以太坊:Layer2、跨鏈和公鏈三足鼎立 誰將實現區塊鏈的可擴展夢想？

盤點區塊鏈這些年的發展，從最初的比特幣、以太坊到跨鏈、DeFi，再到今年以來的NFT和元宇宙等，新事物在不斷出現，越來越多的企業、用戶等也陸續參與進來，區塊鏈的浪潮一波未平一波又起。

但隨著區塊鏈的生態和應用的壯大，鏈上操作也越來越多，使得擁堵從最初的的“小問題”演變成了“大痛點”，牽制著區塊鏈的發展。

在我們之前的文章中提到過，如果要用區塊鏈來構建價值傳遞網絡，有人認為它的性能至少應該以目前整個互聯網信息的數據實時處理速度為目標，包括每秒200萬封郵件、6.5萬次google搜索、7.2萬次youtube視頻等。

但目前來看，比特幣每秒處理約7筆、以太坊每秒能處理約15筆，號稱納斯達克速度的Solana，TPS每秒最高也僅僅是5.6萬，超過的交易只能按順序排隊等著。

因此，為了解決這個問題有想過各種各樣的辦法，比如開發出越來越多的新公鏈、把操作轉移到鏈下的Layer2，以及致力于實現讓眾多鏈可以互操互聯的跨鏈。

那么，Layer2、公鏈、跨鏈三足鼎立，誰將實現區塊鏈的可擴展夢想呢？讓我們來分別梳理一下。

Layer2

Layer2又稱鏈下擴容，與Layer1相對應。鏈上擴容就是直接在區塊鏈直接修改區塊大小、共識機制等，類似于道路擁堵時從頭到尾拓寬馬路一樣，牽一發而動全身，費時費力。

LayerZero已上線Mantle Network:7月20日消息，跨鏈互操作性協議LayerZero已上線以太坊Layer2網絡Mantle Network。

此前報道，7月17日，Mantle Network正式啟動其主網Alpha版。該網絡經過六個月的開發和測試，在此期間處理了超過1400萬筆鏈上交易。[2023/7/20 11:07:49]

因此，從2018年開始就涌現了越來越多的鏈下擴容方案，即Layer2擴容方案，類似于在擁擠的道路上搭高架橋，達到緩解擁堵的作用。

由于目前以太坊上的生態最為豐富，安全性最高，因此它成為了Layer2擴展的核心陣地。比如已經將交易速度降低到了幾秒的Polygon，便是以太坊上的Layer2，已經實現了對主網的性能擴展。

不過，Layer2除了可以擴展性能之外，可以將更多更復雜的需求轉移到鏈下進行，使得主網上不能實現的一些功能都可以在鏈下進行功能的擴展。比如像比特幣這種幾乎沒有智能合約的公鏈，在Layer2技術成熟之后，也可以實現像以太坊一樣的智能合約的功能擴展需求。

目前，以太坊的Layer2擴容方案主要有側鏈、Rollup、通道、Plasma、Validium5種，我們簡單介紹一下：

1、側鏈側鏈是一條獨立的區塊鏈，與主網并行且獨立運行。它使用單獨的共識機制，安全性不受Layer1保護。

以太坊Layer2總鎖倉量跌至61.7億美元，7日跌幅0.31%:金色財經報道，據L2BEAT數據顯示，當前以太坊Layer 2總鎖倉量跌至61.7億美元，7日跌幅0.31%。其中，鎖倉量前五分別為：Arbitrum One（34.2億美元，7日漲幅1.61%）；Optimism（18.7億美元，7日漲幅0.16%）；dYdX（3.02億美元，7日跌幅16.21%）；Metis Andromeda（1.24億美元，7日跌幅3.58%）；Immutable X（1.17億美元，7日跌幅7.57%）。[2023/3/13 13:00:23]

2、RollupsRollup就是將多筆交易卷起來打包一塊上傳給Layer1。交易數據等在Layer1上發布，但執行交易在Layer1之外。目前有兩種Rollups：

ZKRollups，全稱ZeroKnowledgeRollups，將數百筆交易在鏈下進行捆綁打包，并生成一個加密證明，該證明會被提交和發布在Layer1上面。

這意味著ZKRollups只需要有效性證明，而不需要所有的交易數據。通過ZKRollup，驗證區塊將變得更快、更廉價，因為被打包的數據更少了。

OptimisticRollups，樂觀地假設所有交易都是有效的，所有的數據都存儲在Layer1鏈上，因此OptimisticRollups是安全和去中心化的，但是主鏈上的交易確認作為欺詐預防機制受到挑戰期的影響，需要很長的交易確認等待時間。

