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_以太坊

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“The Merge”，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（PoS）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。The Merge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。（注：在本文當中，我們不再使用以太坊2.0這個術語，它已經被以太坊基金會替換成了“The Merge”，）

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（又稱proto-danksharding），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。

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（最早的以太坊就是最好的例子）。

Magic Eden上線BTC鏈Creator Hub，支持創作者自主提交上架申請:7月3日消息，Magic Eden發布公告稱，上線了BTC鏈Creator Hub門戶，創作者可自主提交作品信息和相關證明材料，審核通過后將在Creator Hub上架。[2023/7/4 22:15:52]

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Rollup L2方案為執行層，以太坊主網為共識層和數據可用性（DA）層的模塊化擴容共識（至于形成這個共識的歷史，有興趣的讀者可以自行去研究，本文不會詳細展開）。

簡單來說，Rollup L2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（不同的方案會在下文中展開對比）。

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

Rollup L2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Rollup L2以及DA解決方案。

關于采用欺詐證明的Optimistic Rollup以及采用有效性證明（zk解決方案）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Optimistic Rollup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Optimistic Rollup的。

而進入今年之后，隨著Optimistic Rollup的一些短板問題得到解決（例如提款延遲），以及danksharding擴容方案被提出之后，Optimistic Rollup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（以下L2項目均未發行token）：

Arbitrum

當前網絡TVL：31.2億美元

Rollup類型：Optimistic Rollup

融資情況：種子輪 370 萬美元，投資機構Pantera Capital

A輪2000萬美元，B輪1億美元（2021年9月），領投機構Lightspeed Venture Partners，其他參投方包括Polychain Capital、Ribbit Capital、Redpoint Ventures、Pantera Capital、Alameda Research以及 Mark Cuban，投后項目估值12億美元，最新的項目估值未知。

Binance已支持用戶使用BETH贖回ETH:4月19日消息，據官方消息，Binance 宣布從北京時間 4 月 19 日 16 時開始，ETH 2.0 質押參與者將能夠在 ETH 2.0 質押頁面上以 1:1 的比例用他們持有的 BETH 贖回 ETH。[2023/4/19 14:14:03]

以下是Arbitrum的生態圖：

（注：圖片來自Eigen Network博客）

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Hundred Finance (HND)這10個應用上。

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

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

融資情況：種子輪350萬美元（2020年1月），投資機構 IDEO CoLab Ventures和Paradigm

A輪融資2500萬美元（2021年2月），投資機構Andreessen Horowitz

B輪融資1.5億美元（2022年3月17日），投資機構Andreessen Horowitz和Paradigm，投后項目估值16.5億美元。

以下是Optimism的生態圖：

美聯儲加息25BP的概率微降至79%:金色財經報道，據CME“美聯儲觀察”：美聯儲3月加息25個基點至4.75%-5.00%區間的概率為79%（昨日為81.9%），加息50個基點至5.00%-5.25%區間的概率為21.0%；到5月累計加息25個基點的概率為8.3%，累計加息50個基點的概率為72.9%，累計加息75個基點至5.25%-5.50%區間的概率為18.6%。[2023/2/21 12:18:39]

（注：圖片來自coin98博客?）

目前Optimism網絡的TVL主要集中在Synthetix (SNX)、Uniswap (UNI)、Lyra (LYRA)、Synapse (SYN)、cBridge (CELR)、Perpetual Protocol (PERP)、Hop Protocol、ZipSwap (ZIP)、Connext以及G-UNI (GEL)這10個應用上，暫時落后于Arbitrum。

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 （StarkEx+StarkNet）

當前網絡TVL：StarkEx 11.34億美元（1、dydx 9.75億美元，2、Immutable X 0.7 億美元，3、DeversiFi 0.54億美元，4、Sorare 0.35億美元）

StarkNet：仍處于alpha測試階段

方案類型：ZK Rollup（zk-STARK） +Validium+Volition

Pontem：歷史用戶可申領1枚APT空投、免費鑄造1枚紀念NFT:11月1日消息，Aptos生態DEX和錢包應用Pontem Network官方宣布，任何在太平洋時間10月30日17:00時之前于Aptos主網使用過liquidswap的用戶，可于11月2號22:30時通過Aptos生態NFT市場Topaz免費鑄造1枚PontemiteNFT并申領1枚APT空投。符合條件的用戶需填寫申請表單。[2022/11/1 12:05:04]

