以太坊Layer 2的N个未解之谜以及潜在的解决方案

编者按：本文来自链闻ChainNews，撰文：潘致雄，星球日报经授权发布。以太坊Layer2即将在本月进入一个新的阶段，基于Rollup技术的Optimism网络将正式在主网上推出，OffchainLabs的Arbitrum方案最快也会在本月或下个月推出。Layer2是以太坊社区中的热门话题，但是「未解之谜」也不少。其实，大家对于Layer2不少的质疑和问题，已经有了潜在的解决方案。当然，也有些问题还没有明确的答案。基于我们的观察，以及根据社区对Layer2的公开讨论，链闻整理了一份常见的Layer2问题列表，以及潜在的解决方案：Layer2的用户体验更差？

的确存在这个可能性，毕竟早期Layer2网络的钱包、应用、配套工具很不完善，就像早期的以太坊网络一样。特别是从概念上理解和学习Layer2，就更增加了认知负担。不过幸好这个问题随着二层网络的普及和设施的完善，是可以逐渐解决的。而且从长远来看，二层网络是可以增加用户体验的，比如用户在进入以太坊生态时，钱包就可以帮助用户解决多Layer2账户的问题，交易的速度在Layer2网络中会更快，交易费用也更低。所以从钱包和应用角度来说，最好的策略可能是不需要让用户感知到什么是Layer2。毕竟这是个技术术语，不是大多终端用户该学习和了解的。资产从Layer2退出到Layer1需要一周时间？

MassBit宣布与以太坊扩容方案Polygon集成:1月2日消息，官方消息，去中心化解决方案MassBit宣布与以太坊扩容方案Polygon集成，将Polygon区块链添加到的MassBit跨链索引产品中。[2022/1/2 8:20:00]

有些基于欺诈证明或博弈论机制的扩容方案设置了长达一周的退出期，这个体验对于有即时交易和转账需求的用户来说的确很不友好。这也可能成为阻碍用户进入这些Layer2网络的最大疑虑之一，如果用户需要快速提现到Layer1或者其他Layer2网络，必须要给用户一些可以快速退出Layer2的解决方案。其实从长远来看，这应该也不会成为很大的问题，因为Layer1很可能会成为更贵的结算层，大多数用户甚至都没有必要直接去Layer1，钱包、应用、交易所、OTC通道都可以在Layer2上完成。另外，如果未来只有一家独大的Layer2网络的话，用户也就没有跨Layer2的需求了。但是如果未来是多Layer2网络的格局，用户就会有较多的跨Layer2需求，这时候如果也需要等待7天，用户肯定是无法接受的。所以已经有一些项目在提供跨Layer2网络的资金桥，用户的资产可以即时从一个Layer2网络跨链到另一个Layer2网络，同时需要支付一些费用，毕竟节约了7天的资金使用成本。具体来说，比如Maker在提供DAI的资金桥，Connext、Celer的cBridge、DeGate、HopProtocol也都在尝试提供这样一套通用解决方案。参考链接：《避开Rollup战场，Connext选择用状态通道打通Layer2「孤岛」》应用需要开发Layer2专用版本吗？迁移成本高吗？

过去一周以太坊DEX项目总交易额合计6,400万美元:据DAppTotal DEX专题页面数据显示：截至目前，已统计的20个基于以太坊网络的DEX项目，过去一周链上交易额共计313,021个ETH，合计64,005,827美元。整体而言，过去一周按交易用户量排名，活跃用户量最多的DEX项目分别为：Uniswap（9,918个）、Kyber（7,817个)、IDEX（6,791个）、Tokenlon（2,277个）、ForkDelta（1,592个）；按用户交易额排名，交易额最大的DEX项目分别为：Uniswap（120,770ETH）、Kyber（99,044ETH）、Tokenlon（37,910ETH）、IDEX（27,671ETH）、DDEX（24,844ETH）。[2020/3/9]

