LAYER:DeFi 需要什么樣的擴容網絡？從 Radix、StarkWare 技術推論

本文發布于白計劃，作者：Li。

DeFi已然成為加密貨幣世界不可或缺的組成部分。

整個2020年，DeFi規模得到了空前增長。據DefiMarketCap統計，Top100DeFi代幣的市值已經接近千億，而通過查閱可知，DeFi鎖倉資產也已經超過500億美元。

上圖為DeBank顯示的DeFi鎖倉資產變化

這個龐大的數字是基于以太坊形成的，如今，以太坊已經承擔著BTC、ETH以及DAI等其他鏈上資產的流動價值，但根據以太坊的運行邏輯，在這個龐大的數字背后，是巨大的資源消耗。

通過查閱以太坊gas消耗量可知，在ETH價格不斷攀升、DeFi應用不斷增加的今天，以太坊單日礦工收入峰值已經超過2700萬美金。除了常規的區塊獎勵外，這個數字中很大部分收入是由DeFi用戶調用智能合約所致。

gas費過高不僅僅增加了用戶使用加密貨幣的門檻，從更高的維度看，這阻礙了加密貨幣出現的初衷：普惠金融。

所以，加密貨幣需要解決交易中的成本問題，實現更低成本的DeFi交易。目前很多公鏈項目已經有了明確的發展路線圖，以太坊的DeFi最多，所以目前其擴容方案最具有代表性，方案有三：轉向PoS、分片、Layer2。

以Layer2技術擴容的代表項目有StarkWare、Matic、Celer等，而以分片等方式擴容的代表網絡有Radix、Near等。兩種形式從技術上各有所長，對DeFi賽道的幫助也有所差異，本文中，我們將以這兩種擴容設計來推論：DeFi需要什么樣的加密貨幣網絡？

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Layer2是目前最容易實現的擴容方案

以太坊和其他公鏈，都在嘗試利用多鏈結構擴容，例如以太坊2.0可能實現的同構分片、波卡正在實施的異構分片、COSMOS的跨鏈結構。而新出現的雪崩協議等網絡，在多鏈結構里更細化的定義了功能分層和功能模塊化實現擴容。

這些都是龐大且長遠的設計，例如波卡未來還需要經歷插槽拍賣、COSMOS還需要建立更好的生態，其余的鏈的技術進展和生態建設也還處于初期狀態。

對于其他更聚焦于擴容的項目來說，會更聚焦在單個網絡結構里，例如在Layer1實現分片，代表項目是Radix、Near。從長遠來看，Layer1的擴容是必然。在這些網絡兼容EVM后，Defi都可以快速的遷移到網絡上，如果解決資產的轉移問題，這些網絡都會成為以太坊的擴展網絡。

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不過對于DeFi需求旺盛的牛市，Layer2的擴容落地很有必要。

以以太坊為例，以太坊的PoW鏈其性能遠不如信標鏈，如果以太坊可以成功轉向PoS，那其性能會有質的提升，不過以太坊轉向PoS還會經歷漫長的過渡期，在PoW鏈承擔網絡出塊的階段，只有Layer2是最快實現的擴容方案，很多有先見之明的項目已經開始建立Layer2的測試應用，例如AAVE、Synthetix、dYdX?等，不過Layer2的原理，會產生一些新的關聯問題。

簡析Layer2的原理

讓我們來看一下Layer2的原理。

還是以以太坊為例，其Layer2解決方案，是在以太坊上建立一個鏈下結構或者側鏈結構，將以太坊上的地址余額映射到Layer2層，然后在Layer2層完成賬戶之間的交易以及其他操作，然后再將結算結果反饋回鏈上，確認最后的地址的數據變化。

這樣對于運行在Layer2的DeFi應用來說，只有剛剛啟動Layer2層和最終結算的時候，Layer2和鏈上有交互，其他的交易過程都在Layer2發生，不會占用鏈上的資源，可以實現快速處理交易以及有效減少gas的消耗。

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但這種方式仍有兩個關聯的顧慮：

如果主鏈性能不佳，在鏈上出現擁堵的時候，Layer2與賬戶結算仍可能需要較高的gas費和較長的確認時間。

在Layer2層可能無法執行與鏈上其他資產、合約的交互，如果可以交互，仍需要多次調用鏈上資源，會產生1的問題。

因為除了交易被打包后形成區塊存儲在鏈上外，所有智能合約也是上傳到鏈上的，DeFi的常態是資產合約、借貸、交易合約之間相互調用，所以當合約之間發生調用的時候，就是占用鏈上資源的時候。

這代表其一：支付gas費過程是無法避免的，其二：DeFi需要豐富的可組合性。

所以解決問題的根本在于，解決以太坊PoW鏈帶來的gas問題并保持DeFi之間可組合性。這就帶來了答案：如果Layer1層的性能足夠快，并不需要Layer2去擴容，如果不是適合Layer2的業務，盡量使用Layer1擴容技術，因為Layer2會影響智能合約的組合性。

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StarkWare的Layer2設計舉例

不過牛市的火熱需求里，Layer2是很多項目謀求發展的選擇，例如dYdX將以StarkWare的技術搭建StarkEx系統用于永續合約交易。我們來看StarkWare的技術邏輯。

StarkWare其目標是在以太坊下層建立一個網絡，該網絡與鏈上的交互過程以及Layer2層的通訊過程會應用Rollup以及零知識證明以保護其安全，但在這個網絡內應用各類DeFi的前提是需要把DeFi部署在StarkWare的網絡里。

StarkWare未來將形成的Layer2網絡結構

例如dYdX是訂單簿形式的DEX，在沒有應用Layer2之前，dYdX的訂單簿撮合是在鏈下工作的，會將結算數據與鏈上交互同步，這個過程會產生高額的gas費，應用Layer2后，StarkEx系統會將結算過程在Layer2層完成，這會明顯降低這個過程的gas費消耗。

