以太坊L2互操作 需經歷3個重要階段_ARK

摘要

L2互操作性意味著用戶可以以盡可能小的L1摩擦在L2系統之間轉移資金。

本文所提議的L2互操作性解決方案基于我們此前建議使用的條件式交易密碼學基元。

StarkEx2.0將使用鏈上條件式交易，提供L2-L1之間的互操作性。

StarkEx3.0(于2021年2月推出)，將使用鏈下條件式交易，提供在StarkEx系統之間的L2-L2互操作性。

背景

Layer-2擴容解決方案發展迅速。以太坊主網上已經有多種有效性證明系統，還有一些欺詐證明系統也推出了測試網。L2解決方案雖然提供擴容性，但會帶來一定的代價：我們完全在L1上操作所具有的一些優勢可能會遭受損害。

我們并不希望某個L2解決方案一家獨大：不同的App對擴容性的需求各不同，因此可以根據自身需求選擇適合的L2解決方案。

接下來，讓我們給大家解釋兩個重要的術語：

以太坊L2網絡總鎖倉量為53.3億美元:金色財經報道，L2BEAT數據顯示，截至11月6日，以太坊Layer2上總鎖倉量為53.3億美元。其中鎖倉量最高的為擴容方案Arbitrum，約27億美元，占比50.78%；其次是Optimism，鎖倉量為16.4億美元，占比30.82%；第三為dYdX，鎖倉量為3.77億美元，占比7.07%[2022/11/6 12:22:36]

互操作性(Interoperability)：允許用戶在app1(初始環境)和app2(目標環境)之間高效地轉移資金。

可組合性(Composability)：能夠將app1、app2...appn包含的操作組合成一次交易以發送。注意：可組合性將在之后的一篇文章中詳細討論。

除了上面所提到的定義之外，我們還需要著重解釋什么是“條件式交易(Conditional-Tx)”，這一重要基元讓互操作性成為可能。

條件式交易

以太坊基金會宣布以太坊及區塊鏈相關領域學術研究資助計劃:3月1日消息，以太坊基金會生態系統支持團隊（EF Ecosystem Support Program）宣布了一項規模達 75 萬美元的學術研究資助計劃，希望推動對以太坊、區塊鏈、密碼學、零知識證明等相關領域的學術研究，資助申請截止日期為 2022 年 4 月 22 日。[2022/3/1 13:30:34]

條件式交易是一個由密碼構建成的區塊(我們在某篇文章中首次討論過這一概念)，旨在為無需許可的區塊鏈實現互操作性。條件式交易指某筆交易生效與否，取決于某些事件是否發生(如支付有無發生，狀態有無改變)。從概念上來講，我們首先在初始環境設定一個條件式交易，一旦特定的條件在另一個環境(即目標環境)中得到滿足，該交易便生效。

循序漸進

盡管目前沒有一個更好的方案，用戶總是能夠將資金從初始L2上轉移至L1上，再從L1上轉移至目標L2上。這個簡單粗暴的方法既慢又貴，并且隨著用戶對互操作性的需求增加會越來越慢，越來越貴。

數據：DeFi市場中的以太坊鎖倉量（TVL）超1100萬美元:據defipulse數據顯示，DeFi市場中的以太坊鎖倉量（TVL）超1100萬美元。[2021/4/20 20:41:08]

我們需要做得更好，為此，我們特地做了以下計劃，循序漸進地實現L2互操作性。

階段I?

StarkEx(L2)→Ethereum(L1)—快速提款

“快速提款”(FastWithdrawals)可以解決用戶需要快速地從L2系統StarkEx中提款至L1的問題。通過快速提款，用戶不僅可以將資金轉到自己的L1地址上，還可以轉到L1的任意目標地址中，比如Compound、Aave等。重要的是，這允許用戶在進行提款時以“區塊時間”來衡量，而與StarkEx對批量交易進行證明的頻率無關。

用例：Alice想要從她在L2上的dYdX賬戶轉移1個ETH至她的L1地址上。

參與者：

報告：8月份以太坊總交易額超過240億美元:DappRadar的最新報告稱，8月份以太坊的總交易額超過240億美元。盡管以太坊的Gas價格不斷上漲，但至少目前來看，DeFi似乎沒有受到影響。以太坊礦工的交易費總收入達到平均每小時80萬美元，如果收費繼續以這樣的速度增長，人們對網絡的不可持續性的擔憂正在增加。研究人員也指出，以太坊Gas的高價格使幾乎所有類別的活躍錢包數量大幅減少，目前一筆交易的成本超過50美元。[2020/9/3]

Alice(在L2上持有ETH的用戶)