融資情況：種子輪 600萬美元（2018年1月），投資方包括以太坊創始人Vitalik Buterin、Paradigm、Pantera Capital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（2018年10月），紅杉資本、Paradigm、Scalar Capital、Multichain Capital、Intel Capital、Semantic Ventures、Pantera等參與投資；

B輪融資7500萬美金（2021年3月24日），Paradigm領投，紅杉資本、Wing Venture Capital、Pantera Capital繼續參投，包括Three Arrows Capital以及Alameda Research也參與了投資；

C輪融資5000萬美金（2021年11月），紅杉資本領投，Alameda Research、Paradigm、Three Arrows Capital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。

DMG發起新ESG市場倡議，以鏈接Terra Pool用戶和機構買家:7月19日消息，區塊鏈和加密貨幣技術公司DMG Blockchain Solutions Inc.宣布正與多方合作，以為Terra Pool開發專門的基金，以管理產出的比特幣。

DMG正在創建一個自然的市場機制，在這個機制中，尋找碳中和比特幣挖礦的興趣方可以與Terra Pool及其成員礦工合作，通過碳中和能源產出比特幣。通過積極幫助創建Terra Pool產出比特幣的資金市場，DMG正在幫助其池用戶與尋找碳中和比特幣供應的機構買家聯系，而不需要尋找每個礦工，也不需要審計用于產出比特幣的能源來源。

此前6月消息，比特幣礦企Argo Blockchain和加拿大礦企DMG Blockchain Solutions的聯合項目Terra Pool現在向公眾開放。該礦池由兩家公司的水力發電資源驅動。（Globe Newswire）[2022/7/19 2:23:07]

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。

Matter Labs（zkSync）

當前網絡TVL：zkSync 1.4億美元

zkSync 2.0：仍處于測試階段

方案類型：ZK Rollup（zk-SNARK）+ zkPorter

融資情況：種子輪 200萬美元（2019年9月）， Placeholder領投，1kx、Dekrypt、Hashed以及Dragonfly跟投；

A輪融資 600萬美元（2021年2月1日），USV 領投，Placeholder、1kx 和 Dragonfly 等參投；

B輪融資 5000萬美元（2021年11月8日），Andreessen Horowitz領投，Placeholder、Dragonfly、1kx等機構參投，AAVE、Lido、Perpetual Protocol等70 多個以太坊生態團隊參與了投資。

以下是zkSync的生態圖：

（完整生態名單可訪問https://ecosystem.zksync.io/）

與StarkWare選擇的定制化擴容路線不同，Matter Labs（zkSync）專注的是完整的EVM 兼容性，今年2月份，Matter Labs宣布了zkSync 2.0的公共測試網上線，這是第一個兼容EVM的 ZK Rollup。

盡管如此，zkSync 2.0距離進入實戰應用階段可能還有一段較長的時間。

而zkSync 2.0選擇的鏈外數據可用性方案被稱為zkPorter?

Aztec Protocol

當前網絡TVL：0.12億美元

方案類型：ZK-ZK Rollup?（PLONK）

融資情況：種子輪融資（2018年11月），ConsenSys Labs和Samos Investments

A輪融資（2021年12月16日），Paradigm領投，Ethereal Ventures、Variant Fund、Nascent、IOSG Ventures等參投；

作為一個專注于隱私保護的L2層，Aztec Protocol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。

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（DA）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、Polygon Avail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。

（注：實際上，所有的DA解決方案都會面臨權衡取舍的困境，它們必須在成本和安全性之間進行權衡。）

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（即安全性最糟）；

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（DAC）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（zk rollup的情況）或竊取（optimistic rollup的情況）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，Immutable X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 （Celestia）

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，Polygon Avail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（可能需要數年的時間），這會給其他L1生態帶來非常大的競爭機會。

而在Dankrad Feist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。

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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