ROLL:以太坊 Layer 2 的 N 個未解之謎以及潛在的解決方案

以太坊 Layer 2 即將在本月進入一個新的階段，基于 Rollup 技術的 Optimism 網絡將正式在主網上推出，Offchain Labs 的 Arbitrum 方案最快也會在本月或下個月推出。

Layer 2 是以太坊社區中的熱門話題，但是「未解之謎」也不少。其實，大家對于 Layer 2 不少的質疑和問題，已經有了潛在的解決方案。當然，也有些問題還沒有明確的答案。

基于我們的觀察，以及根據社區對 Layer 2 的公開討論，鏈聞整理了一份常見的 Layer 2 問題列表，以及潛在的解決方案：

的確存在這個可能性，畢竟早期 Layer 2 網絡的錢包、應用、配套工具很不完善，就像早期的以太坊網絡一樣。特別是從概念上理解和學習 Layer 2 （二層網絡），就更增加了認知負擔。

不過幸好這個問題隨著二層網絡的普及和設施的完善，是可以逐漸解決的。而且從長遠來看，二層網絡是可以增加用戶體驗的，比如用戶在進入以太坊生態時，錢包就可以幫助用戶解決多 Layer 2 賬戶的問題，交易的速度在 Layer 2 網絡中會更快，交易費用也更低。

所以從錢包和應用角度來說，最好的策略可能是不需要讓用戶感知到什么是 Layer 2。畢竟這是個技術術語，不是大多終端用戶該學習和了解的。

有些基于欺詐證明或博弈論機制的擴容方案（比如 Optimism）設置了長達一周的退出期，這個體驗對于有即時交易和轉賬需求的用戶來說的確很不友好。

以色列銀行將以太坊技術用于數字謝克爾試運行:以色列銀行采用以太坊技術進行數字謝克爾的內部試運行。此前消息，以色列銀行已在其內部試點計劃中發行數字謝克爾。（彭博社）[2021/6/23 0:00:29]

這也可能成為阻礙用戶進入這些 Layer 2 網絡的最大疑慮之一，如果用戶需要快速提現到 Layer 1 或者其他 Layer 2 網絡，必須要給用戶一些可以快速退出 Layer 2 的解決方案。

其實從長遠來看，這應該也不會成為很大的問題，因為 Layer 1 很可能會成為更貴的結算層，大多數用戶甚至都沒有必要直接去 Layer 1，錢包、應用、交易所、OTC 通道都可以在 Layer 2 上完成。另外，如果未來只有一家獨大的 Layer 2 網絡的話，用戶也就沒有跨 Layer 2 的需求了。

但是如果未來是多 Layer 2 網絡的格局，用戶就會有較多的跨 Layer 2 需求，這時候如果也需要等待 7 天，用戶肯定是無法接受的。

所以已經有一些項目在提供跨 Layer 2 網絡的資金橋，用戶的資產可以即時從一個 Layer 2 網絡跨鏈到另一個 Layer 2 網絡，同時需要支付一些費用，畢竟節約了 7 天的資金使用成本。具體來說，比如 Maker 在提供 DAI 的資金橋，Connext、Celer 的 cBridge、DeGate、Hop Protocol 也都在嘗試提供這樣一套通用解決方案。

參考鏈接：《避開 Rollup 戰場，Connext 選擇用狀態通道打通 Layer 2「孤島」》https://www.chainnews.com/articles/330630125585.htm

鯨交所將遷移到以太坊Layer2:3月9日，去中心化交易所鯨交所和跨鏈DEFI協議IFSWAP宣布，將從EOS遷移到以太坊Layer2，遷移將于2021年第三季度完成，不發行新的代幣，將價值沉淀在WAL和IFC上。[2021/3/9 18:28:30]

沒錯，對于大多數的 Layer 2 來說，應用開發者是有額外的開發成本的，可能需要學習該網絡所特定的開發環境，比如 zkSync 的 Zinc、StarkWare 的 Cairo，當然官方應該會提供一些基本的工具，讓開發者也可以很方便的將 Layer 1 應用轉換為 Layer 2 版本。

就算是對于直接支持 EVM 的 Layer 2 網絡來說，開發者也需要部署一個 Layer 2 的版本，獨立于 Layer 1 版本。

不過也有一些 Layer 2 方案考慮到了開發者遷移的難度，所以發明了「原地擴容」的概念，Layer 1 的應用不需要做額外的調整，也能被 Layer 2 網絡所使用。在這個場景下，Layer 2 更像是資金的指令層，專門用來實現資金的調配。在這個領域貢獻的團隊主要是 Celer 的 Layer2.Finance 和 StarkWare 的 DeFi Pooling 方案。

