多角度理解Layer 2生態：概念、擴容方案及代表項目_LAYER:以太坊

據Footprint Analytics最新數據顯示，第四季度的以太坊Layer 2總鎖倉量（或TVL）較第三季度增幅600%，于11月25日突破71.7億美元的峰值。截止當前TVL最高是Arbitrum（24億美元），其次是dYdX（9.8億美元），Boba Network以7.7億美元的TVL位居第三。

?Footprint Analytics:Layer 2 TVL

?Footprint Analytics:TVL Share by Layer 2 Protocols

隨著以太坊網絡用戶量的與日俱增，網絡擁堵以及高gas費成為各應用的首要問題，市場對以太坊網絡的需求逐漸加大，緩解該問題也就成了重中之重。于10月26日，以太坊創始人V神在會上發表《通往以Layer 2為中心的以太坊之路》，意味著Layer 2是以太坊擴展的未來。

在數據增大且網絡擁堵的情況下，通過擴大容量，緩解當前所受的壓力，Layer的概念就油然而生。Layer 2是一個為提升以太坊網絡（Layer 1）性能的整體擴容解決方案。

關于區塊鏈的擴容主要分為兩個方向：Layer 1和Layer 2

Layer 1：改進公鏈本身以提升性能，即鏈上擴容，包含增加區塊大小(或數據結構)、分片技術和隔離見證，能提高交易處理能力的解決方案；

Layer 2：不直接改動Layer 1（主鏈）的區塊大小等規則，而是構建一個鏈下的二層（即 Layer 2），包括狀態通道、側鏈、Plasma和Rollup，在二層處理部分交易以分擔主鏈的壓力，在必要時和主鏈進行交互，即鏈下擴容。

Negentropy Capital向元宇宙項目MetaGPT.AI投資200萬美元:2月10日消息，Web3投資機構Negentropy Capital官方宣布向MetaGPT.AI（項目原名MetaverseX）投資200萬美元。據悉，MetaGPT即將發布最新人工智能產品Kryptal，為Web3行業提供垂直行業知識庫訓練的機器人，新版官網同時啟用頂級域名Metagpt.ai。[2023/2/10 11:59:24]

Layer 1和Layer 2之間存在什么聯系？它們好比母公司與子公司的關系，把一些以太坊上的交易數據請求跨鏈到Layer 2處理，處理完后Layer 2返回交易信息跨鏈到Layer 1，減輕Layer 1的交易壓力，實現低gas費的交易結果，這是Layer 2的主要核心技術要點。

除此之外，Layer 2是對Layer 1的擴展，突破Layer 1的原有功能的限制，在不影響Layer 1本身的特性上，還繼承了以太坊的安全性。

早期的Layer 2是以狀態通道和側鏈兩大方向去摸索，但在摸索的過程中發現，狀態通道無法做到去中心化以及匿名性的隱私保護需求，側鏈的資產控制權在鏈下，對資產安全性有很大的隱患，因此它們不是Layer 2中最好的擴容解決方案。

而好的解決方案是需要是保持數據的安全性、交易真實且匿名性以及短期的退出周期等需求，而Layer 2也抓住這些特性不斷地加以完善擴容功能。

Near安全提醒：Mailchimp漏洞或將影響Near網頁錢包:1月17日消息，Near向用戶發送安全提醒郵件，稱Mailchimp上一安全事故或將影響Near生態安全。此前報道，1月12日，Near的外部郵件管理工具之一Mailchimp出現系統漏洞，或將對Near網頁錢包安全造成影響。[2023/1/17 11:15:40]

?Footprint Analytics:Layer 2 Network TVL Growth Rate

據Footprint Analytics顯示，當前Layer 2共有19個項目，包括有DEX類型以及其他網絡等，它們仍然是加密領域中最值得關注的趨勢，從年初到至今，總TVL漲幅11400%，Layer 2增長快速與Layer 2的擴容技術調整后方案有直接的關系，當前主要有4種擴容方案，分別為Plasma、Optimistic Rollup、ZK Rollup和Validium。

?Footprint Analytics:Layer 2 TVL Protocols(Latest Day)