没错，对于大多数的Layer2来说，应用开发者是有额外的开发成本的，可能需要学习该网络所特定的开发环境，比如zkSync的Zinc、StarkWare的Cairo，当然官方应该会提供一些基本的工具，让开发者也可以很方便的将Layer1应用转换为Layer2版本。就算是对于直接支持EVM的Layer2网络来说，开发者也需要部署一个Layer2的版本，独立于Layer1版本。不过也有一些Layer2方案考虑到了开发者迁移的难度，所以发明了「原地扩容」的概念，Layer1的应用不需要做额外的调整，也能被Layer2网络所使用。在这个场景下，Layer2更像是资金的指令层，专门用来实现资金的调配。在这个领域贡献的团队主要是Celer的Layer2.Finance和StarkWare的DeFiPooling方案。参考链接：《详解Celer新扩容方案Layer2.finance：「原地扩容」而无需迁移DeFi应用》最终会只有一个Layer2吗？

动态 | 审计公司将在下周发布以太坊2.0审计报告:金色财经报道，以太坊基金会核心研究员Danny Ryan表示，安全审计公司Least Authority将在下周发布其对以太坊2.0 Beacon链的审计报告。[2020/2/5]

有不少人认为最终Layer2可能也会呈现一家独大的格局，所以应用开发者都在考虑要挑选哪个Layer2网络进行研发。毕竟在同一个Layer2网络中的应用才有更好的可组合性。不过考虑到不同Layer2技术之间的差异性，比如安全性、扩容效率等因素，很可能不会只有一个最终的寡头。比如对于Rollup来说，提升两个数量级已经是非常不错的了，但是如果想承载更高性能和更低成本的交易，可能Plasma技术更合适一些，比如Polygon搭建的围绕NFT游戏的生态，就可以独立于Rollup生态。ZKRollup会是终极解决方案吗？

很多人在比较ZKRollup和OptimisticRollup的时候，都觉得ZKRollup可能会是Rollup扩容技术的最终形态，因为它更安全。但是考虑到ZKRollup双杰MatterLabs和StarkWare的主网上线时间都还不确认，所以按照保守估计，他们的主网可能要到年底或者明年了。这一年的差距足够其他项目在OptimisticRollup或者Plasma方案上搭建应用生态，甚至是构建生态壁垒了。另外ZKRollup从性能上还有很大的优化空间，进行零知识证明类的计算需要消耗巨大的计算机算力，随着FPGA方案或者通用CPU能力的提升，性能和会逐渐提升。当然还有一种可能性，就是OptimisticRollup在今年或者近两年内都可以为扩容提供最直接的扩容效果，后续他们也可以和ZKRollup方案进行合作或合并，以更安全的方式实现扩容。Layer2之内的各个应用有可组合性吗？

动态 | 以太坊 2.0 已发布第 0 阶段代码规范 v0.10.0 版本:根据以太坊 Github 代码库显示，以太坊 2.0 已经发布第 0 阶段代码规范 v0.10.0 版本，该版本主要致力于将新的 BLS 标准集成到以太坊 2.0 规范中。ethhub 创办人 Eric Conner 表示，该版本即将进行审计，也是未来多客户端测试网的基础。链闻此前报道，以太坊已授权计算机科学技术公司 Least Authority 进行以太坊 2.0 第 0 阶段（phase 0）的全面审计，重点针对包括拒绝服务（DoS）攻击、可能导致的意外分支及对抗链资源滥用攻击、与网络和资金相关的攻击等关键项目进行审核。[2020/1/11]

对，Layer2网络内的应用是具有可组合性的，各个应用、智能合约之间可以互相调用。或者也可以通过一些第三方的工具实现应用之间的交互，比如Layer1上的Furucombo就是提供类似功能的，Layer2上或许也会出现这些工具。当然，其实不是所有应用之间都有可组合性的需求，比如大多数DeFi应用和NFT就不需要组合在一起。不同Layer2之间的应用有可组合性吗？不同Layer2之间的应用是不具有可组合性的，至少目前的一些Layer2方案还没考虑到跨网络的应用调用能力。但是如果有跨Layer2的资产迁移需求，目前已经有部分团队在实现了，比如Connext、Celer的cBridge、DeGate、HopProtocol等。多个Layer2节点之间如何协调？需要有共识吗？

声音 | 洪蜀宁：2020年比特币价格将创新高而以太坊持续走低:金丘区块链研究院院长洪蜀宁刚刚发微博，对区块链2020年发展作出十大预测称：1.bakkt交易量爆发，成为比特币第一大期货交易所。2.比特币价格创历史新高，以太坊价格持续下跌。3.usdt发生挤提事件，稳定币概念退潮。4.闪电网络被广泛接收，比特币再次面临扩容硬分叉。5.出现比特币链上去中心化借贷项目，以及相关的衍生品项目。6.大量的DAO项目涌现，区块链众筹融资诞生新的模式。7.资本驱动下越来越多的联盟链项目拥抱开源，联盟链的节点数量迅速增加。8.联盟链与公链的界限渐渐模糊，主流金融机构开始尝试公链应用。9.PoS试验宣告失败，PoW重新成为主流共识算法。10.匿名性和隐私保护日渐被关注，零知识证明成为区块链标配。[2019/12/31]

