Layer2 對加密世界到底意味著什么？_以太坊:TROLLER

作者：Rex|W3.Hitchhiker

修訂：Aaron|W3.Hitchhiker

早在一年之前，以太坊就出現了網絡擁堵和gas費用高昂的問題，那時候Layer2的概念就一直在被提及。只不過在那個時候，L2帶給我們的感覺，更像是以太坊為了和其他公鏈競爭市場，而做出一種的抵御手段。然而到如今，L2的話題越來越熱，L2對整個加密世界的意義似乎也不再只是作為以太坊的“防御機制”了。

不可能三角與單片式區塊鏈

首先，讓我們追本溯源，從區塊鏈不可能三角說起。

區塊鏈的不可能三角問題指出，由于技術上的限制，你只能同時提升區塊鏈三個屬性中的兩個，必須犧牲其中一個屬性。

這三大屬性分別是：

1.去中心化：網絡節點數量；是否有中心節點；

2.安全性：攻擊網絡的難度；

3.可擴展性：系統的數據吞吐量及TPS。

此外，實現這三大屬性需要相應的底層組件，分別是：

1.共識：提供安全性，并界定存儲數據的真實性。

2.執行：將舊狀態轉換為新狀態，這個過程需要通過計算執行完成。

3.數據可用性：通過主鏈保證被引用的數據(構成區塊N的所有數據)的真實性。

Cardano主網已上線Layer 2擴容解決方案Hydra:金色財經報道，Cardano的Layer 2擴容解決方案Hydra已在主網上線。Cardano開發團隊Input Output發推文稱，Hydra是一項Layer 2協議，旨在使Cardano更具可擴展性和適應性，適用于需要快速和廉價交易的各種用例。第一個Hydra head最近在主網上開放。[2023/5/5 14:44:47]

BTC在設計之初，就是因為看到了中心化機構的信任風險，所以選擇了足夠的去中心化程度，同時作為一套金融支付系統，也需要足夠的安全性，所以不得不放棄了擴展性。而在此之后的所有公鏈，大都選擇了POW機制，目的就是要足夠的去中心化并且安全，所以擴展性都很差，因此使得區塊鏈的普及一直是個難題。

其實我們一直以來受到不可能三角的束縛，主要原因就是目前大多數區塊鏈都試圖在L1(主鏈)上同時完成共識、執行和數據可用性這三件事，所以才造成了如今的困境。

為了安全性和去中心化，我們減少了區塊空間的供應，并降低節點的硬件要求，使所有人都可以參與到網絡中來成為節點，但這樣也延長了交易時間，使得擴展性很差。

但是如果減少節點數量，雖然少了一堆計算機來進行冗余的計算工作，但也意味著，我們只能信任少數的幾個節點，去中心化程度便被削弱了。

總之，在過去的10年里，為了保證區塊鏈的中心化和安全性，我們已經達到了其可擴展性的極限。

以太坊Layer2總鎖倉量上升至45.1億美元，7日漲幅2.17%:金色財經報道，12月14日，據L2BEAT數據顯示，當前以太坊Layer2總鎖倉量回升至45.1億美元，7日漲幅2.17%。其中，鎖倉量前五分別為：ArbitrumOne（23.9億美元，7日漲幅2.90%）；Optimism（12.3億美元，7日漲幅1.48%）；dYdX（4.36億美元，7日漲幅1.24%）；Loopring（0.939億美元，7日跌幅0.85%）；MetisAndromeda（0.9186億美元，7日跌幅0.19%）。[2022/12/14 21:44:02]

這種同時要負責共識、執行和數據可用性三個底層組件的區塊鏈，我們稱之為做單片式區塊鏈，單片式區塊鏈的路似乎已經走到了盡頭。

Rollups方案與模塊化式區塊鏈

那么讓我們轉換一下思路，讓負責共識的只負責如何做好共識，讓執行交易的專門負責提高交易效率，大家分工合作，這樣是否能解決單片式區塊鏈“不可能三角”的困境呢？

我們用以太坊L2的Rollups方案來舉例說明一下。

L2會創建一個獨立于以太坊L1的鏈下交易執行環境，并在處理完交易之后更新L1的狀態。此外，Rollups可以將執行層的交易速度提升兩個數量級，同時降低交易成本一個數量級，同時無須承擔維護共識和數據可用性的成本。

PlayDapp宣布戰略投資LandFi元宇宙項目Klay City:2月15日消息，DApp 游戲門戶 PlayDapp 宣布戰略投資LandFi元宇宙項目 KlayCity，雙方計劃在元宇宙和區塊鏈業務中進行全方位合作，以 LandFi 元宇宙和 PlayDapp NFT 市場為中心使用 NFT。此前， Kakao 的區塊鏈投資附屬公司“Crust”和香港著名的鏈游公司“Animoca Brands”的已經投資改項目。