Plasma是鏈下擴容解決方案，依賴主鏈交互最少的鏈下交易，它使用子鏈向根鏈（即以太坊）報告方式來增加交易吞吐量（系統在單位時間內處理請求的數量）。

Plasma是OMGX Network最早提出Layer 2概念的以太坊擴容項目之一，它的工作原理為以下幾點：

數據：以太坊合并后驗證者參與率目前可維持在99%:金色財經報道，據區塊鏈分析公司Glassnode分析數據顯示，以太坊合并后驗證者參與率目前可維持在99%。由于轉移到PoS鏈后驗證者可能離線或無法聯系，繼而導致丟失的區塊，因此用成功產生的區塊（即沒有丟失）的數量與總的可用時隙之間比率作為“參與率”來衡量以太坊驗證者網絡正常運行時間，在合并前的幾周，可以看到參與率略有下降，低于典型的99%的水平，在97.5%左右，合并后參與率又恢復到99%以上的水平，目前以太坊在網絡上有超過43萬驗證者。[2022/9/24 7:17:44]

先在以太坊外構建Plasma鏈，用戶將資產從以太坊上轉移到Plasma鏈上，這個過程需要將主鏈資產發送到管理Plasma鏈的智能合約，該資產就可進入Plasma鏈中進行交互；

每隔一段時間，Plasma鏈上操作者（即Plasma鏈上維護者）會對該時間段內的交易進行批量處理，生成一個區塊；

Plasma鏈上操作者會將計算結果返回到主鏈上，并將資產交易的狀態發送給資產當前所有者。

Plasma鏈擴容解決方案的突破點在于它保障資產相對安全，即使在鏈下環境不可用時，也能在主鏈上提取交易結果，從而更好提高主鏈交易吞吐量；另外還減少與主鏈的交互，降低交易gas費。

但是，Plasma機制并非完美，其存在的問題也比較明顯：

數據不可用。主鏈無法獲取所有鏈下數據，只能通過根哈希（一種典型的二叉樹結構，由一個根節點、一組中間節點和一組葉節點組成）進行簡單驗證；

Coinbase NFT市場用戶量突破1萬:金色財經報道，據Dune Analytics數據顯示，自4月20日以來，Coinbase NFT市場用戶量首次突破1萬，本文撰寫時為10,062。相比之下，同期的OpenSea用戶量超過82萬，而LooksRare用戶量接近6萬。[2022/7/22 2:31:15]

退出周期長。因不具備主鏈數據可用性，導致退出機制比較復雜，需要更長的周期進行欺詐證明，導致提取資金周期更久，約7-14天之上；

通用性拓展難。在技術框架下限定子鏈的數據結構，加大難度。

代表項目：OMG Network使用Plasma的擴容方案

據Footprint Analytics顯示，當前OMG Network的TVL為310萬美元，位居Layer 2項目中排名14，相對其他項目體量較小，且從趨勢上來看，屬于停滯不前的項目。

但隨著Layer 2網絡中Optimistic Rollup等新方案不斷涌現，OMG Network的定位方向逐漸削弱，通過升級品牌且采用Optimistic Rollup擴容解決方案重回戰場，從而得到更多發展的機會。

Optimistic Rollup（欺詐證明）及ZK Rollup（零知識證明）通過驗證交易包的真實性，從根本上解決Plasma數據不可用的問題。

Optimistic Rollup是Optimistic合約和鏈上數據可用性組合而成，選擇相信操作者提交的交易包真實性，對欺詐行為作出處罰。

比特幣全網算力跌破200 EH/s，30天下挫超26%:7月10日消息，比特幣全網算力已從6月8日歷史高點下滑到當前的200 EH/s下方，今日觸及178.44 EH/s低點，跌幅達到26.56%。雖然比特幣價格反彈至22,000美元區間，但近期網絡難度并沒有復蘇跡象，自2022年3月3日以來，比特幣網絡難度有過4次上升，但下調卻達到6次，目前距離下次難度調整還有約11天，預計預計可能會再次降低0.13%。（news.bitcoin）[2022/7/10 2:02:57]

它的操作原理是，當Layer 2計算結果返回Layer 1時，如果驗證者認為結果可能存在欺詐行為，那么驗證者就可以發起挑戰，主鏈凍結資產，進行交易數據和記錄驗證，證明其是真實的交易還是欺詐的交易。另外，如沒有驗證者懷疑該計算結果，主鏈默認交易是真實的。

