金色深核｜一文概覽加密貨幣layer2全生態解決方案_LAYER:區塊鏈

Layer2是很適合解決加密貨幣網絡擴容問題的解決方案。

每個加密貨幣網絡底層是資源和通訊，是layer0。layer1則是具備共識的那一層，layer1通過共識算法出塊，負責網絡的安全性，但layer1會有一定限制，因為大規模共識與高效率是矛盾的，所以layer1搞不定的網絡擁堵的問題，那只能繞開擁堵，另開辟一條路，這就是layer2。

理論上如果不是鏈上的過程，都是“layer2”，例如橋、中繼、網關這些可以做信息中轉的部分。但為了實現安全，layer2的定義一定是具備安全性的一些解決方案。例如一個智能合約、一個具有節點驗證能力的網絡。

因為layer2最終實現的是保證安全的情況下layer1賬戶余額的更新，所以在大部分情況下會把兩層賬戶做一個余額變化的關聯，簡單理解就是layer1賬本和layer2關聯賬本的變化，大多數情況下layer2是通過只能合約實現的。

例如如果用一個合約，把交易兩方的地址賬本做一個密碼學處理的加減對應，這就是閃電網絡一類的技術方案。如果把賬本傳遞過程加入零知識證明一類的技術，帶證明的交易消息在layer2走一次，信息安全傳遞，這就是利用零知識證明證明的layer2擴容。如果layer2有單獨的網絡，要有網絡節點可以執行單獨的驗證，這一層可能會有單獨的共識，可以在網絡里運行一些合約執行關聯賬戶變化，這就是一些側鏈的方案。

大部分加密貨幣項目在layer1實現的性能都不夠用，所以很多網絡都會有layer2的方案。例如從生態里分，為比特幣、以太坊、波卡、聯盟鏈以及其他山寨幣網絡都有自己的layer2設計。

本文將把layer2的方案作出概括性的統計，來為讀者區分每個layer2方案的不同，包含了比特幣、以太坊、波卡生態的主要layer2項目以及一些其他鏈的layer2方案示例。

這里還有一個有趣的推論，就是因為layer2的分層問題，很多組合性的方案都能被成為layer2，例如跨鏈生態的多鏈結構，這些甚至于是layer2的layer2，當跨鏈技術成熟之后，跨鏈也會是一個擴容的主要可能，因為從頂層設計看，跨鏈是異構分片。

金色相對論 | 老K：希望官方開發的工具保護網絡和礦工:在今日舉行的金色相對論中，針對“Filecoin會不會遇到監管問題？然后影響Filecoin的落地應用”的問題，Coinsummer實驗室負責人老K表示，filecoin作為一個去中心化存儲項目，如果發展迅速用戶體量變大之后勢必會遇到各gov各種內容審查的問題。而Filecoin作為一種協議，幫助在分布式的存儲提供商和客戶之間協調文件存儲。礦工在接到存儲訂單的時候無法分辨存儲內容的情況，網絡本身也是無法刪除參與者存儲上的文件的。不過官方有講他們正在開發一套強大的工具，以幫助用戶控制他們愿意做存儲和提供服務的數據類型。各國家和地區的法律法規標準也不同，希望這個工具可以作為一個上層應用，利用AI/ML技術更加有效的分辨數據的合法性，保護網絡和礦工。再一點就是希望filecoin官方能有足夠的法律風險意識，因為大家都知道filecoin項目在17年8月和9月融了兩輪，投資者中不乏美國的投資機構和個人，SEC有權利對項目進行監管的，不要像幾天前block.one一樣卷入集體訴訟，官方團隊的行為會直接影響到項目本身未來的發展。[2020/5/20]

另外，在不考慮網絡間的差異的時候，擴容的解決案例很多，例如以太坊通過合成資產的方式做到的比特幣流動性方案，這促使以太坊已經成為了比特幣網絡的layer2，即最大的“側鏈”。

以下讓我們通過項目的分類來看一看下圖展示的加密貨幣的layer2。

狀態通道：

1.Lightning Network

閃電網絡（Lightning Network）閃電網絡的卓越之處在于，無需信任對方以及第三方即可實現實時的、海量的交易網絡。閃電網絡是基于微支付通道演進而來，創造性的設計出了兩種類型的交易合約：序列到期可撤銷合約RSMC（Revocable Sequence Maturity Contract，哈希時間鎖定合約HTLC（Hashed Timelock Contract）。RSMC解決了通道中幣單向流動問題，HTLC解決了幣跨節點傳遞的問題。這兩個類型的交易組合構成了閃電網絡。

