來來來 我們再加把油 看懂Layer2和ETH2.0_POS

作者是以太坊基金會下屬機構RobustIncentivesGroup的科學家BarnabéMonnot。大量的圖保證了文章的友好，作者的背景保證了嚴謹。

最近DeFi的主要項目都在密集的發布2.0版本的消息，仔細看過升級的細節就會發現，這些DeFi應用的升級在倒逼基礎公鏈提速。

想提前布局的投資者，得看懂Layer2，要不然接下來除了追熱度，都不知道咋投項目。

這是通往以太坊的道路。今天的以太坊就是eth2開發者所稱的“eth1”，這是大家都知道并喜歡的當前工作證明(PoW)鏈。明天的以太坊不是eth1，也不是eth2，它只是……以太坊:eth2在今天的執行層上部署權益證明(PoS)和分片的綜合成果。

今天讓我們回溯一下。

用戶想要做一些交易，所以他們把自己的交易發送給礦工，他們把它們打包成區塊，并把他們的區塊添加到一個不斷增長的鏈中。礦工運行PoW共識機制1來決定下一個添加區塊的對象，并執行區塊中包含的事務，以確保它們是有效的。

Coinbase報告：消費者和機構的交易量較去年同期分別下降了70%和54%:金色財經報道，周四，Coinbase發布了Q2財報，顯示消費者和機構的交易量較去年同期分別下降了70%和54%。Coinbase將這一下降歸因于多種因素，包括加密貨幣整體市值的下降。加密貨幣的平均價格自2021年高點以來大幅下跌，市場波動性較低，這減少了獲得高回報的機會。BTC自3月份以來一直保持相對穩定，進一步導致交易量下降。這次下跌標志著加密貨幣行業的重大逆轉，而在一年前這還只是炒作。[2023/8/7 21:28:29]

PoW需要大量的硬件來運行密集的計算，這導致了過高的能耗。我們不會像大多數加密貨幣評論家所希望的的那樣討論浪費(“為什么我們需要一個使用<country>的能量的支付系統??”)，但如果我們能用一個嚴格較小的KWh絕對值來做某事，我們就應該這樣做。

因此，進入權益證明(PoS)，用一個smol服務器替換大量的采礦設備，用驗證者替換礦工。

Ordi重回30美元上方:金色財經報道，數據顯示，比特幣銘文代幣Ordi突破30美元，暫報32美元，24小時漲幅65.79%，24小時交易量近2億美元。此外，BRC-20相關代幣目前約為14307種，總市值突破9億美元，過去24小時的交易量為208,375,043美元。

據悉，BRC-20協議是直接寫到比特幣網絡上，以聰為載體，用OrdinalInscriptions的JSON數據部署、鑄造和轉移代幣。Ordi是第一個比特幣銘文代幣，總供應量為2100萬枚。[2023/5/10 14:53:48]

如果他們不完成第二步，他們也會失去硬幣。

沒錯。那么第二步是什么?驗證器到底在驗證什么?

共識層確保每個人都同意正確的數據。執行層實際上是解釋了這些數據，使其有意義。“數據”是與區塊鏈的任意類型的交互，例如，部署合約，在交易所進行交易，發送付款等等。

區塊鏈的心跳來自于在鏈中引入一個新的區塊。當這種情況發生時，在新區塊之前的狀態和之后的狀態之間存在狀態轉換。狀態總結了之前在區塊0到區塊N=之間的所有數據。

CME“美聯儲觀察”：美聯儲5月加息25個基點的概率為68.3%:金色財經報道，據CME“美聯儲觀察”：美聯儲5月維持利率不變的概率為31.7%，加息25個基點的概率為68.3%；到6月維持利率在當前水平的概率為29.6%，累計加息25個基點的概率為66.0%，累計加息50個基點的概率為4.4%。[2023/4/14 14:02:38]

例如，如果有一個狀態包含Alice和Bob余額的分類賬，并且新的區塊包含了Bob向Alice支付的10個幣，則該區塊之后的狀態將擁有新的余額。“N+1區塊塊后的狀態”氣泡右側的虛線顯示，一個新的區塊可能會修改現有狀態(例如，Alice和Bob的余額)或創建新狀態(部署新合約，或將Carol添加到分類賬中…

rollps和eth2工作的要點是解決第1點。我們的計劃，不涉及共識和執行。那么會如何呢?

從2020年12月以來，我們有兩家并行運作的鏈條:

BitMEX推出責任證明系統，支持存款人自行核實負債:金色財經報道，加密交易所BitMEX宣布推出責任證明（PoL）系統，該系統支持存款人在加密貨幣交易所的總負債資產負債表中自行驗證其負債。自我驗證過程可以在沒有第三方審計員的情況下進行。客戶隱私得到保護，因為賬戶余額被隨機分成Merkle樹的多個葉子。準備金和負債快照每周發布兩次，分別是周二和周四。[2022/12/1 21:16:11]

在頂部，權益證明(PoS)-共識鏈(又稱“信標鏈”)。

在最底層，Ol‘的可靠的PoW-共識+執行鏈(也稱為。“eth1”)。

它們平行運行，但它們也相互溝通。好吧，現在還是一邊倒…

為了成為PoS-共識鏈上的驗證者，PoW-共識鏈+執行鏈上的用戶鎖定了存款合約中的32個ETH，這將自動轉換為PoS-共識鏈。一旦驗證者被激活，他們就可以開始驗證并接受獎勵。