參考鏈接：《詳解 Celer 新擴容方案 Layer2.finance：「原地擴容」而無需遷移 DeFi 應用》https://www.chainnews.com/articles/328277685064.htm

以太坊未確認交易為105,155筆:金色財經消息，據OKLink數據顯示，以太坊未確認交易105,155筆，當前全網算力為315.44TH/s，全網難度為4.18P，當前持幣地址為53,372,854個，同比增加138,994個，24h鏈上交易量為4,523,822.66ETH，當前平均出塊時間為12s。[2021/1/21 16:43:39]

有不少人認為最終 Layer 2 可能也會呈現一家獨大的格局，所以應用開發者都在考慮要挑選哪個 Layer 2 網絡進行研發。畢竟在同一個 Layer 2 網絡中的應用才有更好的可組合性。

不過考慮到不同 Layer 2 技術之間的差異性，比如安全性、擴容效率等因素，很可能不會只有一個最終的寡頭。比如對于 Rollup 來說，提升兩個數量級已經是非常不錯的了，但是如果想承載更高性能和更低成本的交易，可能 Plasma 技術更合適一些，比如 Polygon （Matic）搭建的圍繞 NFT 游戲的生態，就可以獨立于 Rollup 生態。

很多人在比較 ZK Rollup 和 Optimistic Rollup 的時候，都覺得 ZK Rollup 可能會是 Rollup 擴容技術的最終形態，因為它更安全。

但是考慮到 ZK Rollup 雙杰 Matter Labs 和 StarkWare 的主網上線時間都還不確認，所以按照保守估計，他們的主網可能要到年底或者明年了。這一年的差距足夠其他項目在 Optimistic Rollup 或者 Plasma 方案上搭建應用生態，甚至是構建生態壁壘了。

以太坊未確認交易為106,885筆:金色財經消息，據OKLink數據顯示，以太坊未確認交易106,885筆，當前全網算力為251.71TH/s，全網難度為3.34P，當前持幣地址為49,178,816個，同比增加174,856個，24h鏈上交易量為3,156,480.47ETH，當前平均出塊時間為12s。[2020/10/28]

另外 ZK Rollup 從性能上還有很大的優化空間，進行零知識證明類的計算需要消耗巨大的計算機算力，隨著 FPGA 方案或者通用 CPU 能力的提升，性能和會逐漸提升。

當然還有一種可能性，就是 Optimistic Rollup 在今年或者近兩年內都可以為擴容提供最直接的擴容效果，后續他們也可以和 ZK Rollup 方案進行合作或合并，以更安全的方式實現擴容。

對，Layer 2 網絡內的應用是具有可組合性的，各個應用、智能合約之間可以互相調用。或者也可以通過一些第三方的工具實現應用之間的交互，比如 Layer 1 上的 Furucombo 就是提供類似功能的，Layer 2 上或許也會出現這些工具。

當然，其實不是所有應用之間都有可組合性的需求，比如大多數 DeFi 應用和 NFT 就不需要組合在一起。

不同 Layer 2 之間的應用是不具有可組合性的，至少目前的一些 Layer 2 方案還沒考慮到跨網絡的應用調用能力。

但是如果有跨 Layer 2 的資產遷移需求，目前已經有部分團隊在實現了，比如 Connext、Celer 的 cBridge、DeGate、Hop Protocol 等。

動態 | 以太坊宣布開發Nimbus分片客戶端:據Ethnews消息，根據最近Status團隊在以太坊網絡上的移動Dapp瀏覽器上發布的消息，其工作人員一直在構建自己的客戶端Nimbus，以解決區塊鏈的問題。該研究項目專為以太坊2.0設計，提供了擴展解決方案，下一代區塊鏈將擁有更好的可擴展性和隱私性。[2018/8/2]

Layer 2 網絡之中也存在一些特殊的節點，幫助維護網絡的運營和安全。這些節點可能需要定期將二層的數據發布到一層，可能需要監控所有 Layer 2 數據防止有人作弊，也可能需要提供零知識證明的算力等等。

目前很多 Layer 2 項目都沒有公開多節點怎么互相協調的機制，也就是二層網絡的節點之間是通過怎樣的共識達成一致的。所以很多擴容網絡早期會以單節點或者單運營商的方式運行，畢竟這樣安全也可控。

