對話Nervos呂國寧:詳解Layer2解決方案思路與進展

近期，鏈捕手邀請Nervos聯合創始人呂國寧在捕手學堂舉辦了以“詳解Layer2的現狀與未來”為主題的AMA活動。

根據官方資料，Nervos是一個開源的公共區塊鏈系統，專注于區塊鏈核心協議或者基礎設施的構建，可以很大程度解決了區塊鏈的擴展性問題。Layer2技術通常被稱為“鏈下”解決方案，通過減少基礎層負擔的方式來處理數據，將主鏈的部分數據處理轉移到Layer2上，從而增強整個區塊鏈網絡的可擴展性。

在活動期間，呂國寧向社群用戶介紹了Layer2主要的解決方案思路，目前面臨的主要難題有哪些，以及接下來會呈現怎樣的發展趨勢？現整理全文如下，希望能對讀者們有所啟發。

整理/HarryZheng

鏈捕手:隨著DeFi等應用對區塊鏈性能要求越來越高，Layer2也愈發成為市場焦點，可以先簡單介紹下Layer2的運作機制以及相關概念嗎？

呂國寧:Layer2廣義而言，是讓交易計算可以在底層區塊鏈以外的虛擬層去完成，并將最后的結果交給底層區塊鏈去完成驗證，以借此達到擴容的效果。

隨著近年的發展，Layer2這個廣泛的概念還在不同的時間點，發展出了不同的Layer2流派，目前簡單來說可以分這么幾個分支：

1.通道和通道網絡：在鏈下為特定的個人、群體或者他們所組成的網絡開通一個鏈下的通道，直到他們所有的交易結束要上鏈進行結算時，再將鏈下的通道關閉上鏈。這樣的技術下分別衍生出了Statechannel和閃電網絡等技術。

2.側鏈：構建一條完全獨立于主鏈的區塊鏈，并且透過自己的驗證者去打包側鏈上的交易，再讓他和主鏈透過映射等方式添加到主鏈的賬本中。例如在Rollup崛起前，被討論很多的Plasma，以及Skale、Omesigo等獨立的側鏈項目。

3.Rollup的原理是將許多在區塊中的交易數據，打包成一筆“空間濃縮”過的交易，透過空間的壓縮，我們可以確保主鏈上的吞吐量的增加。在這個前提下，又有了各種不同的方式來保證Rollup上的交易能夠被Layer1進行驗證，而產生了至于零知識證明的ZK-Rollup以及基于懲罰機制的OptimisticRollup。

鏈捕手:目前市場上主流的Layer2方案有哪些？進展情況都怎么樣？

呂國寧:說哪個方案較為主流似乎是個比較主觀的說法，但是按照上一題訂定的架構分類，我大概和大家分享一下這些分類下的一些常見的項目的進展。

首先是基于通道的方案，鏈下的通道是最早的擴容方案之一，由于交易都是在鏈外通道中產生。因此支付通道網絡有個很重要的特色，是可以達到近乎無限的擴容，并且可以對于固定對象以及頻率的交易做非常有效率的資金使用。

SBF：FTX很高興與 FSCA 合作，雙方已開始對話:金色財經報道，2月2日，據FTX創始人SBF在推特上透露：“FTX很高興與南非金融部門行為監管局（FSCA）合作，并感謝他們讓我們注意到這一點。我們不知道 FSCA 有任何外展活動，但很高興與 FSCA 合作以遵守監管要求，目前已經聯系開始對話。”據此前金十報道稱，南非加密貨幣交易者警告稱不要使用交易平臺FTX和BYBIT，另外去年九月南非金融部門行為監管局曾發布警告要求公眾在與 BINANCE GROUP 打交道時保持謹慎和警惕，因為根據 2002 年《金融咨詢和中介服務法》（FAIS 法），BINANCE GROUP沒有獲得在該國提供金融服務的許可無權在南非提供金融建議或中介服務。[2022/2/3 9:28:35]

