以太坊:一文了解以太坊擴容生態的核心：Rollup以及數據可用性（DA）解決方案

按照計劃，在未來的3-9個月，以太坊將會迎來兩次重要的升級，第一次是所謂的“TheMerge”，簡單理解就是目前的以太坊主網絡將與信標鏈的權益證明系統“合并”起來，這將標志著以太坊PoW時代的結束，以及網絡向PoS共識機制的全面過渡。TheMerge升級除了大大降低維護網絡所需的能源消耗之外，還會減少90%的ETH新增區塊獎勵，這相當于ETH會經歷三次“產量減半”，再加上EIP-1599燃燒機制銷毀的ETH，這可能將對市場供需之間的關系產生非常大的影響。

而第二次升級的主要內容，就是近期Vitalik等人經常會提起的EIP-4844，這是部署danksharding擴容方案的第一步，也是以太坊解決擴容難題的重要一步。

而在本文當中，我們重點關注的，就是更新以太坊接下來的擴容路線圖以及相關的生態項目進展。

注：以太坊擴容概念涉及到了側鏈、狀態通道、Plasma、數據分片、Rollup、danksharding、跨鏈橋、DA解決方案等概念，但社區目前的焦距點其實就剩下了后面幾個，因此本文會圍繞Rollup、danksharding以及相關的DA解決方案進行展開。

擴容的瓶頸，以及以太坊采取的模塊化擴容路線

在闡述以太坊采取的模塊化擴容路線圖之前，我們先來回答一個問題：當我們談論區塊鏈擴容時，我們談論的到底是什么？

可能很多人會脫口而出：TPS！

而這就是Solana對待擴容采取的思路，它采用了橫向擴展的技術方案sealevel，旨在隨硬件技術的發展逐漸實現擴容。

而在以太坊的擴容邏輯當中，可擴展性=驗證所有交易的成本。

因此，當一個系統的節點需要執行一切時，它就會遇到成本的問題。當市場的需求在短時間內大于節點的承載范圍時，就會出現費用市場，這表現出gas費用飆升、網絡確認嚴重延遲等糟糕現象，我們說，這種系統的可擴展性就是糟糕的。

Binance.US將于5月11日調整狗狗幣等3個加密貨幣高級交易對的報價變動幅度:金色財經報道，據Binance.US官方公告，該交易所將于5月11日調整DOGE/USD、FORTH/USD、FORTH/USDT三個加密貨幣高級交易對（Advanced Trade pairs）的報價變動幅度，報價變動幅度將分別調整為“0.00001”、“0.001”、“0.001”。Binance.US表示現有的高級交易對訂單不會受到影響，更新交易參數后，更新前下的任何訂單將與原始交易參數保持匹配。[2023/5/9 14:52:36]

而隨著技術社區的不斷研究和討論，以太坊社區逐漸形成了以RollupL2方案為執行層，以太坊主網為共識層和數據可用性層的模塊化擴容共識。

簡單來說，RollupL2層將是大部分用戶與整個以太坊系統進行交互的一層，絕大部分的tx行為會發生在這里，然后這些L2系統會將聚合的狀態數據連同calldata存儲在鏈上或鏈下。

而以太坊主網，則作為整個系統的安全共識層，并通過danksharding數據擴容方案有效增強

RollupL2層的可擴展性。

在簡單了解了以太坊的擴容路線圖之后，我們來了解一下涉及到的重點RollupL2以及DA解決方案。

OptimisticRollupVSzkRollup

關于采用欺詐證明的OptimisticRollup以及采用有效性證明的zkRollup是什么，以及這些方案的優劣勢對比文章已經非常多了，在過去的一年當中，由于Vitalik撰文提到zkRollup會是最終的Rollup擴容方案，再加上當前OptimisticRollup網絡費用較高、向L1主網提款存在1周限制等因素，社區對zkRollup方案的預期是大于OptimisticRollup的。

而進入今年之后，隨著OptimisticRollup的一些短板問題得到解決，以及danksharding擴容方案被提出之后，OptimisticRollup方案在中短期內更容易實現擴展的呼聲變得越來越大。

下面，我們來簡單了解一下當下最受期待的幾個L2項目的情況：

蘋果的新儲蓄賬戶Apple Card在頭四天內吸引了近10億美元的存款:金色財經報道，蘋果公司與高盛合作推出的高收益儲蓄賬戶Apple Card在頭四天就帶來了高達 9.9 億美元的存款。僅在推出之日，儲蓄賬戶就吸引了近 4 億美元的存款。Crone Consulting 估計，每年有 38 億美元從 Apple Card 存入 Apple Cash，這些資金現在將進入儲蓄賬戶。Apple 高收益儲蓄賬戶具有不能超過 250,000 美元的 FDIC 保險限額。

上月報道，蘋果公司推出年利率達4.15%的儲蓄賬戶，無最低存款要求。

?[2023/5/4 14:43:15]

