一文了解以太坊扩容生态的核心：Rollup以及数据可用性（DA）解决方案

按照计划，在未来的3-9个月，以太坊将会迎来两次重要的升级，第一次是所谓的“TheMerge”，简单理解就是目前的以太坊主网络将与信标链的权益证明系统“合并”起来，这将标志着以太坊PoW时代的结束，以及网络向PoS共识机制的全面过渡。TheMerge升级除了大大降低维护网络所需的能源消耗之外，还会减少90%的ETH新增区块奖励，这相当于ETH会经历三次“产量减半”，再加上EIP-1599燃烧机制销毁的ETH，这可能将对市场供需之间的关系产生非常大的影响。

而第二次升级的主要内容，就是近期Vitalik等人经常会提起的EIP-4844，这是部署danksharding扩容方案的第一步，也是以太坊解决扩容难题的重要一步。

而在本文当中，我们重点关注的，就是更新以太坊接下来的扩容路线图以及相关的生态项目进展。

注：以太坊扩容概念涉及到了侧链、状态通道、Plasma、数据分片、Rollup、danksharding、跨链桥、DA解决方案等概念，但社区目前的焦距点其实就剩下了后面几个，因此本文会围绕Rollup、danksharding以及相关的DA解决方案进行展开。

扩容的瓶颈，以及以太坊采取的模块化扩容路线

在阐述以太坊采取的模块化扩容路线图之前，我们先来回答一个问题：当我们谈论区块链扩容时，我们谈论的到底是什么？

可能很多人会脱口而出：TPS！

而这就是Solana对待扩容采取的思路，它采用了横向扩展的技术方案sealevel，旨在随硬件技术的发展逐渐实现扩容。

而在以太坊的扩容逻辑当中，可扩展性=验证所有交易的成本。

因此，当一个系统的节点需要执行一切时，它就会遇到成本的问题。当市场的需求在短时间内大于节点的承载范围时，就会出现费用市场，这表现出gas费用飙升、网络确认严重延迟等糟糕现象，我们说，这种系统的可扩展性就是糟糕的。

Otherside转移5月初出售地块获得的1678万枚APE，目前其价值跌去近九成:6月20日消息，据链上分析师余烬监测，Yuga Labs元宇宙项目Otherside去年5月1日出售地块获得的1678万枚APE在2小时前发生了转移：其中470万枚（约合954万美元）转入Coinbase Prime，还有800万枚（约合1624万美元）转至0xa07开头多签地址。

这1678万枚APE在去年5月1日卖地时价值3.35亿美元，现今价值3400万美元，仅为当时的1/10。[2023/6/20 21:49:57]

而随着技术社区的不断研究和讨论，以太坊社区逐渐形成了以RollupL2方案为执行层，以太坊主网为共识层和数据可用性层的模块化扩容共识。

简单来说，RollupL2层将是大部分用户与整个以太坊系统进行交互的一层，绝大部分的tx行为会发生在这里，然后这些L2系统会将聚合的状态数据连同calldata存储在链上或链下。

而以太坊主网，则作为整个系统的安全共识层，并通过danksharding数据扩容方案有效增强

RollupL2层的可扩展性。

在简单了解了以太坊的扩容路线图之后，我们来了解一下涉及到的重点RollupL2以及DA解决方案。

OptimisticRollupVSzkRollup

关于采用欺诈证明的OptimisticRollup以及采用有效性证明的zkRollup是什么，以及这些方案的优劣势对比文章已经非常多了，在过去的一年当中，由于Vitalik撰文提到zkRollup会是最终的Rollup扩容方案，再加上当前OptimisticRollup网络费用较高、向L1主网提款存在1周限制等因素，社区对zkRollup方案的预期是大于OptimisticRollup的。

而进入今年之后，随着OptimisticRollup的一些短板问题得到解决，以及danksharding扩容方案被提出之后，OptimisticRollup方案在中短期内更容易实现扩展的呼声变得越来越大。

下面，我们来简单了解一下当下最受期待的几个L2项目的情况：

Arbitrum

当前网络TVL：31.2亿美元

Rollup类型：OptimisticRollup

融资情况：种子轮370万美元，投资机构PanteraCapital

过去12小时全网爆仓1.39亿美元:金色财经报道，数据显示，过去12小时全网爆仓1.39亿美元，其中，多单爆仓1.24亿美元，空单爆仓1554万美元。[2023/6/15 21:38:53]

A轮2000万美元，B轮1亿美元，领投机构LightspeedVenturePartners，其他参投方包括PolychainCapital、RibbitCapital、RedpointVentures、PanteraCapital、AlamedaResearch以及MarkCuban，投后项目估值12亿美元，最新的项目估值未知。