在最早期的比特幣網絡中，受限于比特幣自身的性能以及比特幣區塊鏈本身很有限的驗證能力，最成功的比特幣?Layer2方案就是通道這個領域的閃電網絡。

閃電網絡的算是目前在比特幣的擴容通道方案中最為成功的，他不但透過懲罰機制等等設計去解決了閃電網絡之前，比特幣的支付通道解決方案所遇到的作惡問題，同時還確保了交易的雙方都可以對通道進行開關。甚至還在設計之初，對于交易的「隱私」進行了考量。

至今，閃電網絡仍然在不斷的迭代之中，甚至閃電網絡的開發團隊?LightningLabs在日前還透過LightningPool，為閃電網絡提供了流動性的租賃市場，開起了比特幣之上的LightningFinance。

第二種就是側鏈方案

SideChain就是一條獨立于Layer1之外的鏈，除了一般意義上的SideChain項目以外，去年被以太坊社區放棄的Plasma也是其中之一，目前側鏈仍然有許多的團隊在進行研究當中，例如Skalenetwork、CelerNetwork、Omesigo、Matic，以及我們的Grants團隊LeapDao。

目前看來，側鏈存在著的優勢，是能夠有更靈活的空間去兼容?L1的智能合約平臺，例如EVM，但是目前側鏈卻存在著兩個重要的問題，一是安全性，二是如何去和Layer1進行交互。

第三種是?Rollup方案，這個目前還沒有中文名。Rollup可能會是近期在ETH上最受歡迎的Layer2解決方案，并分別以ZkRollup和OptimisticRollup為兩大陣營。他們分別用零知識證明和博弈機制來保證Rollup技術的可使用性，并且各自有各自的擁護者，其中許多還是DeFi的明星項目方，這也反應了DeFi在經歷過上一輪的熱潮之后，必須正視擴容的問題。

火幣“DeFi預言家”項目對話：Just基金會考慮將“流動性挖礦”引入整個生態:8月25日，火幣全球站“DeFi預言家”活動正式啟動，邀請到活動中四個DeFi項目線上對話。對話中波場創始人孫宇晨表示，Just基金會近期考慮將最近的DeFi熱點“流動性挖礦”引入整個生態，以JST作為平臺治理和挖礦收益的代幣，近期的項目包括：1）JustStable流動性挖礦：用戶參與抵押、借貸提供流動性時，會收到CDP的挖礦收益；2）JustSwap流動性挖礦：用戶通過提供資金到JustSwap資金池的方式，獲取除交易手續費外的額外挖礦收益；Just基金會未來還會引入更多應用場景下的DeFi，涉及單是不限定于借貸、交易、衍生品等，JST都將作為挖礦收益發給生態貢獻者。[2020/8/25]

例如ZKRollup背后有著Loopring路印協議以及Curve；OptimisticRollup也有Synthetix、Uniswap等項目表達支持。Rollup相較于側鏈，是一個更為折衷、以及符合實用主義的做法。雖然Rollup的擴容的能力不如側鏈，但是由于Rollup是把交易經過壓縮并組織成一定的數據結構提交上鏈，因此在這樣的機制下，也就從一定程度上解決了之前Layer2尤其是Plasma在跟Layer1交互時產生的數據可用性的問題。

但目前?Rollup技術也都還在測試網階段，并且只有在特定的場景有一定限定的情況下開展嘗試。目前Rollup還有很多關于安全，效率，以及互操作性等問題需要投入更多的資源和人力去解決。

鏈捕手:你認為未來Layer1與Layer2的存在關系與狀態會是怎樣的？各自有怎樣的價值捕獲機制？

呂國寧:首先，Layer2都需要建立在Layer1之上，Layer2無法獨立于Layer1之外存在。其次，Layer2通過在Layer1之外通過交互驗證交易，從而避免了每一筆交易都要廣播到Layer1的整個網絡上。最后，Layer2對Layer1的依賴越小，那么Layer2的交易費用就越低，并且效率越高。理想的情況下，只在交易雙方又爭議的情況下在去Layer1驗證交易，并通過Layer1來實現仲裁。

以上就是?Layer1和Layer2存在關系，但是具體到不同的場景就可以有不同的選擇。如果不是特別為Layer2進行設計的Layer1，可能本身在底層會更注重底層效率，往往關注點在于吞吐量和交易延時。

