如何在Layer3上建造安全高效的DEX

原文作者：FoxTechCEO康水跃，FoxTechCTO林彦熹

Layer?3?概念目前在区块链社区备受关注，被许多人视为革命性的进步，因为开发者可以在区块链平台之上创建各式各样的智能合约和去中心化应用。Layer?3?是以太坊扩容生态系统的一项伟大工程创新。如果说?Layer?2?的出现解决了通用型扩容问题，那么?Layer?3?的出现则解决了更加高速、更加低成本、定制化的扩容问题。

目前已经有不少建立在?Layer?2?上的去中心化交易所?DEX，那为什么还需要在?Layer?3?上建立?DEX?呢？大多数建立在?Layer?2?上的?DEX?均采用?AMM?模式，少数采用订单簿模式的?Layer?2DEX，比如?ZigZag，其交易成本比?CEX?高出一截。不管是?AMM?模式还是订单簿模式，Layer?3?上?DEX?的交易速度、成本都会有更好的用户体验。

现场 | 火币集团COO朱嘉伟：区块链是解决三个和尚如何打水的问题:金色财经现场报道，百度智能云Techday11月21日在北京举行。火币集团COO朱嘉伟在会上表示，区块链技术和其他多数技术很不一样，多数技术是解决一个和尚如何打水的问题区块链是解决三个和尚如何打水的问题，因此区块链适用于多方协同的场景，可以促进数据共享、优化业务流程、降低运营成本、提升协同效率以及建设可信体系。[2019/11/21]

Layer?3?完全可以建造出安全高效的?DEX?的原因有以下几点：

Layer?3?的?DEX?可采用与?Layer?1Solidity?相比更强大的语言写撮合引擎比如?Rust；

Layer?3?能高度定制，简化用户交易步骤，不必在每次下单都调用钱包授权；

Layer?3?的?TPS?相比?Layer?2?再次提升?100?倍数量级，成本再次降低?1/100?数量级，支持?Orderbook?模式；

金色相对论 | 陈钰璋：STO核心问题是如何与先行者争夺优秀项目:本期金色相对论中，高链资本创始合伙人陈钰璋就“STO来袭将如何影响市场”的问题发表看法，陈钰璋表示，STO给一些小国一个不错的窗口，不过问题是这些国家需要流量。没有流量的合法合规也没有太大用处。

如果区块链是创新，我们就要用创业的思维去理解它、改善它。看待STO的最核心问题是：如何与纳斯达克、红杉、软银这些交易所和巨额基金争夺真正的好项目？这是一个先有鸡还是先有蛋的问题：需要有足够的流动性，才能够吸引真正的好项目。但是谁来提供从零到一的流动性呢？我能看到的是超级财团，例如软银、黑石、GIC这些基金联合小国家的政府立法，成立国际上第一个不缺钱的稳定STO体系，吸引到最优质的顶级企业入驻，打造成功案例，然后把其他B轮、C轮的S级别企业吸引过去，才能建立良性循环。而新加坡政府如果能够把GIC和Temasek的流动性注入到STO里，在新加坡成立STO交易所，会改变历史。[2018/10/12]

Layer?3?与?Layer?2?一样，二者的的共识层均由?Layer?1?担当，安全性等级足够高；

动态 | ITAM Network发文 “DApps如何优化RAM使用率”:据IMEOS报道，ITAM Network在Medium上发表文章“DApps如何优化RAM使用率”。文中介绍DApps主要是在上传智能合约还有在使用智能合约Table保存数据的情况下使用RAM，并介绍如何通过在区块上运行数据达到RAM使用率最小化，还有DApps开发者应当考虑和准备的工作。文章最后ITAM Network表示这只是一种可供替代的方法，并不是唯一正确的途径。[2018/8/2]

Layer?3?有独立的数据可用性层，链外交易与资产状态的可见性均能轻易获知、获得；

用户可以使用?EOA?钱包或者智能合约钱包实现资产自托管，更好保障资产安全。

区块链基础设施的分层结构

目前区块链基础设施主要分为?Layer?0、Layer?1、Layer?2、Layer?3?四层。这些“Layer”到底指什么呢？我们最熟悉的?Layer?1?，通常指的是区块链的主网络，无需通过中心化客户端服务器即可通过每个节点P2P进行连接与交易，其中以太坊最为典型。每笔交易都会注册为一个区块并存储在分布式数据库中。Layer?1?是这?4?个?Layer?里最早出现。为了实现资产跨链，出现了?Omnichain?互操作协议，也就是?Layer?0?，其主要应用便是各式各样的跨链桥。

肯尼亚成立了一个特别小组，研究如何利用人工智能和区块链等最新技术:肯尼亚成立了一个特别小组，研究如何利用人工智能和区块链等最新技术。“我们错过了互联网浪潮，赶上了移动技术……区块链是下一个浪潮，我们必须参与其中。”信息部部长约瑟夫·穆切鲁(Joseph Mucheru)表示，在其他用途中，区块链可以帮助组织政府存储的土地记录，这对那些想要购买、出售或核实有关土地信息的人来说，是一种持续性的保障。[2018/5/5]