Atomic Wallet將支持Shiba Inu的Layer2擴容解決方案Shibarium:1月27日消息，去中心化錢包Atomic Wallet宣布將支持由Shiba Inu推出的Layer2擴容解決方案Shibarium。（The Crypto Basic）[2023/1/27 11:32:17]

由于OptimisticRollups與以太坊主鏈平行運行，兼容于EVM和Solidity，因此在以太坊Layer1上能做的事情都可以在OptimisticRollups上進行，這也是和?ZKRollup的不同之處。

3、通道(Channels)

通道指參與者即便進行N次鏈下交易，也只需要在鏈上提交兩筆交易即可，實現了極高的交易吞吐量。

不過參與者需要將一筆ETH存款鎖定在一個多簽合約中。

鎖定之后參與者就可以進行鏈下交易，最終的鏈上交易被提交后，那么之前被鎖定的存款就可以解鎖。

4、Plasma

Plasma鏈是一條獨立的區塊鏈，錨定到以太坊主鏈，并使用欺詐證明(類似于OptimisticRollups)來仲裁糾紛。但只能支持基本的Token轉移、兌換等。

5、Validium

福布斯：Layer1 通過「電力套利」降低比特幣挖礦成本，低至每度電 1 美分:福布斯撰文報道比特幣挖礦公司 Layer1 在美國德克薩斯州運營的細節，由于電網存在波峰波谷，而 Layer1 通過在當地的電網進行「電力套利」，實現了更低成本的比特幣挖礦。Layer1 和當地的電網簽署了稱之為「按需求響應」的長期合同，通過在電力高峰期關閉礦機，也就相當于售出了更高價格的電力，據測算，他們挖出每個比特幣的成本約 1000 美元，相比較當前比特幣價格約 9200 美元，利潤率約 90%。Layer1 表示，他們的比特幣挖礦設備浸在礦物油中以實現冷卻效果，而且得益于當地天然氣和風力發電，電力成本是世界上最便宜的之一。但就算如此，電力高峰期間電價也會飆升，據估計德州的發電機在高峰時段的 1% 時間占年度收入的 15%。所以這也為 Layer1 提供了套利空間，他們與電網簽署了長期合同，以較低價格獲取電價，然后在高峰期間關閉比特幣礦場就可以獲得額外的收入以減少整體的挖礦成本，使得電價可以下降約 75%，至每度電不到 1 美分。[2020/5/23]

Validium使用像ZK-Rollops這樣的有效性證明，但數據并不存儲在以太坊Layer1主鏈上，而是將Layer2的交易數據存儲在鏈下。

這意味著每條Validum鏈每秒可以處理10k筆交易，多條Validum鏈可以并行運行。

動態 | Klaytn展示區塊鏈食品數據市場等9項區塊鏈服務:7月9日，韓國通訊巨頭Kakao創建的區塊鏈平臺Klaytn在首爾為合作伙伴和記者舉辦了主網啟動活動。活動展示了9項區塊鏈服務，包括區塊鏈食品數據市場Hintchain、短視頻娛樂服務Antube和基于圖片的SNS服務Pibble。這些服務將于7月初推出。[2019/7/10]

盡管目前的Layer2方案并不少，但對于整個擴容夢想而言，這幾種方案的機制錯綜復雜，各自的優點無法結合，缺點也各不相同，難以實現兼容，這無疑也是一個大問題。

但數據顯示，截至10月23日以太坊Layer2總鎖倉量接近40億美元，Arbtirum、dYdX、Optimism鎖倉量位居前三。其中，在近七日鎖倉量增長最快的是基于ZKRollup的隱私與擴容解決方案AZTEC。可以看出，基于ZKRollup的擴容方案被很多人看好。

跨鏈

正如前面提到的，目前大部分生態和應用都在以太坊上，因此很多Layer2方案也基于以太坊。但在近幾年，也有很多公鏈、新公鏈發展起來，盡管性能比之前已經有所提升，但沒有一條鏈可以憑一己之力容納下所有的生態應用。

因此，雖然越來越多的公鏈的設置越來越完善，但都變成了一座座“信息孤島”，相互隔絕。要是可以讓這些鏈都實現互操互聯，那么不僅僅鏈上擴展也更加理想，對于整個區塊鏈的發展都有很大的促進作用。

為了實現不同的區塊鏈平臺之間的資產流轉、信息互通、應用協同，跨鏈技術正式為此而生。比如，推特最近支持“比特幣支付”打賞功能應用的閃電網絡，就是跨鏈技術的一種應用，提高了比特幣網絡的交易速度和實用性。

