：EOS、ETH2.0、polkadot。相當于對央行進行改造，使其能滿足日常運作；

Paxos首席執行官：每個人都應在投資組合中分配一點比特幣:據CryptoGlobe 報道，Paxos首席執行官Charles Cascarilla在接受采訪時表示：“每個人都應在投資組合中分配一點比特幣。擁有黃金是為了價值存儲，而擁有比特幣是因為它可能會變成黃金。比特幣經歷了很多動蕩，很多考驗，通過這次疫情我們發現人們的生活越來越數字化，因此他們需要數字形式的價值。同樣重要的是，每個人都知道美聯儲資產負債表的情況，人們現在正在尋找保護資產的方法。比特幣就是保護資產的一種方式。”[2020/12/20 15:51:51]

鏈下擴容稱之為Layer2擴容，有上述四種技術方案，但是其本質都是相通的，就相當于建立更合理的商業銀行體系。

?簡單描述下四種方案：

首先，側鏈，它就是連接到一條區塊鏈上的另一條區塊鏈，將主鏈的資產錨定到這個新的區塊鏈上。側鏈可以通過許多不同的方式，比如由可信的第三方、某個聯盟或共識算法來運營。優點是，代碼和數據獨立，不增加主鏈的負擔；缺點是，安全性弱。當前比較優質的項目有skale、Injective等等；

寶二爺：世界上的每個人都將使用DCEP:寶二爺郭宏才在接受BBC的采訪時表示，中國的央行數字貨幣（DCEP）將成為全球主要貨幣。寶二爺稱：“有一天，世界上的每個人都將使用DCEP。DCEP將會取得成功，因為有3900萬中國人生活在境外。如果他們與中國有聯系，他們就會使用DCEP。這可以使DCEP成為國際貨幣。”[2020/9/26]

其次，狀態通道，就是交易雙方在鏈下構建一個通道，通過私鑰簽名以后，在鏈下進行交易。狀態通道不太能支持沒計劃性的大額支付。就好比大家把錢放在鏈下一個錢包里結算，你就放了100塊，但突然有個200塊的付款，就完成不了。另外狀態通道也不支持智能合約，當前項目有Celer、Raiden、Liquidity等……

再者，就是Plasma，等離子鏈，其實也是一種特殊的側鏈，它的特點是，無法應用到智能合約上，且用戶跑節點的負擔比較重。這方面項目包括：OMG、Matic、Loom，由于區塊鏈技術都很新，大家都是摸著石頭過河，隨時探索或轉型出新的技術解決方案也都是有可能的，比如Plasma團隊后來就衍生出了Opimism.io團隊，即提出optimisticrollup的團隊。

聲音 | 李光斗：區塊鏈能讓每個人成為一個??商業節點:12月2日消息，中國著名品牌戰略專家李光斗接受記者專訪時表示區塊鏈技術的應用會讓各行各業的形態發生改變。李光斗更預測，區塊鏈去中心化的特征，甚至會讓商業社會重塑。“??區塊鏈時代來臨之后，每個人都成為一個商業節點，??可能以后不需要辦公司了，??辦公司就是為了要工商審核，有牌照才能做買賣。現在互聯網時代??不需要牌照也可以做買賣，這叫微商，而區塊鏈時代就變成每一個人都能成為一個??商業中心，所以說區塊鏈可以賦權賦能。”（紅星新聞）[2019/12/2]

最后，就是Roll-up，Vitalike欽點翻譯為“卷疊”，實際上就是把一大堆交易打包到一起，卷起來然后一并發送到以太坊的主鏈上，這個打包的過程是發生在Layer2上的，它能夠容納大量的交易，并且很快地確認交易。

關于plasma失敗，rollup崛起

在rollup之前，layer2的主要方案是側鏈。

側鏈失敗的主要原因有兩個：

以太坊企業聯盟提醒每個人它仍然活躍，發布新的架構堆棧:自近18個月前成立以來，以太坊企業聯盟一直比較低調。然而近日，企業以太坊聯盟（EEA）正式公布了其企業Ethereum體系結構堆棧，作為其企業以太坊規范戰略的下一部分。[2018/5/6]

(1)數據可用性不足

數據可用性是指側鏈不像以太坊上的多節點，難以發動51%算力攻擊，如要攻擊以太坊得調動海量資源，而側鏈卻不需要，那么，側鏈上的數據真的可以信任嗎。節點礦工并不需要很多資源就可以修改你在側鏈上的數據，這直接影響了用戶在以太坊上的資產安全。?

