如何在 Layer3 上建造安全高效的 DEX

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时间：1900/1/1 0:00:00

撰文：康水跃，Fox Tech CEO；林彦熹，Fox Tech CTO

Layer3 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（dApps）。Layer3 是以太坊扩容生态系统的一项伟大工程创新。如果说 Layer2 的出现解决了通用型扩容问题，那么 Layer3 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 Layer2 上的去中心化交易所 DEX，那为什么还需要在 Layer3 上建立 DEX 呢？大多数建立在 Layer2 上的 DEX 均采用 AMM 模式，少数采用订单簿模式的 Layer2 DEX，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，Layer3 上 DEX 的交易速度、成本都会有更好的用户体验。

Layer3 完全可以建造出安全高效的 DEX 的原因有以下几点：

Layer3 的 DEX 可采用与 Layer1 Solidity 相比更强大的语言写撮合引擎比如 Rust；

路透社：SBF欺诈指控回避了关于美国法律如何看待加密货币的争论:1月9日消息，Sam Bankman-Fried可能会发现很难辩诉应该撤销针对他的欺诈指控，因为美国法律如何对待加密货币存在不确定性，就像涉及数字资产的刑事案件中其他被告一样完成了。法律专家表示，这是因为曼哈顿联邦检察官对现已破产的加密货币交易所 FTX 创始人的指控在很大程度上回避了正在进行的关于加密货币是否应作为证券或商品进行监管的辩论。但据专家称，这种不确定性与针对SBF的大部分指控无关。虽然他面临一项串谋证券欺诈的指控，但该指控称他误导了FTX的股票投资者，并未涉及交易所交易资产的性质。[2023/1/9 11:02:36]

Layer3 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；

Layer3 的 TPS 相比 Layer2 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；

Layer3 与 Layer2 一样，二者的的共识层均由 Layer1 担当，安全性等级足够高；

Coinbase Wallet推出交易模拟功能，可了解智能合约代码如何处理加密资产:金色财经报道，据 Coinbase Wallet 社交媒体账户透露，Coinbase Wallet 已推出交易模拟功能，通过自动模拟兼容 EMV 网络上授权交易时将执行的代码，用户可以了解哪些资产将离开自己的钱包，以及收回相关资产的近似估值。Coinbase 表示，该功能的主要目的是让用户清楚地了解区块链应用程序或智能合约将如何处理他们的加密资产。[2022/11/21 7:52:42]

Layer3 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。

图 1: DEX 从 Layer 1 到 Layer3 的性能变化

目前区块链基础设施主要分为 Layer0、Layer1、Layer2、Layer3 四层。这些“Layer”到底指什么呢？我们最熟悉的 Layer1，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。Layer1 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 Layer0，其主要应用便是各式各样的跨链桥。

观点：目前行业内是一个沉淀期，builders应该更多去focus在如何解决问题:近日，BeWater DevCon 2022 全球开发者大会在硅谷湾区成功举办，来自Polychain Capital, Uphonest Capital, DFG Capital, Foresight Ventures的嘉宾进行了圆桌讨论，围绕“VC如何在熊市中投资和支持Builders”。Polychain Capital的Jacob Philips表示，目前行业内是一个沉淀期，builders 应该更多去focus在如何解决问题。Uphonest Capital的KJ表示，VC应该作为共同创业的伙伴，而不仅仅是投资就不管事儿了。DFG Capital的Joanna表示，这个熊市的基本面已经和18年19年的熊市大不一样，基础设施得到大量发展，让大家多多探索

Foresight Ventures的Suning表示，builder可以在熊市多做一些新尝试，比如在开发语言方面，尝试Move或Cairo，探索全新生态的可能性。同时作为Foresight Ventures也会更多关注真正颠覆性的创新，以及围绕DAO或者NFT等的crypto-native的文化发展。[2022/6/24 1:29:46]

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 Layer2 扩容方案。

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在这种多层结构的设计里，Layer1 为 Layer2 提供共识并保障交易安全，而 Layer2 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。Layer3 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。Layer3 能在 Layer2 的基础上进一步做数据压缩，再通过 Layer2 将证明打包回 Layer1 进行链上验证，从而实现比 Layer2 更加快速和低成本的交易。

在 Laye2 完成了通用型扩容目的之后，开发者和用户将转入 Layer3 以获得更加定制的功能以及更高的性能，因此预计 Layer3 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 Layer2 上实现。Layer3 将给这些应用带来更多的可能性、更大的想象空间。

BM：对代理如何运作和“dApp开发者”如何计费的理解可能需要调整:北京时间今日凌晨，BM在开发者群发表对代理如何运作和“dApp开发者”如何计费的理解：

??1）所有CPU/带宽都是“执行操作的用户”；

??2）所有存储都按照dApp的选择向用户或dApp付费；

??3）dApp开发人员希望授权用户将带宽委托给用户；

??4）授权带宽理论上可以用于任何dApp。

现在想象一下，你是一个社交媒体公司，希望为用户提供免费账户。用户在您的网站上注册，您为他们创建一个区块链账户，然后将一些带宽委托给他们。您的应用可以选择为每个授权用户支付有限的存储空间，这使他们能够在他们需要携带自己的存储空间之前，拥有N份杰出的帖子和V张投票。如果您的应用不想为用户支付存储费用，则该应用可能完全是BYOS（注：Bring your own storage，使用你自己的存储）和BYOB（注：Bring your own Bandwith，使用你自己的带宽）应用。如果用户不继续他们的订阅或停止使用您的服务，那么您可以将带宽重新分配给其他用户。[2018/4/30]

DEX 是很重要的一类 Layer3 应用。如果想在 Fox Tech 开发的 Layer3 上建造一个名叫 OX Exchange 的 DEX，那么实现这个目的最关键的技术是什么？在 Layer3 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 OX Exchange 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（transaction），而这样的每一笔交易都会被提交到 Layer2 节点当中，并通过 zkEVM 执行。

在具体的实现方面，在 Layer2 特定部署的智能合约会与 Layer3 的应用进行交互。而接收到来自 Layer3 的批量交易之后，Layer2 的 Fox 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 Layer1 链上，通过链上合约的验证，接受状态更新。

Layer2 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 Layer2 的 Fox zkRollup 进行交互，从而利用 Fox 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，Layer2 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 Layer3 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。

图 2: Layer3 DEX 架构图

在所有 Web 3.0 项目中，数据可用性 (Data Available) 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。Layer3 DEX 由于采用专有的数据可用性（DA），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。

Layer3 DEX 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。在像 Fox 这样的 zk-Rollup 的例子中，以太坊共识层提供为 Layer3 应用提供最好的安全性。