以太坊Layer 2的N個未解之謎以及潛在的解決方案_ROLL

編者按：本文來自鏈聞ChainNews，撰文：潘致雄，星球日報經授權發布。以太坊Layer2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，OffchainLabs的Arbitrum方案最快也會在本月或下個月推出。Layer2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Layer2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Layer2的公開討論，鏈聞整理了一份常見的Layer2問題列表，以及潛在的解決方案：Layer2的用戶體驗更差？

的確存在這個可能性，畢竟早期Layer2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Layer2，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Layer2賬戶的問題，交易的速度在Layer2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Layer2。畢竟這是個技術術語，不是大多終端用戶該學習和了解的。資產從Layer2退出到Layer1需要一周時間？

以太坊網絡當前已銷毀194.13萬枚ETH:金色財經報道，據Ultrasound數據顯示，截止目前，以太坊網絡總共銷毀1,941,339.22枚ETH。其中，OpenSea銷毀230,041.43枚ETH，ETHtransfers銷毀184,636.74枚ETH，UniswapV2銷毀125,568.69枚。注：自以太坊倫敦升級引入EIP-1559后，以太坊網絡會根據交易需求和區塊大小動態調整每筆交易的BaseFee，而這部分的費用將直接燃燒銷毀。[2022/3/4 13:36:14]

有些基于欺詐證明或博弈論機制的擴容方案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。這也可能成為阻礙用戶進入這些Layer2網絡的最大疑慮之一，如果用戶需要快速提現到Layer1或者其他Layer2網絡，必須要給用戶一些可以快速退出Layer2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Layer1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Layer1，錢包、應用、交易所、OTC通道都可以在Layer2上完成。另外，如果未來只有一家獨大的Layer2網絡的話，用戶也就沒有跨Layer2的需求了。但是如果未來是多Layer2網絡的格局，用戶就會有較多的跨Layer2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Layer2網絡的資金橋，用戶的資產可以即時從一個Layer2網絡跨鏈到另一個Layer2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、HopProtocol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Layer2「孤島」》應用需要開發Layer2專用版本嗎？遷移成本高嗎？

數據：以太坊網絡當前已銷毀322209.95枚ETH 價值11億美元:金色財經報道，據Ultrasound數據顯示，截止目前，以太坊網絡總共銷毀322209.95枚ETH。其中以OpenSea開頭地址銷毀739.97枚ETH，UniswapV2銷毀271.89枚，ETHtransfers銷毀385.63枚ETH。注：自以太坊倫敦升級引入EIP-1559后，以太坊網絡會根據交易需求和區塊大小動態調整每筆交易的BaseFee，而這部分的費用將直接燃燒銷毀。[2021/9/19 23:37:07]

沒錯，對于大多數的Layer2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Layer1應用轉換為Layer2版本。就算是對于直接支持EVM的Layer2網絡來說，開發者也需要部署一個Layer2的版本，獨立于Layer1版本。不過也有一些Layer2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，Layer1的應用不需要做額外的調整，也能被Layer2網絡所使用。在這個場景下，Layer2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DeFiPooling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》最終會只有一個Layer2嗎？

數據：以太坊推特討論量創下新高，每百萬市值比推特討論量的倍數與比特幣類似:據TheTIE分析，以太坊推特討論量創下歷史新高，達32,640條。另外，比特幣和以太坊的NVTweetRatios（每百萬市值比推特討論量的倍數）類似，都為9-10條推文，而此前比特幣的NVTweetRatios約為以太坊的兩倍左右[2021/1/26 13:32:00]

有不少人認為最終Layer2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Layer2網絡進行研發。畢竟在同一個Layer2網絡中的應用才有更好的可組合性。不過考慮到不同Layer2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搭建的圍繞NFT游戲的生態，就可以獨立于Rollup生態。ZKRollup會是終極解決方案嗎？

很多人在比較ZKRollup和OptimisticRollup的時候，都覺得ZKRollup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ZKRollup雙杰MatterLabs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OptimisticRollup或者Plasma方案上搭建應用生態，甚至是構建生態壁壘了。另外ZKRollup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OptimisticRollup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ZKRollup方案進行合作或合并，以更安全的方式實現擴容。Layer2之內的各個應用有可組合性嗎？

動態 | 以太坊伊斯坦布爾升級：Calldata 的 Gas 費用將降低為原來的1/4:今日消息，以太坊開發者上周在主網上測試分析區塊大小和叔塊率數據后，決定將 EIP-2028 改進提案中的 Calldata 的 Gas 費用從原來的 68 Gas 每字節減少為 16 Gas 每字節，該優化包含在伊斯坦布爾硬分叉升級中（10 月 16 日）。開發者在討論中還提到 Calldata 的 Gas 費用還有繼續降低的可能性，但是減少 Calldata 的費用還可能會增加區塊大小和增加網絡傳播區塊的延遲。[2019/7/22]

對，Layer2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Layer1上的Furucombo就是提供類似功能的，Layer2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Layer2之間的應用有可組合性嗎？不同Layer2之間的應用是不具有可組合性的，至少目前的一些Layer2方案還沒考慮到跨網絡的應用調用能力。但是如果有跨Layer2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、HopProtocol等。多個Layer2節點之間如何協調？需要有共識嗎？

動態 | 以太坊未確認交易35856筆:據Etherscan.io數據顯示，當前以太坊未確認交易為35856筆，與此前基本持平，網絡擁堵情況沒有得到進一步改善。[2019/1/24]

Layer2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Layer2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Layer2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ProofofDonation，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，Layer2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ZKRollup擴容方案Hermez，將專注轉賬高頻場景》Layer2網絡都會發行代幣嗎？

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，MatterLabs也已經公開表示將會為zkSync網絡發行代幣。也有幾個Layer2方案之前就已經發行了代幣，比如路印協議、Celer、Polygon等。參考鏈接：《MatterLabs將為zkSync推出原生代幣，以實現共識并加快交易確認速度》目前OffchainLabs、Optimism、StarkWare、FuelLabs、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Layer2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Layer2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，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Aztec2.0Rollup，已啟用ETH隱私Rollup服務》雖說二層擴容方案ZKRollup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」提升可擴展性。所以Aztec為他們的技術取名為ZK2Rollup或ZKZKRollup，為ZKRollup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1ETH進行一次隱私操作可能至少需要消耗額外20%的Gas，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Layer2解決方案。Layer2上能避免搶先交易或MEV嗎？

已經有部分Layer2協議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Layer1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或MEV。此前OffchainLabs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MatterLabs則考慮通過零知識證明和VDF實現。參考鏈接：《以太坊擴容頂尖團隊MatterLabs與OffchainLabs聊Rollup的未來展望》同時，還有一些團隊嘗試在Layer1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Layer1共識來說，在Layer2上解決這個問題可能會更靈活和高效。

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