這種?Layer1對直接在其上的交易與Layer2做無差別支持，這種layer1通常不會對layer2不做特別的優化，反而layer1的吞吐量和交易帶寬決定了layer2的清算效力，這種場景下layer2帶來的價值創造很難被layer1捕獲。

動態 | 新加坡金管局就Libra問題與Facebook進行了對話:據彭博消息，新加坡金融管理局已與Facebook Inc.就其推出的新型加密貨幣Libra計劃進行了討論，不過監管機構仍認為這家社交媒體公司的計劃存在重大障礙。MAS董事總經理Ravi Menon表示：盡管Libra有潛在好處，但人們對其運作方式的擔憂“并非微不足道”。Menon說:“關鍵的挑戰是弄清這種野獸的本性。它更像什么，我們可以把它放在哪個盒子里。目前我們還不確定。”發現Menon和其他一些全球金融體系負責人一樣，對Facebook通過加密貨幣進入受到嚴格監管的金融業的計劃持保留意見。然而，Menon也指出了Libra的潛在好處，它可以提供一個廉價的支付系統，并幫助把沒有銀行賬戶的人納入主流金融體系。[2019/6/27]

對于另外一種?Layer1而言，底層網絡的安全和去中心化等會是更重要的職責，性能可以交給Layer2去負責，而Layer1只負責去驗證Layer2生成的交易的邏輯是否正確。在這樣的基礎下，在Layer1上的價值捕獲，應該必須以整體鏈上的價值創造和增長正相關。

因此，價值捕獲的經濟模型怎么沿著這個方向去設計就變得很重要，例如過程中的交易手續費可能就會是?Layer2捕獲價值的關鍵部分，要通過layer1去捕獲交易價值，從而激勵Layer1去提供更高的安全性來保護并且刺激layer2交易規模的增長。

然而，這樣的價值捕獲關系必須在第一天就有完備的設計，否則等主網上線以后在做調整，勢必會對于網絡中的利益關系人產生更大的影響，甚至抵制。

鏈捕手:11月5日，以太坊基金會宣布12月初進行ETH2.0版本更新，正式開啟ETH2.0，如何理解以太坊2.0會選擇在此時間點有所動作？這又會對Layer2生態以及公鏈競爭格局產生怎樣的影響？

呂國寧:雖然我們做的是完全不同的另外一條公鏈，但是我們也長期對以太坊保持高度關注。ETH2.0Phase0原本就預計要在今年年中開啟，因為一些因素推遲到了年底。每一次推遲，對后續的Phase1和Phase2而言，都意味著需要更久的時間去等待。

目前?ETH2.0開啟的第一步，便是為了這個網絡提供足夠的抵押人，因此在這時候將抵押合約部署上主網，這是一個既定的計劃，希望以太坊能夠如期的完成自己計劃中的路線圖的第一階段。

另外，Eth2.0的整個發展是一個長期過程，所以短期而言還不會涉及到合約從Eth1.0到Eth2.0的切換。所以短期之內，要解決以太坊的交易帶寬不足問題，仍然必須依賴Layer2進行擴容，或者尋找其他遷移成本小，甚至用戶無遷移感知其他公鏈做為替代方案。按以太坊目前開發進度，分片估計至少2年以上，這也許是其他公鏈最好的突破機遇。

Dogecoin創始人將小說對話與區塊鏈技術相結合:據CCN消息，Dogecoin的創始人Jackson Palmer將要創建一個Twitter機器人，這款機器人將會通過區塊鏈技術從小說《五十度灰》中隨機抽取一些短語，從而創造出幽默、不連貫的句子以此來取悅粉絲。[2018/7/8]

絕大多數人沒有意識到，以太坊的?Phase0階段只是為了啟動信標鏈，并且在信標鏈階段，staking進去的ETHToken是相當于被鎖定的，并且鎖定期其實是不確定的。