经典的区块链?Trilemma“三难困境”是指在相同一个?layer?里的不同解决方案，在去中心化、可扩展性、安全性三个方面，难以同时高度满足。典型案例是?ETH?选择了去中心化和安全性从而牺牲了可扩展性，而像许多后来的公链则是依赖去中心化程度较低的框架实现更高的?TPS。正因为有“三难困境”的存在，之后随着交易数量的增加，不可避免出现了交易延迟和费用飙升问题。为了解决网络拥堵，开发者们提出了基于?OP?或者?ZK?的?Layer?2?扩容方案。

Digital Asset建筑与技术战略首席技术官：对于智能合约 如何将资产与外部系统整合非常重要:据coindesk消息，区块链初创公司Digital Asset的建筑与技术战略首席技术官Shaul Kfir在Synchronize 2018会议上举例美国财政部的回购国债，表示1亿美元是一个小型交易，这是一个非常适合智能合同用例。在现实世界中，资产始终会被创造和摧毁。如何将资产与外部系统整合的问题非常重要。对于智能合约来说，最好的例子是“当人们想拥有这个逻辑上集中的IT系统，但是不希望它实际上是中心化的时候，任何时候在多个设备上都有一个工作流程。[2018/4/20]

在这种多层结构的设计里，Layer?1?为?Layer?2?提供共识并保障交易安全，而?Layer?2?将计算从主区块链上分离出来作为相对独立的执行层，最大限度地减少延迟并降低交易费用。Layer?3?在用户和底层区块链技术之间提供了一个抽象层，使用户更容易与?dApps?和智能合约互动，同时通过底层区块链确保其安全。Layer?3?能在?Layer?2?的基础上进一步做数据压缩，再通过?Layer?2?将证明打包回?Layer?1?进行链上验证，从而实现比?Layer?2?更加快速和低成本的交易。

在?Laye?2?完成了通用型扩容目的之后，开发者和用户将转入?Layer?3?以获得更加定制的功能以及更高的性能，因此预计?Layer?3?将出现丰富多彩的大型应用。目前有一大批?dApps?正在使用去中心化技术将Web2各式各样的商业模式搬到?Layer?2?上实现。Layer?3?将给这些应用带来更多的可能性、更大的想象空间。

如何运用零知识证明将?DEX?接入到?Layer?3?

DEX?是很重要的一类?Layer?3?应用。如果想在Layer?3?上建造一个名叫?OXExchange?的?DEX，那么实现这个目的最关键的技术是什么？在?Layer?3?部署这样的去中心化交易所，零知识证明的使用最为关键。

从交互逻辑上来看，用户在?OXExchange?当中的操作，会以调用智能合约的形式实现，也就是说每一次买入卖出订单都会转化为对合约函数的一次调用交易，而这样的每一笔交易都会被提交到?Layer?2?节点当中，并通过?zkEVM?执行。

在具体的实现方面，在?Layer?2?特定部署的智能合约会与?Layer?3?的应用进行交互。而接收到来自?Layer?3?的批量交易之后，Layer?2?的节点会进行?zkrollup?的证明生成，包括拆分?opcode?并生成电路，之后依据零知识证明算法证明执行的正确性。最终将生成的执行正确性证明提交到?Layer?1?链上，通过链上合约的验证，接受状态更新。

Layer?2?的?zkrollup?提供的服务可以获得更低的延迟，更好的用户体验。具体来讲，OX?需要与位于?Layer?2?的zkRollup?进行交互，从而利用?Layer?2??的“打包”来获得更大的吞吐量。OX?可以提供丰富的前端操作界面，底层复杂的交互逻辑完全对用户透明，用户可以像在所有的?DEX?当中那样，连接Web3钱包就直接使用?DEX?的各种服务。

从这个过程当中可以看出，Layer?2?的?zkRollup?层依旧在承担着链下执行计算，链上提交证明更新状态的职责，而?Layer?3?则主要负责执行更为具体的直接与用户交互的订单引擎功能。通过将复杂的计算从链上分层次执行，可以高效地提高效率，让交易成本以及吞吐量发生质的变化，用户体验也因此得到显著提升。

如何通过数据可用性?DA?来保障用户资产安全

在所有?Web3.0?项目中，数据可用性(DataAvailable)都扮演至关重要的角色。包括中心化交易所?CEX?在内的所有传统应用通常都不会使用?DA，因此用户数据透明度极低零，而?CEX?用户的资产安全等级完全取决于交易所做恶与否。Layer?3DEX由于采用专有的数据可用性，所以在极大降低用户手续费的同时，也保障了用户交易数据、资产安全。

Layer?3DEX?具备高吞吐量，这意味着有海量的数据需要处理。这些数据采用“DA?层L2”的混合存储模式以兼顾的效率与安全性。部署在L2的合约只需要纪录少数关键的数据以及一个?Merkel?根，而过程中的所有其他数据将记录在?DA?层。当用户与L3的应用交互时，交互过程中的原始数据将存入?DA?层，而?DA?层会对更新后的数据计算新的?Merkel?根；与此同时，L3应用也会向L2的合约发送一个证明，合约将由此检查?Merkel?根更新的正确性。这样的机制可以确保L2合约的状态与?DA?层的一致性，即保证记录的状态始终是正确的。

中心化应用的数据就像黑箱，而有了?DA?层的L3应用就像用一个既透明又安全的保险箱。L3应用的用户不用担心项目方跑路或破产，因为他们资产的安全性不再依托于项目方而是依托于以太坊三层?Layer，以太坊共识层提供为?Layer?3?应用提供最好的安全性。

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