目前的跨鏈技術，主要有以下幾種實現模式：

1、公證人機制

公證人機制是鏈與鏈交互操作最簡單的方法，由某個有公信力的組織團體來證明兩條鏈之間的互動。類似于找個德高望重的鄉長，來證明兩個村子之間的合作事情。

2、側鏈/中繼

指通過側鏈或中繼鏈進行交易，用多中心化的方式來解決信任問題。類似于在插座上接入更多的插排。

3、哈希鎖定

通過智能合約來保障任意兩個人之間的轉賬都可以通過一條“支付”通道來實現，完成“中介”的角色，類似于機器人，比較有代表的項目是近期有重大進展的閃電網絡。

4、分布式私鑰控制

分布式私鑰控制基于密碼學里面一個多方計算和門限密鑰的一個共享技術，是一種相對較新的跨鏈方式。

將私鑰分為A份，同時分給A個參與者，只有收集了N個私鑰的分配，才能夠恢復出一個完整的私鑰，才可對私鑰中資產進行解鎖。它引入鎖定和解鎖的概念，通過這樣的一個鎖定和解鎖的操作，可以對原有鏈上的Token進行管理權的操作。

在眾多的跨鏈項目中，波卡和Cosmos是現階段關注度很高的技術熱點，尤其是波卡在今年以來進入了萬眾矚目的平行鏈部署、插槽拍賣階段，引發眾多關注。

去年12月8日，波卡創始人GavinWood曾公布過波卡的相關進展情況，具體如下：

1、上線Rococov1并等待其穩定運行；2、上線Kusama的system平行鏈；3、開啟Kusama上的競拍；4、上線Kusama上競拍成功的平行鏈；5、在審計完成后，上線Polkadot的公共利益性質平行鏈；6、開啟Polkadot上的競拍；7、上線Polkadot上競拍成功的平行鏈。

目前KSM測試網已經完成拍賣，競爭非常激烈。Polkadot也將于11月中旬開啟正式拍賣，到時會為擴展到來什么樣的改變，我們將會持續關注。

公鏈

盡管擴展夢想一直基于鏈上轉移到鏈下、或者讓眾多鏈實現互聯互通這兩種方式來實現，但要是有一條公鏈，可以最大限度、輕松地完成所有操作，那便再好不過了。

不過看今年公鏈的發展，有不少人稱可能2021年才是公鏈的爆發元年。那么接下來我們盤點一下目前的公鏈情況。

比特幣：作為“數字黃金”，比特幣的公鏈功能似乎正在不斷弱化，更多地趨向于代表價值存儲代表。

以太坊：隨著去年和今年NFT和DeFi的爆炸性增長，以太坊性能已經很難承載大量的市場需求。整個ETH2.0的規劃共分為四個階段：階段0：信標鏈；階段1：分片；階段2：智能合約；階段3：鏈下狀態存儲；階段4：分片合約。

但按照以太坊路線圖，以太坊2.0的進展也在“倫敦”升級后一再推遲，初步計劃最早完成也在2022年第一季度左右，根據目前其團隊不斷推遲的現象來看，可能會更遲一些。

因此，對于用戶而言也并沒有明顯的改進，似乎把過渡階段寄希望于基于以太坊的各類Layer2解決方案，由于在實現機制上各不相同，難以實現兼容，要想一家獨大也幾乎不可能。

BSC：9月份是BSC主網到上線一年，這一年里BSC拿下了DeFi市場近11%的資產鎖倉份額，可謂眼疾手快。但鏈上發生的幾起應用安全事故也是令人心有余悸。

Solona：近半年以來，公鏈可以說得上是百花齊放。從被稱為以太坊殺手的Solana，到鎖倉量屢創新高的雪崩Avalanche，都表現出色。

但問題也是頻出不斷，比如9月14日當天Solona無法提供正常服務，工作人員發推稱，是因為網絡資源耗盡，遭遇了DOS攻擊，導致有不少人在推特上表示，已經賣出手中所有的SOL，要重回ETH。

眾多“新公鏈”的發展也依舊處于早期階段，目前似乎并沒有一條“完美的公鏈”，甚至更多的希望依舊寄托在以太坊上。

小結

從目前的發展來看，Layer2解決方案的發展陷入焦灼難以兼容，跨鏈的發展已經小有進展但似乎不溫不火，而在眾多公鏈之中以太坊似乎依舊是一個“宜居”之地。

隨著越來越多公鏈的出現，以及逐漸壯大的應用和生態發展，依據目前發展情況，我認為跨鏈的愿景似乎更符合長遠發展，也更有可能在短時間內實現更大限度的擴展。接下來進展如何，讓我們拭目以待！

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