但這會帶來一些關聯的影響，例如使用的步驟會略復雜，可能無法在移動端應用、以及可能會產生Layer2的開戶成本。此外，帶來最大的問題是，如果dYdX想要與其他DeFi協議開啟組合應用，需要其他DeFi應用也部署到這個網絡里。

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從加密貨幣的初衷來看，這并不是普惠金融的做法，其應用可能最終會成為高級用戶和專業用戶的領地。

因此相比于能讓一些DeFi跑的更快的Layer2，一些DeFi更適合使用Layer1的擴容方案或性能更高的網絡。

例如?Compound?曾透露可能會轉移到其他公鏈，訂單簿形式的DEX需要大量的交易過程，因此也更適合Layer2。而借貸、穩定幣、AMM池等會更適合運行在性能更好的網絡上，在豐富的組合性上發揮最大價值。

更符合DeFi特性的Layer1擴容思路

那如何確認DeFi需要什么樣的Layer1呢？Radix在其網絡設計中給予了一定思路：

解決共識問題帶來的性能瓶頸。

盡力打造可組合性。

所以Radix采取了一些另辟蹊徑的方式。

前文我們提到的同構分片、異構分片，其中分布的片，是一部分節點組成的鏈。可以理解為劃分一些節點成為一個分區，這個分區獨立其他分區存在，分別處理任務，

例如以太坊2.0，如果還依據原來執行分片的路線圖，初期可能建立64個分片，而這些分片都最終由信標鏈來完成交易驗證，分片之間的通訊叫做「交聯」，如果其中一個分片需要驗證其他分片時，才會進行分片間通訊。而因為分片的存在，DApp開發者在以太坊上開發DApp的時候需要選擇一個分片來做為主要的處理區。

這意味著這個DApp如果需要向其他分片獲取數據的時候，會出現一些冗雜的步驟。在波卡、COSMOS實現的結構也是如此，波卡的平行鏈就是異構分片結構里的分片，平行鏈之間的交互是通過中繼鏈進行，但交互過程較為復雜，需要平行鏈之間去單獨定義。COSMOS也是如此。

這樣的分片，是一種劃定界限的設計，每個分片鏈會形成一定的孤島效應，自然會出現一些后續問題。

但如果變化一下思路就可能產生一些新的技術思路。

例如Radix在數據庫分片的形式之上設計了新的共識機制。可以理解為一個數據庫分片+共識的新的分片結構。

Radix的分片部署示意圖

這種分片不同于上文提到的定義一些節點作為分片鏈，而是把加入網絡的計算資源全部先切分為不同的分片，分片不是通過鏈劃分的，而是通過隨機命令隨機分配到已經確定的分片位置里，這些通過命令分出的分片再組成一個個大的分區。

這種預先設定好分片位置，然后動態的將命令分配到各個位置形成分片的方式，需要通過共識來確認最終的狀態。Radix的Cerberus共識是執行這個過程的，與信標鏈的ghost算法實現最終確定性一樣，Cerberus共識可以確定交易的排序以及形成最終的數據集交給驗證者驗證。

這樣做最好的方式是，可以實現更大的并行，調動所有的資源去使用，而不是固定分區帶來的一些邊界問題。

其次，重要的問題是組合性。

對比以太坊，鏈上的組合性是智能合約之間的相互交互，例如通過Compound借貸出的cToken等可以在其他DeFi里進行挖礦以及swap。這就代表了DeFi的合約要調用Compound合約去確認cToken。該合約之間的調用是組合性的體現。

如果兩者不在同一個網絡或者分片里部署，那就很難組合到一起，需要網關的處理或者需要一個映射的智能合約存在。

為了解決這個問題，Radix的思路是，減少智能合約的編程復雜性，因為智能合約中一定會對賬戶的賬本做記錄以輸出最終結果，但如果在Layer1里實現，就可以把智能合約換成更小單位的執行過程，Radix將這個執行單位成為「組件」，其提前定義了「組件」的功能，這些組件的執行非常簡單直接，從而讓多個組件組合在一起也可以快速執行DeFi的業務。

例如，當一個智能合約是轉賬的情況下，這個智能合約需要對兩方的賬戶做編輯，即形成一個小的總賬本，在轉賬方銷毀，在接收方增加。而如果使用Radix的組件設計，將組件設計為a的轉賬代幣屬于b即可，這樣執行起來非常快速，無需更多的證明。

這會實現足夠多的組合可能性。

Radix的組件示例

據官方技術文檔介紹，目前Radix基金會建立的組件將包含DeFi應用的一些標準功能。會包括：資產、賬戶、流動性池、交換系統、可購買資產、數據預言機等。

這些組件都可以直接實例化，例如通過API調用創建自定義token的供應或者以各種方式進行模塊化組合創建更復雜的功能。

是否能期待DeFi應用在新網絡？

就像Compound曾透露在考慮新公鏈一樣，對于當下紅極一時的DeFi來說，選擇新網絡，是有挑戰的。

遷移到另一條公鏈的可行與否，不僅僅是性能上的考慮，與這條鏈對于以太坊、比特幣等網絡的資產兼容、鏈上基礎貨幣的價值都有偌大的關系。

所以暫時看，沒有DeFi能夠逃離以太坊，但不乏有新的嘗試出現。2月11日消息，Chainlink、Aave、mStable和Messari、Radix宣布聯合推出了一個新的DeFi聯盟GoodFi。這個聯盟旨在促進DeFi行業的教育、研究和實踐發展。這讓我們看到了希望。

期待成本低、體驗好的DeFi早日出現。

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