以下是Arbitrum的生态图：

目前Arbitrum网络的TVL主要集中在SushiSwap(SUSHI)、Abracadabra(SPELL)、GMX(GMX)、Curve(CRV)、dForce(DF)、Synapse(SYN)、Dopex(DPX)、Balancer(BAL)、Uniswap(UNI)以及HundredFinance(HND)这10个应用上。

数据来自https://defillama.com/chain/Arbitrum

需要注意的一点是，尽管Arbitrum在TVL以及生态应用数量方面暂时处于领先的位置，但其github存储库?更新频率似乎有所放缓。

Optimism

当前网络TVL：5.3亿美元

Rollup类型：OptimisticRollup

美联储6月加息的可能性上升至40%左右:金色财经报道，美联储掉期数据显示，美联储6月加息的可能性上升至40%左右。此前，美联储洛根表示，目前的数据不足以证明需要暂停加息。[2023/5/18 15:12:02]

融资情况：种子轮350万美元，投资机构IDEOCoLabVentures和Paradigm

A轮融资2500万美元，投资机构AndreessenHorowitz

B轮融资1.5亿美元，投资机构AndreessenHorowitz和Paradigm，投后项目估值16.5亿美元。

以下是Optimism的生态图：

目前Optimism网络的TVL主要集中在Synthetix(SNX)、Uniswap(UNI)、Lyra(LYRA)、Synapse(SYN)、cBridge(CELR)、PerpetualProtocol(PERP)、HopProtocol、ZipSwap(ZIP)、Connext以及G-UNI(GEL)这10个应用上，暂时落后于Arbitrum。

数据来自https://defillama.com/chain/Optimism

而在研发方面，Optimism团队的github存储库?更新频率依然保持一个稳定的状态，并且该团队在今年2月份的ETHDenver大会上展示了mini-danksharding?的研究成果，这也就是目前以太坊社区在积极讨论的EIP-4844原型。

Glassnode：比特币历史上第一次出现在200周均线以下交易的周期:金色财经报道，据区块链分析公司Glassnode披露数据显示，近期比特币价格徘徊在几个流行的和广泛观察的技术分析定价模型之间，在2月份触及200周和365天移动平均线（约25.0k）的阻力后，价格在本周触碰了200天和111天平均线（约1.98万）然后反弹，这是历史上第一个BTC在200周均线以下交易的周期，从这个角度来看市场正处于新的领域。此外，Glassnode数据显示在硅谷银行倒闭期间Tether始终处于1.01至1.03美元溢价，这意味着在人们担心美国银行业受到严格监管的情况下Tether被视为一个安全的避风港。[2023/3/17 13:11:07]

Starkware

当前网络TVL：StarkEx11.34亿美元

StarkNet：仍处于alpha测试阶段

方案类型：ZKRollup+Validium+Volition

融资情况：种子轮600万美元，投资方包括以太坊创始人VitalikButerin、Paradigm、PanteraCapital以及PolyChain，同年7月份，Starkware接受了以太坊基金会的1200万美元投资；

A轮融资3000万美元，红杉资本、Paradigm、ScalarCapital、MultichainCapital、IntelCapital、SemanticVentures、Pantera等参与投资；

B轮融资7500万美金，Paradigm领投，红杉资本、WingVentureCapital、PanteraCapital继续参投，包括ThreeArrowsCapital以及AlamedaResearch也参与了投资；

C轮融资5000万美金，红杉资本领投，AlamedaResearch、Paradigm、ThreeArrowsCapital等继续参与投资；

此外，最近Starkware还被曝出正在以60亿美元估值进行1亿美元的D轮融资，目前尚未被确认。

预计到12月欧洲央行加息幅度将超过125个基点:6月3日消息，欧元区货币市场目前预计，到12月欧洲央行加息幅度将超过125个基点。（金十）[2022/6/3 4:00:49]

以下是由coin98整理的Starkware的生态图：

在研发方面，Starkware甚至更进一步，该团队提出了L3的模块化设计，这可以为各种应用和用户提供定制化的服务和体验。

此外，StarkWare采用的是Cairo语言，这有利于性能，但并不兼容EVM，因此现有以太坊主网的应用无法直接迁移到StarkNet，因此其生态的扩展，可能需要进行更多的教育和推广工作。

截至目前，尽管StarkNet的主网已经上线，但由于其仍处于alpha阶段，因此存在一些限制。

MatterLabs

当前网络TVL：zkSync1.4亿美元

zkSync2.0：仍处于测试阶段

方案类型：ZKRollup+zkPorter

融资情况：种子轮200万美元，Placeholder领投，1kx、Dekrypt、Hashed以及Dragonfly跟投；

A轮融资600万美元，USV领投，Placeholder、1kx和Dragonfly等参投；

B轮融资5000万美元，AndreessenHorowitz领投，Placeholder、Dragonfly、1kx等机构参投，AAVE、Lido、PerpetualProtocol等70多个以太坊生态团队参与了投资。

以下是zkSync的生态图：

与StarkWare选择的定制化扩容路线不同，MatterLabs专注的是完整的EVM兼容性，今年2月份，MatterLabs宣布了zkSync2.0的公共测试网上线，这是第一个兼容EVM的ZKRollup。

尽管如此，zkSync2.0距离进入实战应用阶段可能还有一段较长的时间。

而zkSync2.0选择的链外数据可用性方案被称为zkPorter?