?LP(在L1上持有資金的流動性提供者)

?在初始環境中的StarkEx運營者(在上述的例子中即dYdX)

圖1：快速提款流程

流程：

(1)Alice給LP發送一筆價值為1ETH的條件式交易(還要加上給LP的手續費)，條件為LP需向Alice的L1地址上轉1ETH；

動態 | 數據：60%的以太坊節點未準備好進行伊斯坦布爾升級:以太坊伊斯坦布爾升級預計12月7日進行。根據Ethernodes.org網站，運行以太坊區塊鏈的大多數節點（約60%）還沒有準備好運行伊斯坦布爾升級。確切地說，60%的Geth客戶端節點和57%的Parity客戶端節點沒有準備好。[2019/12/4]

(2)LP在L1上轉了給Alice之后，條件式交易生效，然后?

(3)LP將該條件式交易提交給運營者，隨后被打包進下一批等待被證明的交易中；

(4)等到這些證明被提交至L1并得到驗證后，LP在L2的賬戶便收到了Alice的轉款。

定期再平衡：LP需要定期地拿出他們在L2賬戶中逐漸積累的資金，補充他們在L1賬戶中逐漸消耗的資金。

階段II

StarkEx(L2)→StarkEx(L2)

最初的StarkEx部署將各自托管一個應用程序。在本階段，我們希望用戶能夠在這些不同的應用程序之間快速地轉移資金。這很像快速提款，我們希望最小化用戶的鏈上成本，以及省去他們等待下一批交易打包證明的時間。

用例：Alice想要從她的dYdX賬戶(L2_1)向她的DeversiFi賬戶(L2_2)轉1個ETH。

參與者：

Alice(在L2_1上持有ETH的用戶)

LP(在L2_2上持有資金的流動性提供者)

初始環境上的StarkEx運營者(在上述的例子中即dYdX)

圖2：鏈下條件式交易流程

流程：

(1)Alice在L2_1上給LP發送一筆已簽名的價值為1ETH的條件式交易(還要加上給LP的手續費)，條件為LP需向Alice的L2_2賬號轉1ETH；

(2)LP向Alice的L2_2賬號上轉錢之后；

(3)該筆支付被打包進一批交易中，隨后被L2_2的運營者證明，并在L1上被驗證。這批交易發布在L1上并被接受后，Alice發送的條件式交易便生效；

(4)LP將該筆條件式交易提交至L2_1的運營者中，打包進下一批等待被證明的交易中；

(5)一旦這批在L2_1上交易被證明且提交至L1得到驗證之后，該LP在L2_1上的賬戶便收到了Alice的轉款。

定期再平衡：LP需要根據L2_1和L2_2這兩個系統之間的資金流向，定期地再平衡兩者之間的資金。

在這一階段，支持互操作性的主要成本將是給LP們支付的資本成本；需要注意的是，他們的資本成本經過非常有限的一段時間便回籠，也就是從向用戶提供流動性到運營者打包處理下一批交易這個時間。我們預測這個時間開始時需要幾個小時(大部分時候)，然后隨著(所有StarkEx應用中的)吞吐量不斷增加，這個時間會減少至證明生成時間(幾分鐘)。

階段III

L2→L2

在階段2的基礎上進行擴展，允許資金在任意的L2解決方案之間轉移，無論是有效證明系統還是欺詐證明系統(如OptimisticRollup、Plasma)。這里需要提醒的是，OptimisticRollup在使用LP來支持互操作性時，會面臨其本身固有的資本效率低下的劣勢。

信任模式

現在歸納一下我們所依賴的信任模式。

對用戶來說

完全去信任的。

對LP來說

LP需要信任運營者(初始環境中的)，即相信其會打包他們的有效條件式交易，也就是說在處理過程中不會審查他們。這種信任可以通過幾種方式進行消除。

如果運營者沒有及時處理LP的條件式交易，LP可以：

抗審查：提交被審查的條件式交易到鏈上的運營者的智能合約中，這會凍結運營者，使其之后提交的證明都無法得到處理。

安全抵押：提交被審查的條件式交易到鏈上的一個安全抵押智能合約中，從該合約中直接接收資金。

發展路線圖

階段1將在2020年11月發布于以太坊主網(即StarkEx2.0)，階段2將于2021年第一季度發布(即StarkEx3.0)。已經有一批LP排著隊等待提供服務了。

階段3將緊隨其后。我們預測不同的L2解決方案上的應用之間也會有進行互操作的需求，并且渴望與其他L2解決方案討論互操作性的實現。

原文鏈接：https://medium.com/starkware/the-road-to-l2-interoperability-718ff69ec822

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