Layer2网络之中也存在一些特殊的节点，帮助维护网络的运营和安全。这些节点可能需要定期将二层的数据发布到一层，可能需要监控所有Layer2数据防止有人作弊，也可能需要提供零知识证明的算力等等。目前很多Layer2项目都没有公开多节点怎么互相协调的机制，也就是二层网络的节点之间是通过怎样的共识达成一致的。所以很多扩容网络早期会以单节点或者单运营商的方式运行，毕竟这样安全也可控。其实也有部分团队提出了相对简单的共识，比如Hermez提出的ProofofDonation，所有节点之间是通过竞价的方式获得打包权，价高者付出协议原生代币HEZ，并可以从用户付出的转账费用中获得收入。从长期来看，Layer2网络都应该会实现自己的一套共识方案，以满足去中心化和无需许可的特点。参考链接：《速览以太坊ZKRollup扩容方案Hermez，将专注转账高频场景》Layer2网络都会发行代币吗？

目前来看，很多Rollup方案的网络都还没有表示是否会发行代币，但是发行代币的可能性不低。这个问题和上一个问题相关，如果扩容网络需要加入共识，那就很天然的需要原生代币，否则以什么方式实现共识呢？当然，或许也可以用ETH。比如Hermez实现共识的方式就是通过协议的代币HEZ，MatterLabs也已经公开表示将会为zkSync网络发行代币。也有几个Layer2方案之前就已经发行了代币，比如路印协议、Celer、Polygon等。参考链接：《MatterLabs将为zkSync推出原生代币，以实现共识并加快交易确认速度》目前OffchainLabs、Optimism、StarkWare、FuelLabs、Aztec都还没有表示过是否会发行代币，也不愿意提及这方面的思考。或许他们也是在完善这方面的设计，以提供博弈均衡的代币经济学方案。可以在Layer2实现隐私交易或资产匿名化吗？

有个别团队在通过一个独立的Layer2网络为以太坊增加隐私交易功能，为用户增强资产匿名化的效果，类似于混币工具Tornado.Cash。Aztec是目前专注于该领域的团队之一，他们刚刚在主网上线了2.0版本，可以在他们的以太坊二层Rollup网络中实现隐私交易。参考链接：《以太坊隐私技术解决方案Aztec启动Aztec2.0Rollup，已启用ETH隐私Rollup服务》虽说二层扩容方案ZKRollup的「ZK」是指零知识证明，但是这个ZK并不是用在隐私交易上的，而是利用zk-SNARKs技术中的「简洁性」提升可扩展性。所以Aztec为他们的技术取名为ZK2Rollup或ZKZKRollup，为ZKRollup加上了用来实现隐私的零知识证明。考虑到目前以太坊社区最重要的匿名产品Tornado.Cash的Gas消耗量较大，对1ETH进行一次隐私操作可能至少需要消耗额外20%的Gas，很大程度上阻碍着项目的采用度。所以，也许Tornado.Cash最终也会考虑Layer2解决方案。Layer2上能避免抢先交易或MEV吗？

已经有部分Layer2协议开始针对该主题进行了研究和推出了解决方案，但是离最终上线应该还有些时间。以太坊Layer1主网自DeFi应用的普遍化和复杂化之后，针对交易排序的价值摄取行为逐渐增加，通常这类行为可以称为抢先交易或MEV。此前OffchainLabs曾表示他们已经发表了研究论文，将会探索全新的共识算法，让交易排序变得更去中心化，最终实现减少MEV的可能性。而MatterLabs则考虑通过零知识证明和VDF实现。参考链接：《以太坊扩容顶尖团队MatterLabs与OffchainLabs聊Rollup的未来展望》同时，还有一些团队尝试在Layer1上提供MEV的解决方案，比如研究团队Flashbots。不过，相比较需要很高安全性的区块链底层Layer1共识来说，在Layer2上解决这个问题可能会更灵活和高效。

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