現在參與?ETH2.0的staking，要到Phase1階段才有可能實現轉移，到了Phase2階段才有可能從staking中退出來，而Phase2距離今天，可能需要兩三年時間。而這三年以太坊面對的挑戰是建設一套完全不同的新體系，并且能支持好layer2的同時能成功啟動sharding，并且把開發者和用戶全部遷移到2.0的網絡上來。這是巨大的，無底洞一般的挑戰，我甚至認為整個過程無法在三年內完成，可能需要更長的時間，也許5年，甚至更久。

希望一切順利，總而言之，以太坊?2.0之路，需要以太坊整個社區和支持者們，付出超長期努力才有可能得以實現。

鏈捕手:那么我想請問下Nervos在Layer2方向你們的優勢體現在哪些地方？可以具體舉例談談嗎？

呂國寧:Nervos是目前唯一為了分層設計而打造的區塊鏈體系，在NervosNetwork中，Layer1是整個網絡的價值存儲層。旨在最大程度地保證安全性和抗審查性，并充當去中心化價值和加密資產的托管者。

Layer2在Layer1區塊鏈的安全性之上，提供了無限的可擴展性和最低的交易費用，并允許在信任模型、隱私性和最終性方面針對特定應用做權衡。如果以社會組織做比喻，我想Layer1像是信托+法院，Layer2是具體的商業交易。Layer1提供了資產的安全性和交易的爭端裁決，而Layer2提供了交易的低成本和便利性。

這樣的設計理念在?Nervos落地的第一天就已經設定好，并且，我們也圍繞著這樣的理念去重新打造一整套有別于比特幣、以太坊的區塊鏈，我可以分成幾個點來談談Nervos的優勢:

第一，Nervos的經濟模型保證了L1與L2利益的對齊，在Nervos上，Layer2的發展蓬勃，不但不會與Layer1產生任何的競爭關系，而且還能夠使得Layer1存儲越多的價值因為Nervos的原生代幣CKByte同時也代表鏈上的存儲空間，這導致Nervos變得很像是土地。

立陶宛央行已開始與商業銀行和虛擬貨幣交易員就他們對加密貨幣的態度進行對話:在加密貨幣問題上，立陶宛央行通常是保守的，它召集了來自銀行業的代表、虛擬貨幣交易員、與ICO有關的人士，以及立陶宛財政部和金融犯罪調查服務（FNTT）的官員。在最近的一次會議討論中，提到有必要讓銀行與那些實施了ICO或加密貨幣交易的人進行交流。“我們已經建立了一個對話框，它將引領我們向前走。”[2018/4/18]

而?Layer2像是上面的高樓大廈，dApp是這些樓盤中的各種商店，因此，如果Layer2上頭的生態越繁華，代表Layer1的土地本身也越有價值，這樣的利益對齊的關系從我們體系設計的第一天就是確定了下來。

第二，NervosCKB的虛擬機能靈活的支持各種Layer2密碼學原語的部署。NervosCKB的虛擬機CKB-VM是基于RISC-V打造而成，最大的優勢就是能夠支持各種的底層密碼學。

日前?Vitalik曾經發表過一篇文章名叫做“以Rollup為核心的路線圖”，你如果細看會發現：以太坊如果要徹底支持ZKRollup，有個很重要的前提是必須先透過硬分叉，才能讓底層的EVM虛擬機可以驗證ZKRollup中使用的零知識證明。

然而要用上硬分叉去支持特定的密碼學原語，所花費的時間...誰也不知道，就目前看到的消息是，為了更好的支持Layer2的幾個核心EIP被從下一次，預計明年上半年執行的柏林分叉中被取消了，換來又一次無關痛癢，安全無爭議的分叉。

很慶幸這個問題在?Nervos上并不存在，在Nervos上的任何密碼學原語都可以在不需要硬分叉的情況下就被部署上鏈，這讓更先進的簽名算法和零知識證明都可以直接被部署在NervosCKB上，保證Nervos上的Layer2能夠有更快速的發展。

第三，Layer2上的交易數據受到Layer1強大的安全作為保護。在Nervos的系統架構下，Layer1負責保證整體資產交易的安全性，這也是Nervos具有獨特優勢之處。從Nervos立項以后，就堅持PoW，因為我們相信PoW是最適合底層區塊鏈的機制，很幸運的Nervos在上線不到半年之內，就已經有許多家廠商自動為我們生產了ASIC礦機。