據悉，PlayDapp是一個DApp游戲門戶，提供基于區塊鏈技術的點對點（C2C）NFT市場。通過結合NFT技正在提供“多宿主游戲”組合，以便游戲玩家的使用記錄可以在其他游戲、元宇宙和區塊鏈平臺空間中以各種方式使用。[2022/2/16 9:54:21]

具體來說，Rollups通過將交易批次壓縮，不定期地向以太坊主網發布單個狀態根更新，該狀態根更新包含了發生在Rollups層的許多交易的結果。

Rollups的L2不需要關注共識和數據可用性，只需要專注于提高交易效率,因為Rollup網絡在任何時間都僅需極少數的節點處于活躍狀態，所以其維護成本很低，但是也不必擔心其安全性和去中心化問題，因為Rollups以加密的方式與以太坊L1緊密關聯，由以太坊L1來負責安全性和去中心化。

這種架構的區塊鏈，我們把它叫做模塊化式區塊鏈。

Google Play商店出現偽造的UniSwap應用程序:Google Play商店出現偽造的UniSwap應用程序。據悉，這個名為uniswap的應用程序大約在一周前出現，且已經被下載了500多次（編輯時，已超1000次），且在熱門付費中排名第一。該網友稱，此APP除了有uniswap網站外，其他什么也不提供。（Reddit）[2021/4/21 20:42:14]

簡單來說，模塊化區塊鏈的意思就是把目前L1主鏈要同時負責的共識、執行和數據可用性這三個底層組件進行拆分，讓每個層面只專注于提升屬于自己這個層面的工作效率，從而實現分工，形成模塊化的形式。

事實上現實生活中我們就有類似的運行模式。比如我們常用的支付寶和微信，它們作為平臺就像是L2一樣，負責執行交易，而我們銀行卡上的現金的結算及安全性保障，實際上是由商業銀行的系統負責的，商業銀行就像是L1。

模塊化的形式能大幅提高我們的交易效率。

以太坊的模塊化

我們在上面闡述了以太坊模塊化的第一步——Rollups，接下來我們來看看另外兩步——POS以及Sharding。

通過PoS機制，以太坊不再需要特定的計算機來負責網絡安全。現在理論上所有計算機都可以用于負責網絡安全。

目前以太坊的PoS信標鏈，將運行一個驗證節點的經濟成本降低至32ETH和一臺計算機，這增加了區塊鏈驗證者的潛在總數量。雖然32ETH的成本依舊比較昂貴，但這已經比最小可行的POW挖礦(起步要數百萬美元)低了一個數量級。

聲音 | V神：零知識證明技術對Layer 2更有幫助:在萬向區塊鏈實驗室主辦的第五屆區塊鏈全球峰會上，當被問及最新進展時，V神表示目前正在關注零知識證明，該技術經過十幾年的發展仍然有創新，Zk-SNARKs就取得了一些進步。V神還表示，零知識證明對Layer 2 也許并沒有太大幫助，但對Layer 2也許會有幫助。[2019/9/18]

而且，像Lido和Rocketpool這樣的去中心化質押池或第三方項目方，都允許用戶將任意數量的ETH聚集起來進行質押，使得32ETH的限制不再成為硬性條件，這增加了潛在驗證者的數量，也同時加強了以太坊網絡的去中心化程度。

另外，轉POS之后，有1000萬枚ETH被質押進來才算安全的情景也有真的有望實現了——質押1000萬枚ETH，每名驗證者質押32ETH，這就相當于網絡中會有312500名驗證者。

當ETH完成轉POS之后，整個網絡將擁有一個模塊化的安全資源池，形成一個強大的共識層，并且足夠的去中心化，可以演進為一個提供共識層的基礎設施。

Sharding允許在更多的分片鏈上進行安全性再分配，而不是將整個系統的安全性完全集中在一條鏈上。因為讓30萬名驗證者來保護一條單片式區塊鏈，是一種低效的資源配置方式。而如果將這些驗證者分配至多條分片鏈中(第一階段將上線64條分片鏈).