這種模式提高了上鏈效率，將多筆交易打包操作，節約時間和節省gas費，擁有較強的兼容性，減少開發者的工作量，更好解決以太坊網絡擁堵的痛點。

其缺點是：

驗證效率低。驗證欺詐證明機制使得資產存入和轉出需等待較長的質疑期；

資金可能會被凍結。如果驗證者認為結果存在欺詐行為，容易被主鏈凍結資產；

擴容程度不及ZK Rollup。交易壓縮率相對較低。

代表項目：Arbitrum、Boba Network多個項目使用Optimistic Rollup的擴容方案

據Footprint Analytics顯示，當前Arbitrum鏈是Layer 2的龍頭，而Boba Network是近一個月以來新興網絡，增長快速。它們使用Optimistic Rollup擴容解決方案，可以實現高吞吐量，讓開發者以低成本部署，運營智能合約，同時可以保持無需信任的安全性。

ZK Rollup是通過在單筆交易中對大量資金轉移進行集中處理以提升擴容性。 Plasma在每次發生資金轉移時都會創建一筆交易，而ZK-Rollups則將數百次轉移都捆綁在一筆交易中。?

相較于Optimistic Rollup，ZK Rollup交易壓縮率更高。體現于它通過零知識證明驗證交易包的真實性，操作者能在不向驗證者提供任何有用的信息情況下，使驗證者相信某個論斷是正確的。具體的操作如下：

用戶轉入并鎖定資產，Layer 2添加賬戶資產信息；?

在Rollup網絡中，用戶簽名并發送交易；

操作者收集交易，批量打包，生成零知識證明；

操作者將交易包和零知識證明廣播到主鏈；

智能合約通過零知識證明驗證交易包的真實性，更新數值，執行轉賬操作。

其優點是：

實現去中心化；

上鏈效率高。交易壓縮率更高；

驗證效率高。沒有驗證等待期；

安全性以及隱私性更優。零知識證明不透露交易細節，ZK Rollup技術保證了提交給主鏈的數據真實有效。

生成零知識證明過程復雜；

應用定制化開發難度大，兼容性低。

代表項目：dYdX采用ZK Rollup技術方案

dYdX在為交易加密資產建立一個強大而專業的交易所，讓用戶可以真正擁有自己的交易，并最終擁有交易所本身。

?Footprint Analytics:dYdX TVL

?Footprint Analytics:DYDX Token Price

其作為DeFi衍生品龍頭，也是ZK Rollup技術最早采用者之一。整體的數據表現：繼8月份以來，TVL持續上漲的態勢穩住Layer 2項目的前2名，當前TVL為9.76億美元，其Token(DYDX)價格有所下降趨勢，當前為9.04美元，市值為5.7億美元。

Validium是混合擴容解決方案，能讓用戶能夠在ZK Rollup模式和Validium模式之間進行選擇。但區別于ZK Rollup，Validium的數據保持在鏈下，而ZK Rollup的數據可用性是在鏈上。

Validium可能更適合對無需信任要求沒那么高的應用（譬如游戲DApp），而ZK Rollup更適合于對安全要求較高的支付和交易所等場景。

代表項目：DeversiFi和ImmutableX采用Validium技術方案

Footprint Analytics:DeversiFi TVL & ImmutableX TVL

DeversiFi，聲稱是在以太坊上獲得DeFi機會的最簡單方法：投資、交易和發送Token而無需支付gas費用，當前最大的基于Validium的去中心化交易所，據Footprint Analytics顯示，于12月4日，TVL突破1億之上創歷史新高。

ImmutableX，是以太坊上NFT的第一個第2層，承諾為游戲、應用程序、市場提供零gas費以及即時交易可擴展性的項目。當前位居Layer 2排名第7位。

Layer2擴容解決方案經過多年的更新迭代，實現在以太坊上擴容的安全方案，緩解以太坊網絡的擁堵和高gas費等問題，成為了解決區塊鏈技術規模化應用的主流技術方案，每種方案都有自身的優勢和劣勢，但每個Layer 2項目都根據自身情況去開發相應的技術，從而實現其最大的價值。

Layer 2的技術創新以及快速的發展，同時也在推動了DeFi市場、NFT和虛擬世界等的發展，在提高網絡吞吐量、減少開發者的工作量和交易效率等中，象征著Layer 2是以太坊擴展的未來。

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撰文：Footprint分析師Vincy(vincy@footprint.network)

日期：2021年12月

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