目前算力自主網上線至今，也已經成長了?200倍，未來Nervos在經過經年累月的安全保證后，也越來越能夠保證攻擊的成本和難度是逐步提高。

鏈捕手:對普通用戶而言，他們使用Layer2應用以及代幣的流程與體驗會有一些重要變化嗎？對投資者存在哪些機遇？

呂國寧:原則上來說，Layer2上的應用目前還沒有太明顯的進展，很多都還實驗階段。但我們可以確定的一點是，dApp開發者如果要從以太坊Layer1遷移到Layer2，最希望看到的情況是遷移的新環境，不但有更良好的性能，同時能夠讓用戶維持過往一致的使用習慣，這點就對于Layer2而言存在考驗。

同時，如果要將資產搬到?Layer2上，或者從Layer2搬回到Layer1上，原則上都存在退出期。以確保整體資產的安全性，然而這個退出期的長短，會影響到用戶實際的使用體驗。因此，在整體Layer2的機制設計上，存不存在著一種類似流動性提供者的角色，能夠先提供一般用戶資金，讓他們可以提前體現，變成整體Layer2能不能夠順利運行的關鍵。

如此一來，整體生態對于能夠讓?Layer2更順利運行的利益關系人，勢必得設計出激勵機制來激勵讓Rollup、側鏈或者通道的交易能能夠順利完成的角色，我認為這樣的機制設計可能和整體的經濟模型有密切的關系，并且和Layer2的原生代幣的使用也可能有所關聯。

鏈捕手:現在以太坊、波卡的生態越來越多元，對你們有沒有形成壓力？

呂國寧:當然有壓力，沒有壓力是不可能的，因為CKB的優勢除了走了一條不一樣的路，并且試圖解決當下區塊鏈面向未來發展遇到的瓶頸阻力，并且CKB一直堅持硬核技術路線，但是作為后來者，我們必須做到十倍以上的優勢，才能打動開發者和用戶愿意進來嘗試或者遷移，這當然是巨大的挑戰和壓力，對于任何新的協議層的項目都是如此，更何況我們是一個來自中國，希望在全世界范圍內競爭的公鏈團隊。

鏈捕手:對于項目方而言，他們應該如何選擇適合自身的Layer2方案？有哪些需要注意的地方?

呂國寧:不同特性和業務的項目對于Layer2也會有不同的需求，原則上來說大致會有幾個考量的方面。

第一，dApp對于安全性的考量。目前有許多的dApp對于擴容存在這迫切的需求，其中許多都是DeFi的應用。然而DeFi的應用同時有需要對于「資產安全」有很大的要求，在這個面向上，側鏈的安全性就不如通道和Rolluop等方案。

同時，在?Rollup中，ZKRollup透過密碼學保護的安全性又大于透過機制設計的OprimisticRollup。因此在安全性的要求上就會讓許多不同的dApp作出采用不同Layer2的選擇。

第二個方面，對于性能提升的急迫程度

對于性能提升的急迫程度，也會影響開發者對于?Layer2方案的采用。舉例來說，目前開發速度最快的Layer2，除了閃電網絡之外，很大概率是Rollup的進度最靠前，這對于許多的DeFi項目而言，就成了解決擁堵問題的首選因素之一。

第三個方面，對于前一成本的考量，首先要看需不需要重新編寫業務代碼。目前?Rollup雖然在實施上因為數據可取得性的優勢，可以相較于先前的側鏈或者通道等鏈下的Layer2方案在以太坊上有更高的可行性。

但是像是?ZKRollup就面臨了沒辦法支持通用的智能合約，導致像采用ZKRollup的MatterLabs必須自己再去實現一套零知識證明的智能合約語言Zinc，然而這勢必也加深了開發者的開發成本和合約審計的成本，相較而言，OptmisticRollup和側鏈在對于EVM這樣的主流智能合約平臺的兼容能力就相對的更強。