Arbitrum

當前網絡TVL：31.2億美元

Rollup類型：OptimisticRollup

融資情況：種子輪370萬美元，投資機構PanteraCapital

A輪2000萬美元，B輪1億美元，領投機構LightspeedVenturePartners，其他參投方包括PolychainCapital、RibbitCapital、RedpointVentures、PanteraCapital、AlamedaResearch以及MarkCuban，投后項目估值12億美元，最新的項目估值未知。

以下是Arbitrum的生態圖：

目前Arbitrum網絡的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)這10個應用上。

數據來自https://defillama.com/chain/Arbitrum

Optimism：RetroPGF第2輪投票開始，將分配1000萬枚OP代幣:3月10日消息，以太坊L2網絡Optimism在社交媒體宣布，第二輪追溯性公共產品募資（RetroPGF 2）投票已開始，RetroPGF 2將分配1000萬枚OP代幣來資助支持OP Stack開源代碼庫開發和使用的公共產品，已被提名的項目將分為三類，包括：基礎設施、工具和實用程序、交易。Optimism還推出了RetroPGF 2 Discovery頁面，允許用戶了解有關本輪提名項目的更多信息。追溯性公共產品資金是Optimism生態系統和超級鏈發展的關鍵，通過投資可謂社區提供動力的公共產品，將Optimism打造成全球基礎設施。第二輪的投票將在接下來的兩周內由71名社區徽章持有者進行。獲獎者將于3月底投票結束后公布。

此前去年12月消息，Optimism宣布將在RetroPGF 2中分發1000萬枚OP代幣資助項目和開發者。[2023/3/10 12:53:47]

需要注意的一點是，盡管Arbitrum在TVL以及生態應用數量方面暫時處于領先的位置，但其github存儲庫?更新頻率似乎有所放緩。

Optimism

當前網絡TVL：5.3億美元

Rollup類型：OptimisticRollup

融資情況：種子輪350萬美元，投資機構IDEOCoLabVentures和Paradigm

A輪融資2500萬美元，投資機構AndreessenHorowitz

B輪融資1.5億美元，投資機構AndreessenHorowitz和Paradigm，投后項目估值16.5億美元。

以下是Optimism的生態圖：

目前Optimism網絡的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)這10個應用上，暫時落后于Arbitrum。

英國城市大臣：今年晚些時候將就“世界領先的”加密貨幣規則進行公開咨詢:金色財經報道，英國城市大臣Andrew?Griffith表示，今年晚些時候將就“世界領先的”加密貨幣規則進行公開咨詢。(金十)[2022/12/1 21:15:57]

數據來自https://defillama.com/chain/Optimism

而在研發方面，Optimism團隊的github存儲庫?更新頻率依然保持一個穩定的狀態，并且該團隊在今年2月份的ETHDenver大會上展示了mini-danksharding?的研究成果，這也就是目前以太坊社區在積極討論的EIP-4844原型。

Starkware

當前網絡TVL：StarkEx11.34億美元

StarkNet：仍處于alpha測試階段

方案類型：ZKRollup+Validium+Volition

融資情況：種子輪600萬美元，投資方包括以太坊創始人VitalikButerin、Paradigm、PanteraCapital以及PolyChain，同年7月份，Starkware接受了以太坊基金會的1200萬美元投資；

A輪融資3000萬美元，紅杉資本、Paradigm、ScalarCapital、MultichainCapital、IntelCapital、SemanticVentures、Pantera等參與投資；

B輪融資7500萬美金，Paradigm領投，紅杉資本、WingVentureCapital、PanteraCapital繼續參投，包括ThreeArrowsCapital以及AlamedaResearch也參與了投資；

Axie Infinity的Origin補丁現已上線:8月26日消息，Axie Infinity發推表示，Axie Infinity的Origin補丁現已上線。[2022/8/26 12:50:01]

C輪融資5000萬美金，紅杉資本領投，AlamedaResearch、Paradigm、ThreeArrowsCapital等繼續參與投資；

此外，最近Starkware還被曝出正在以60億美元估值進行1億美元的D輪融資，目前尚未被確認。

以下是由coin98整理的Starkware的生態圖：

在研發方面，Starkware甚至更進一步，該團隊提出了L3的模塊化設計，這可以為各種應用和用戶提供定制化的服務和體驗。

此外，StarkWare采用的是Cairo語言，這有利于性能，但并不兼容EVM，因此現有以太坊主網的應用無法直接遷移到StarkNet，因此其生態的擴展，可能需要進行更多的教育和推廣工作。

截至目前，盡管StarkNet的主網已經上線，但由于其仍處于alpha階段，因此存在一些限制。

MatterLabs

當前網絡TVL：zkSync1.4億美元

zkSync2.0：仍處于測試階段

方案類型：ZKRollup+zkPorter

融資情況：種子輪200萬美元，Placeholder領投，1kx、Dekrypt、Hashed以及Dragonfly跟投；

A輪融資600萬美元，USV領投，Placeholder、1kx和Dragonfly等參投；

B輪融資5000萬美元，AndreessenHorowitz領投，Placeholder、Dragonfly、1kx等機構參投，AAVE、Lido、PerpetualProtocol等70多個以太坊生態團隊參與了投資。

以下是zkSync的生態圖：

與StarkWare選擇的定制化擴容路線不同，MatterLabs專注的是完整的EVM兼容性，今年2月份，MatterLabs宣布了zkSync2.0的公共測試網上線，這是第一個兼容EVM的ZKRollup。

盡管如此，zkSync2.0距離進入實戰應用階段可能還有一段較長的時間。

而zkSync2.0選擇的鏈外數據可用性方案被稱為zkPorter?