以太坊L1可以通過在每條分片鏈上分配約4,500名驗證者，從而創造出18個單片式以太坊的規模。

轉POS之后的信標鏈是系統資源的調度員，通過隨機抽樣，信標鏈將每名驗證者分配至特定的分片鏈中，讓其在該分片鏈中負責驗證工作；而且所有驗證者會在每個epoch(約6分鐘)重新被打亂順序再次隨機分配。總的來說，分片使L1中可用的區塊空間最大化！

模塊化設計的美妙之處在于，每個模塊的優化都會放大其他模塊的優化。

通過POS增加了網絡的去中心化，進而增加了以太坊上的分片數量；

在以太坊L1上增加更多的分片，這能夠使得L2的Rollups的數量提高一個數量級；

Rollups規模的增長將帶來新的可行的鏈上交易類型，這最終將增加Rollups向L1支付的總體費用；

Rollups上發生的凈交易活動越多，購買L1區塊空間時所支付的總費用就越高，L2之間就會引發Gaswar,會引發增加計算資源的需求，同時在不增加額外通脹的情況下網絡增加更多的計算資源

這些計算資源可以用于創造更多的分片，更多的分片又意味著更快的交易速度。

分片與Rollups的結合把計算資源變成網絡的資產，而不是負債。

模塊化區塊鏈的經濟可持性

模塊化之后的以太坊，除了在技術架構上具備可行性之外，在經濟上也同樣具備符合常識的可行性。

加密經濟體系通過使用交易費和增發新幣來支付給網絡的安全性提供者(POW礦工或POS驗證者)報酬。

區塊鏈網絡能夠收集的交易費越多，那么它需要增發的新幣數量也就越少，整個網絡的通脹率就越低，最終這個幣就會越有價值。

我們可以對比一下Polygon、Solana和ETH通貨膨脹和手續費消耗：

Polygon的PoS網絡每天收集約5-10萬美元的交易費，也即每年1800–3600萬美元；但與此同時，Polygon正在分配超過4億美元的年通脹獎勵；

Solana的POS網絡每天收集的交易費在10萬美元左右，也即每年3600萬美元；但Solana正在發放更令人震驚的40億美元年通脹獎勵；

對比ETH在POW機制下，每天收集的交易費在6000萬美元級別，年化大概就是220億美元；同時，ETH每年的通脹獎勵大約是200億美元。

而且，ETH轉POS之后，通脹率更低，預期每年的通脹在57萬至100萬ETH左右，通過對比可以看出，長期來看，以太坊在模塊化之后其經濟可持續性能力是增強的，市場競爭力也更強。

對Layer2的未來預測

Rollup這種將執行交易環境從主網剝離出來的操作，把ETH劃分成為了共識模塊和交易模塊，這就為市場創造了巨大的想象空間。由此，我們在當下Rollups作為最理想的網絡解決方案的前提上，對未來的市場行情做出了推測：

2022年將會是L2元年，會有眾多團隊開始創建自己的L2，以擴大市場規模，L2網絡完全無需擔心共識/安全層的巨大維護成本，它們需要做的就是向以太坊L1支付用于存儲證明(proofs)和數據的Gas費用，從而為自身提供安全性保證，這樣它們就可以集中所有注意力來改善自身的執行/計算過程.

其次，鏈下的環境十分有利用Rollup進行快速的迭代更新，這樣的架構讓新技術和成本效率優化功能可以更快的部署起來，而且，Rollup形式的L2比起很多號稱ETH側鏈的項目，擁有正統性；比起很多EVM的公鏈，又擁有以太坊帶來的安全性和去中心化程度，所以L2的市場有著極大的潛力。

隨著市場進一步推進，會有一些L1側鏈或老牌公鏈們，發現競爭力不足，只能拋棄他們成本高昂的共識層和數據可用性層，轉型為以太坊的L2，輕裝上陣，專心經營自己的生態，幣價迎來一波回春（通過轉變成為以太坊上的L2網絡.

它們不僅可以繼續保留自己的原生代幣、社區、應用等等，還將從整個以太坊生態系統中獲益，同時還不必擔心共識/安全層）。

再繼續，一定會有web2的互聯網大廠入駐，因為Rollup的這種運營方式，對于web2時代的他們而言不能更熟悉了，他們會用這樣的方式快速進入Web3時代，然后專心打造自己的優秀應用，不再擔心安全性和去中心化程度。

未來4年，下個周期，還會上演“公鏈”大戰，技術、資本、用戶、文化等等這些話題還會反復討論，但這時候的主角就不再是L1們了，而是L2；一定會有頂級的RollupL2生態繁榮起來，估值提升到千億美元級別；繼而資本會把所有L2的估值拉高到百億美元上下。

最后，以太坊會逐漸演化為一種云端的區塊鏈底層基礎設施，為這個世界提供久經考驗且用巨大經濟成本構建出的強大共識層，提供安全和去中心化，所有的Rollups向其購買昂貴的區塊打包費用以完成鏈上結算，由此，大家會逐漸接受以太坊成為未來歷史上第一個公用的中立的全球結算網絡。

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Luna