其次是用戶遷移成本，開發者在考量是否遷移至?Layer2時，一個重點考量必定是用戶不能流失。這也是為什么目前可能已經有許多的公鏈性能優于以太坊，但是以太坊仍然擁有巨大的生態優勢的原因。因此，如果遷移到Layer2之后，用戶的使用習慣必須改變，那么勢必是dApp運營商不愿意看見的。

我們可以看到像是近期?ZKRollup上的Curve測試網版本，以及在OptimisticRollup上的Synthitix，都會盡力的去整合metamask等等以太坊用戶習慣的錢包做為登入的方式。

最后一點，是對業務場景的考量。不同的業務場景適用于不同的?Layer2方案，Rollup雖然可以透過壓縮鏈上占用的空間，但是仍然只能達到有限度的擴容。雖然可以解決部分DeFi緊急的擴容需求，但并不是每一種場景都能夠很方便的應用Rollup。例如在未來的IOT或者API所引領的流支付等點對點的高頻交易，就會是支付通道擅長的場景。

鏈捕手:不少觀點認為，目前項目從Layer1遷移到Layer2的成本與門檻仍然很高，因此并沒有形成規模性的項目遷移，你如何看待這個觀點？為什么Layer2還沒有被大規模使用？

呂國寧:目前主流的Layer2方案都是基于Ethereum平臺設計，但是很多的Layer2不一定能夠兼容EVM，必須重新實現其智能合約。

當Layer2沒有辦法兼容EVM時，在這樣的Layer2上進行開發就必須重新用不同的語言去編寫同一套業務邏輯的應用。不但會花費大量的時間成本，同時在編寫完畢后，還必須花時間和金錢去進行代碼審計，對于開發者而言都是負擔。

因此，我們可以發現，像是?zkRollup上的zkSync，即使沒有辦法100%兼容EVM，也致力于花很多時間，去打造一套和EVM相似的語言。繼續回到以太坊平臺，很多密碼學原語要通過硬分叉才能兼容，這對于許多零知識證明的簽名算法的Rollup應用會成為很大的技術發展限制。

關于安全，目前?Layer2的安全假設和實現，仍然需要時間去驗證。Layer2上的dApp至今仍然非常的少，因為大家都沒有辦法很輕易的就斷言Layer2的環境是否真正安全可靠，除了技術上的證明和審計之外，也需要時間為其安全性做證明。

最后一個問題是?Layer2的互操作性問題，Layer2彼此之間并不互通，沒辦法產生網絡效應。目前的Layer2，彼此之間是沒有辦法產生交互,看來安全性、互操作性、以及編程語言都是阻礙。

當今區塊鏈上最熱門的?DeFi領域，之所以能夠不斷的產生創新，正式因為在ETHLayer1上能夠不斷的組合，各種DeFi的樂高積木式組合創新。

在新的環境中，不但單一個?Layer2上的dApp就已經非常的少，而且不同的Layer2之間更是缺乏合約交互的機會，等于讓DeFi等應用最引以為傲的網絡效應大打折扣。

鏈捕手;你認為Layer2市場目前面臨的主要難題還有哪些？接下來會呈現怎樣的發展趨勢？

呂國寧:Layer2的難題：和Layer2存在競爭的還有許多過去自稱為EthKiller的Layer1。未來的Layer2，其實還面臨著許多和以太坊環境高度相似的其他Layer1公鏈，他們其實會是Layer2的強勁對手。

他們可能還具有可以和以太坊進行資產跨鏈的特色，而且天生的因為承襲以太坊的架構。因此能夠對于?EVM的環境做到更完善的兼容，因此他們可能對于ETH上面的Layer2產生競爭的關系，甚至在許多面向有更大的優勢。

未來勢必是多鏈并存的世界，每條鏈有個各自的需求和擅長的業務場景。未來的世界勢必是一個多鏈并存的大航海時代，不同的鏈勢必會有著不同的擅長，例如有些公鏈可能主打金融、有的主打?NFT、游戲，另外還有些主打存儲等等。

我認為這些公鏈上，最終一定會有部分特別有價值的資產，并且在特定的業務場景中嶄露頭角，這時候，上層的?Layer2勢必會更多的角色要進行扮演，不僅要幫助擴容，甚至還會承擔跨鏈等互操作性相關的工作。

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