Polygon開源零知識證明系統Plonky2:8月16日消息，Polygon宣布開源零知識證明系統Plonky2，另外，STARK證明器Starky也是開源的。Plonky2由Polygon于今年1月份公布，Plonky2是一種遞歸SNARK，并且與以太坊原生兼容，結合了PLONK和FRI，具有快速證明和無可信設置。[2022/8/16 12:28:58]

這種一邊倒的談話希望不會持續太久。合并永久地連接了PoS-共識鏈和PoW-共識鏈+執行鏈之間的鴻溝，允許驗證者為執行層生成區塊。因此，在合并之后，我們有兩個鏈:

相同的PoS-共識鏈

PoS支持的執行鏈(f.k.a，“eth1”)

當這種情況發生時，PoS-共識鏈的驗證者最終將能夠贖回和提取其收益和存款，并將它們發送回PoS支持的執行鏈。

所有這些本身就讓我們從PoW環境轉移到一個完全成熟的PoS環境。但是請注意，它并沒有完全增加鏈的帶寬--一個區塊的執行量是多少--這是分片的目標。在討論這個問題之前，我們先來討論一下如果只有一個執行鏈，那么擴展執行的其他方法都有什么。

顏色：一致=紫色，執行=綠色，數據=黃色

rollup是眾多可用的解決擴展方案之一，但從協議設計的角度來看，它可能提供了最佳的折衷方案。其方法很簡單:通過在鏈上提交重建狀態轉換執行所需的數據來合成狀態轉換，并將執行推到鏈下。如果有人對執行結果有質疑，或者有人忘記了在第一時間執行，那么所有人都可以處理該數據。無需權限!

更準確地說，執行所需的數據(事務輸入)與它的容器(事務)分離，并以節省空間的方式“綁定”。同時，rollup在執行鏈之外運行，提交數據并執行它。

為了“進行rollup”，用戶將資產存放在rollup合約中的執行鏈(“eth1”)上，然后他們在rollup上做一些事情，比如在其他rollup上進行資產交易。一旦完成，用戶就會從rollup中將資產撤回到執行鏈上。

什么是rollups的替代方案?如果不是這些垂直的黃色鏈，而是一堆平行的紅色鏈呢?例如，如果eth1鏈是“復制的”，并且幾個實例同時運行會怎樣?

在這里是我們如何處理幾個并行運行的多個執行鏈的問題。如果鏈條上發生了什么事需要別人知道怎么辦?這是一個非常棘手的分片問題，也就是在多個鏈之間怎么劃分執行的問題。

你會說“rollups也沒什么不同!”，實際上這也是真的。當用戶想從一個rollup對另一個rollup進行操作時，也會出現同樣棘手的問題。然而，關鍵是存在一些rollup的設計，其解決方案的空間廣闊，而且大多數還未被開發。那么，在將一種方法納入協議級別之前，為什么不讓rollup引導實驗呢?

這就把我們帶到了......

你聽說過區塊空間短缺嗎?rollup確實需要發布它們的數據，而eth1區塊空間非常少!而且我們說過，交叉分片很難。因此，為了用我們的檸檬做檸檬汁，為什么不使用分片來保存需要發布的rollup數據呢?使用64個分片，這是現在可用帶寬的64倍，而且可能更多，因為一個分片區塊可能會比eth1鏈區塊當前能夠容納的數據量高得多。

應該強調的是，這并不意味著在分片級別的執行永遠是被排除在外。以rollup為中心的以太坊是一個短期到中期的發展方向，直到(例如)找到更好的加密原語來保證跨多個鏈的正確執行。這一切都非常迷人，應該會讓很多人忙上很長一段時間。與此同時，rollup也是一個解決方案之一。

在這方面還有很多工作要做！首先，不要忘記Merge和數據分片是非常復雜的工作，目前有多個團隊正在處理其中一個或兩個。但即使在rollup方面，仍然有一些非常有趣的問題有待探索，而這些只是少數。

用戶在rollps之間的大規模遷移是一個非常酷的概念。如果以足夠多的公共交通工具來往于第一層(eth1)和第二層(rollps)之間，為什么你還要自己開車去呢?這有什么經濟學意義嗎?

如果我想在鄰近的rollup上做一些事情，因為他們有一些很酷的東西，而我的rollup沒有，那我是否從我自己的rollup到L1，然后從L1到鄰近的rollup?這似乎相當浪費。

對于當前的操作來說，rollup是一個巨大的帶寬改進，這是毫無疑問的，然而rollup并不是無限高速公路用戶所期望的，但仍然有很多人想要做很多事情，有時甚至是在同一瞬間！因此，rollps自然要處理擁塞問題，但是它與L1協議(即將發布的eip1559)所規定的擁塞市場相反，rollps有更大的設計空間可以探索。

說到擁塞，這是更特定于協議的，但我們還會看到EIP1559扮演交通警察的角色，來調節每個數據分片上發布的數據量，以確保驗證者能夠應付的數量。如果用戶認為一種eip1559機制很酷，那么請等到有64種機制在運行時再考慮。那么，rollups應該在哪里發布數據呢?在一個分片上只是使其可訪問而無需為正在聽的人跳分片？在多個分片上，要利用分片交錯計劃，分片依次發布一個新區塊，這樣我們距離新區塊發布數據的時間就不會超過幾百毫秒，難道這不是快速終結應用程序的理想選擇嗎?

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