(2)退出困難

當用戶試圖從側鏈中提取資金時，他們必須向側鏈提交退出交易請求，然后等待一段時間。如果大量用戶都需要退出一個Plasma側鏈，那么該鏈的整個有效狀態必須在一個有效期內發布到以太坊主網上。由于數據同步問題，幾乎可以肯定的是，大量退出會把以太坊擠爆。這就是所謂批量退出問題。

側鏈的失敗，帶來更好的創新方案，所以rollup開始崛起。

兩種Rollup：ZK-rollup和Optimistic-rollup分別是什么，各自的優劣勢是什么？?

ZK-Rollup零知卷疊中的ZK就是指零知識證明，它指的是證明者能夠在不向驗證者提供任何有用的信息的前提下，使驗證者相信某個結論是正確的。舉個例子就是有人給了你一封信，并在信封上面寫了一句結論，信的內容是證明這個結論是正確的過程。零知識證明的作用就是在你不打開信封看到信的內容的情況下，也能判斷這個結論是正確的。

回到ZK-rollup，我們可以把他看成三部分，分別是以太坊網上的智能合約，中間操作員和鏈下計算部分。

以太坊主鏈上的智能合約用來保管要進行交易的代幣，例如你要在路印的交易所用ETH購買LRC，那么首先你需要先把你的ETH轉到一個智能合約上鎖定。

鏈下計算部分是指Layer2處理交易或者計算的部分，每一筆交易都會產生一個零知識證明的結論。

中間操作員負責收集和驗證每一筆交易的零知識證明結論，并且打包后計算得出這一批交易的整體總結式結論，然后把最終的結論發送到以太坊主網上進行驗證。

目前zk-rollup的發展瓶頸是每次發送到主網上面的總結式結論數據雖然不多，但是在鏈下要通過零知識證明計算出這個總結式結論的計算量卻非常的大，這還僅僅是轉賬的數據，如果在鏈下整合智能合約并把數據發送到鏈上，那整體的數據量會增加幾個數量級，那么計算出這個總結式結論是非常困難的。

這是zk-rollup的一種基本形態，不同項目的具體形態可能會有所微調。

接下來，optimistic-ROLLUP樂觀卷疊，optimistic-rollup本質上就是一種特殊機制的側鏈：

在普通側鏈中，我們將資產錨定后，側鏈上的資產不會主動提交到以太坊主網上，只有當用戶提出請求退出時才會解除錨定。前面我們也講過側鏈的弊病，而op-rollup就是在側鏈的基本結構上添加了固定的規則：

為了解決數據可用性，添加中間操作員維護系統，制定機制來保障數據可信任。

為了解決退出困難問題，op-rollup提出每七天將側鏈的數據提交至以太坊主網，所以每條側鏈上存在的數據是有限的，固定時間間隔將側鏈數據同步至以太坊主網。

Optimistic的字面意思是樂觀，他默認把所有的參與者視為好人。同樣可以像zk-rollup一樣簡單將其拆解成三部分：以太坊主鏈上的智能合約，中間操作員和鏈下計算，以太坊主鏈上的智能合約同樣是用來保管要進行交易的代幣。

與zk-rollup區別的地方在于，op-rollup的解決方案的每次確認交易后，中間操作員不會對交易的結果進行一系列復雜的驗證，就直接進行打包，并在7天或者特定的時間后上傳到以太坊的主鏈上。中間操作員不僅僅是充當搬運者的角色，還充當監督者的角色，他們會對其他操作員打包的數據進行核對和驗證，如果發現有操作員作惡他就會上報，并且將這段時間內的交易進行回滾。

這樣做的好處就是因為上傳的數據量比較少，可以將智能合約集成到Layer2，這也是其被synthetix和uniswap等Defi龍頭青睞的重要原因。

但是缺點也很明顯，就是數據要在7天或者更長時間后才會上鏈，因此如果你將代幣鎖定Layer2上，將其取出需要等待7天或者更長時間。

zk-rolllup和optimistic-rollup的對比：

最后給大家對比總結兩種rollup的特點：

1.zk-rollup并非完全不能運行智能合約，只是目前效率太低；

2.關于安全性兩者都有一些需要克服的隱患，比如，op-rollup可能隨著資金量越大，風險越高，而zk-rollup卻需要可信第三方；

3.?關于隱私性，zk-rollup可實現而op-rollup并未提及。

本文僅代表TopoBlock個人觀點，不構成任何投資意見或建議。

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