AztecProtocol

当前网络TVL：0.12亿美元

方案类型：ZK-ZKRollup?

融资情况：种子轮融资，ConsenSysLabs和SamosInvestments

A轮融资，Paradigm领投，EtherealVentures、VariantFund、Nascent、IOSGVentures等参投；

作为一个专注于隐私保护的L2层，AztecProtocol目前还没有展现出足够的吸引力，这需要更多的研发和市场推广工作。

数据可用性解决方案

以上，我们提到了一些当下最受社区期待的以太坊L2项目及其进展，而与它们相关的，则是配套的数据可用性解决方案。

目前，各大Rollup项目都是使用以太坊L1主网作为链上的数据可用性层，但这显然非常昂贵，并且可扩展性较差。因此，像StarkWare和zkSync采用了Validium、Volition以及zkPorter这样的链外数据可用性解决方案，这些方案要更便宜，但安全性和去中心化属性显然不及以太坊主网。而在今年年底，像danksharding、celestia、PolygonAvail等数据可用性方案也将陆续推出。

因此在这一部分，我们来具体聊一聊这些DA解决方案。

Validiums

最初的validiums方案是使用零知识证明来验证交易有效性，并通过中心数据提供者将交易数据存储在链下，也因此，validiums方案是最便宜的，但其DA保证也是最糟糕的；

由于这些安全问题，当前StarkWare选择的验证设计使用了一个委员会，而不是单个数据提供者。

数据可用性委员会(DAC)

数据可用性委员会可以被认为是具有多个节点的Validiums方案。

这些节点是受生态信任的参与方，他们将数据副本保存在链外，并在rollup运营商恶意行为的情况下将它们重新传递给公众。这些节点通过在链上发布签名来证明L2的数据是可用的。

DAC委员会通常由7-10名成员组成，因此在考虑到类似制裁这样的极端情况下，他们有权串通冻结或窃取用户的资金。

当然，好处是DAC委员会的成本是非常低的。

注：目前，ImmutableX以及Sorare就是采用的DAC解决方案。

Volition

Volitions是一个让用户在链上和链下进行选择的数据可用性解决方案，当选择链上选项时，费用更高，但安全性更好，当选择链下选项时，费用更低，但安全性会较差。

Celestium

Celestium是一个L2链，它使用Celestia作为数据可用性层，但使用以太坊主网作为结算和争议解决层。Celestium可以被认为是一个无需许可的数据可用性委员会(DAC)，它对数据可用性有额外的经济保证，因为如果委员会行为不当，他们可能会受到惩罚，因此其安全性保证相对DAC会更高一些，但在成本这个因素上，Celestia显然要高于DAC。此外，PolygonAvail也在尝试做类似的事情。

danksharding

在去年的时候，以太坊研发团队是计划通过数据分片来实现链上的数据可用性扩容，但由于其实现难度较大，这会给其他L1生态带来非常大的竞争机会。

而在DankradFeist提出名为danksharding的简化新分片设计后，以太坊的链上数据扩容进程将更快地实现，这会大大缓解竞争压力。

作为以太坊链上DA解决方案，理论上danksharding的安全性自然是最高的，但关于成本这一项，目前还没有一个定论，根据polynya的说法?，在danksharding未饱和的情况下，danksharding的成本要比validiums更低，但如果达到饱和状态，那么validiums以及其他DA解决方案的成本可能会更低。

这可能需要社区进行更多的研究。

笔者预计，如果加密市场进一步主流化，这些DA解决方案可能都会迎来自己的需求，而目前似乎也很难判断它们将占据多少比例的市场份额。

三、总结

经过开发者们数年的研发与讨论，以太坊目前已经形成了一套非常合理的扩容路线图，这对整个以太坊生态而言无疑会是一件好事。另一方面，今年一些竞争L1的叙事可能会因此而变得缺乏吸引力。

但从长期来看，多链以及多Rollup的格局可能依旧不会改变。

也因此，类似跨链协议这样的赛道，同样还是值得关注的。

而即将爆发的L2战争以及DA方案战争，会是笔者接下来的关注重点。

参考资料：

https://ethereum.org/en/upgrades/merge/

https://defillama.com/

https://l2beat.com/

https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-4844

https://blog.celestia.org/ethereum-off-chain-data-availability-landscape/

https://twitter.com/epolynya/status/1495763124250685454

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