AztecProtocol

當前網絡TVL：0.12億美元

方案類型：ZK-ZKRollup?

融資情況：種子輪融資，ConsenSysLabs和SamosInvestments

A輪融資，Paradigm領投，EtherealVentures、VariantFund、Nascent、IOSGVentures等參投；

作為一個專注于隱私保護的L2層，AztecProtocol目前還沒有展現出足夠的吸引力，這需要更多的研發和市場推廣工作。

數據可用性解決方案

以上，我們提到了一些當下最受社區期待的以太坊L2項目及其進展，而與它們相關的，則是配套的數據可用性解決方案。

目前，各大Rollup項目都是使用以太坊L1主網作為鏈上的數據可用性層，但這顯然非常昂貴，并且可擴展性較差。因此，像StarkWare和zkSync采用了Validium、Volition以及zkPorter這樣的鏈外數據可用性解決方案，這些方案要更便宜，但安全性和去中心化屬性顯然不及以太坊主網。而在今年年底，像danksharding、celestia、PolygonAvail等數據可用性方案也將陸續推出。

因此在這一部分，我們來具體聊一聊這些DA解決方案。

Validiums

最初的validiums方案是使用零知識證明來驗證交易有效性，并通過中心數據提供者將交易數據存儲在鏈下，也因此，validiums方案是最便宜的，但其DA保證也是最糟糕的；

由于這些安全問題，當前StarkWare選擇的驗證設計使用了一個委員會，而不是單個數據提供者。

數據可用性委員會(DAC)

數據可用性委員會可以被認為是具有多個節點的Validiums方案。

這些節點是受生態信任的參與方，他們將數據副本保存在鏈外，并在rollup運營商惡意行為的情況下將它們重新傳遞給公眾。這些節點通過在鏈上發布簽名來證明L2的數據是可用的。

DAC委員會通常由7-10名成員組成，因此在考慮到類似制裁這樣的極端情況下，他們有權串通凍結或竊取用戶的資金。

當然，好處是DAC委員會的成本是非常低的。

注：目前，ImmutableX以及Sorare就是采用的DAC解決方案。

Volition

Volitions是一個讓用戶在鏈上和鏈下進行選擇的數據可用性解決方案，當選擇鏈上選項時，費用更高，但安全性更好，當選擇鏈下選項時，費用更低，但安全性會較差。

Celestium

Celestium是一個L2鏈，它使用Celestia作為數據可用性層，但使用以太坊主網作為結算和爭議解決層。Celestium可以被認為是一個無需許可的數據可用性委員會(DAC)，它對數據可用性有額外的經濟保證，因為如果委員會行為不當，他們可能會受到懲罰，因此其安全性保證相對DAC會更高一些，但在成本這個因素上，Celestia顯然要高于DAC。此外，PolygonAvail也在嘗試做類似的事情。

danksharding

在去年的時候，以太坊研發團隊是計劃通過數據分片來實現鏈上的數據可用性擴容，但由于其實現難度較大，這會給其他L1生態帶來非常大的競爭機會。

而在DankradFeist提出名為danksharding的簡化新分片設計后，以太坊的鏈上數據擴容進程將更快地實現，這會大大緩解競爭壓力。

作為以太坊鏈上DA解決方案，理論上danksharding的安全性自然是最高的，但關于成本這一項，目前還沒有一個定論，根據polynya的說法?，在danksharding未飽和的情況下，danksharding的成本要比validiums更低，但如果達到飽和狀態，那么validiums以及其他DA解決方案的成本可能會更低。

這可能需要社區進行更多的研究。

筆者預計，如果加密市場進一步主流化，這些DA解決方案可能都會迎來自己的需求，而目前似乎也很難判斷它們將占據多少比例的市場份額。

三、總結

經過開發者們數年的研發與討論，以太坊目前已經形成了一套非常合理的擴容路線圖，這對整個以太坊生態而言無疑會是一件好事。另一方面，今年一些競爭L1的敘事可能會因此而變得缺乏吸引力。

但從長期來看，多鏈以及多Rollup的格局可能依舊不會改變。

也因此，類似跨鏈協議這樣的賽道，同樣還是值得關注的。

而即將爆發的L2戰爭以及DA方案戰爭，會是筆者接下來的關注重點。

參考資料：

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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