其實也有部分團隊提出了相對簡單的共識，比如 Hermez 提出的 Proof of Donation，所有節點之間是通過競價的方式獲得打包權，價高者付出協議原生代幣 HEZ，并可以從用戶付出的轉賬費用中獲得收入。

從長期來看，Layer 2 網絡都應該會實現自己的一套共識方案，以滿足去中心化和無需許可的特點。

參考鏈接：《速覽以太坊 ZK Rollup 擴容方案 Hermez，將專注轉賬高頻場景》https://www.chainnews.com/articles/646457328672.htm

目前來看，很多 Rollup 方案的網絡都還沒有表示是否會發行代幣，但是發行代幣的可能性不低。

這個問題和上一個問題相關，如果擴容網絡需要加入共識，那就很天然的需要原生代幣，否則以什么方式實現共識呢？當然，或許也可以用 ETH。

比如 Hermez 實現共識的方式就是通過協議的代幣 HEZ，Matter Labs 也已經公開表示將會為 zkSync 網絡發行代幣。也有幾個 Layer 2 方案之前就已經發行了代幣，比如路印協議、Celer、Polygon （Matic）等。

參考鏈接：《Matter Labs 將為 zkSync 推出原生代幣，以實現共識并加快交易確認速度》https://www.chainnews.com/news/375681675540.htm

目前 Offchain Labs （Arbitrum）、Optimism、StarkWare、Fuel Labs、Aztec 都還沒有表示過是否會發行代幣，也不愿意提及這方面的思考。或許他們也是在完善這方面的設計，以提供博弈均衡的代幣經濟學方案。

可以在Layer 2實現隱私交易或資產匿名化嗎？

?有個別團隊在通過一個獨立的 Layer 2 網絡為以太坊增加隱私交易功能，為用戶增強資產匿名化的效果，類似于混幣工具 Tornado.Cash。

Aztec 是目前專注于該領域的團隊之一，他們剛剛在主網上線了 2.0 版本（非穩定版本，尚不建議用戶使用），可以在他們的以太坊二層 Rollup 網絡中實現隱私交易。

參考鏈接：《以太坊隱私技術解決方案 Aztec 啟動 Aztec 2.0 Rollup，已啟用 ETH 隱私 Rollup 服務》https://www.chainnews.com/news/004712779468.htm

雖說二層擴容方案 ZK Rollup 的「ZK」是指零知識證明，但是這個 ZK 并不是用在隱私交易上的，而是利用 zk-SNARKs 技術中的「簡潔性」（succinctness）提升可擴展性。所以Aztec為他們的技術取名為 ZK2 Rollup 或 ZK ZK Rollup，為 ZK Rollup 加上了用來實現隱私的零知識證明。

考慮到目前以太坊社區最重要的匿名產品 Tornado.Cash 的 Gas 消耗量較大，對 1 ETH 進行一次隱私操作可能至少需要消耗額外 20% 的 Gas（保守估計），很大程度上阻礙著項目的采用度。所以，也許?Tornado.Cash 最終也會考慮 Layer 2 解決方案。

Layer 2上能避免搶先交易或MEV嗎？

?已經有部分 Layer 2 協議（比如 Offchain Labs、Optimism 和 Matter Labs）開始針對該主題進行了研究和推出了解決方案，但是離最終上線應該還有些時間。

以太坊 Layer 1 主網自 DeFi 應用的普遍化和復雜化之后，針對交易排序的價值攝取行為逐漸增加，通常這類行為可以稱為搶先交易（front-running）或 MEV（Maximal Extractable Value）。

此前?Offchain Labs 曾表示他們已經發表了研究論文，將會探索全新的共識算法，讓交易排序變得更去中心化，最終實現減少 MEV 的可能性。而 Matter Labs 則考慮通過零知識證明和 VDF （可驗證延遲函數）實現。

參考鏈接：《以太坊擴容頂尖團隊 Matter Labs 與 Offchain Labs 聊 Rollup 的未來展望》?

https://www.chainnews.com/articles/086266363764.htm

同時，還有一些團隊嘗試在 Layer 1 上提供MEV的解決方案，比如研究團隊 Flashbots。不過，相比較需要很高安全性的區塊鏈底層 Layer 1 共識來說，在 Layer 2 上解決這個問題可能會更靈活和高效。

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