金色相對論 | Layla Dong：和國外高校相比中國高校的區塊鏈教育起步相對晚一些主要還是行業人才的不足:在今日的金色相對論中，針對“國內外高校區塊鏈教育的異同有哪些？我們應該從中吸取哪些經驗完善區塊鏈人才培養”的問題，Blockshine博聚科技的創始人兼CEO Layla Dong表示，我覺得沒有參與過行業發展，不足以教好學生，這個部分還蠻有趣的，我們觀察有這樣幾個階段。第一階段屬于“了解”階段，基本的課程設立在商學院和計算機學院兩個學院。都是以初期的了解為主。第二階段是著重技術，很多課程圍繞開發。比如說加州大學伯克利分校在16年就推出了區塊鏈本科教育，目前為學生提供了兩門選課：區塊鏈基礎和區塊鏈開發者課程。第三階段是更加“發散”的技術，經濟，社會學，人類學的綜合學課程。和國外高校相比，中國高校的區塊鏈教育起步相對晚一些我覺得主要還是行業人才的不足，還有就是政策的引導。特別是我們的高校里的內容，基本是學生入學之前就設計好的。及時開展了課程，課程相對也已基礎知識為主。從教育模式和內容上看，國內外高校目前都傾向于成立實驗室+課程教育的模式，涉及范圍也較廣，包括區塊鏈技術知識，金融應用，物聯網，金融應用，密碼學等多個領域。[2019/9/12]

2.Liquidity

類似于閃電網絡，Liquidity Network也是通過狀態通道為比特幣擴容，并且Liquidity Network也是以太坊的擴容方案。進行交易時無需支付在區塊鏈上的成本。用戶支付的是開啟通道和關閉通道的費用，而不用為其中間的過程進行支付。該解決方案利用一種名為Revive的離線交易方案。

3.JellySwap

JellySwap是比特幣等加密貨幣交易的交易所，而底層是一個跨鏈的交易協議，其允許用戶在鏈之間進行交易，Jelly只是在鏈之間架起了狀態通道，也是使用類似閃電網絡一樣的HTLC方案實現了資產交換。

金色晨訊 | Facebook就數字貨幣計劃與 CFTC談判 Block.one推出區塊鏈社交媒體應用Voice:1.BB：Voice令牌旨在去中心化注意力經濟。

2.Facebook正與美國商品期貨交易委員會就數字貨幣計劃進行談判。

3.德國央行董事會成員：應對實物資產進行區塊鏈標記 使其真正增值。

4.印度新任財長證實加密貨幣監管相關報告已準備就緒。

5.Block.one官宣：推出區塊鏈社交媒體應用Voice。

6.GandCrab勒索病傳播至今累積總收益已高達20億美元。

7.前進控股集團公告披露USDK業務，交易平臺或將很快上線USDK。

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JellySwap的技術結構

側鏈：

4.RSK

RSK是比特幣的智能合約平臺。可以理解為一個側鏈，它通過建立網絡并且fork了EVM（以太坊虛擬機）建立RVM（RSK虛擬機），這樣RSK與以太坊智能合約以及用于部署和與其交互的工具兼容。

而幫助比特幣擴容則是通過在網絡上建立R-BTC實現，在RSK中恰好有21M 的R-BTC。這樣通過智能合約鎖定兩個網絡相對應的賬戶即可，可以允許比特幣的轉移從比特幣網絡到RSK blockchain，而交易過程的gas費和效率可以有效降低。

“以太坊錨定幣”：

5.Ren

Ren是一個協議的名稱，而RenVM可以稱為一個拜占庭式容錯（BFT）網絡，可實現區塊鏈之間的通用互操作性。Ren是生長在以太坊上的協議。協議通過將共識與安全的多方計算（MPC）算法相結合，RenVM可以實例化去中心化，無需許可和無需信任的托管人，這樣可以將資產鎖定在一條鏈上，并以一對一的方式固定其他鏈的資產。交易時只通過一個事務dapp就可以與多個多個鏈的多種資產進行交互。對于比特幣來說，則生成RenBTC。

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6.imBTC

同Ren協議一樣，imBTC也是以太坊上發行的資產，是由多鏈錢包imToken發行，通過在以太坊上鎖定比特幣的方式生成錨定的比特幣，背后是imToken的DEX Tokenlon在以太坊的交易協議。

7.WBTC

WBTC是在以太坊上發行的錨定幣協議，通過鎖定比特幣發行WBTC，WBTC則可用于以太坊上的DeFi應用以及其他應用。

8.pToken

pToken是以太坊上的合成資產協議，通過該協議發行的資產，支持多種鏈資產的鎖定發行，主要為跨鏈資產的DeFi組合性服務。為了融合以太坊資產和非以太坊資產，pToken通過硬件設備搭建了一些跨鏈“橋”。

pToken的技術結構

9.Raiden Network

Raiden Network是一種鏈下擴展解決方案，是對以太坊區塊鏈的補充，也可以作為任何ERC20代幣的擴容通道。Raiden的狀態通道實現，和閃電網絡類似。

10.Celer

Celer Network是layer2擴展平臺，可為付款交易以及廣義的鏈下智能合約提供快速，輕松和安全的鏈下交易，也是通過狀態通道的方式。但與其他狀態通道的不同，Celer Network的概念在鏈下部分很獨立，鏈下的結構有自己的網絡和安全機制，可以實現很多金融交易外的交易處理。這樣，更便于在鏈下搭建dapp。

11.PISA

PISA的研究機構PISA Research旨在通過鏈下協議，構建全球化、隱私保護、自我執行的智能合約。目標是在很少的消耗條件下實現交易。其團隊研究的方案是類似狀態通道的設計，提出了名為SoK的一種鏈下交易方案。

金色財經數據播報 比特幣未確認交易300筆:金色財經數據播報，根據公開數據顯示，目前比特幣未確認交易300筆，處于較低的狀態，網絡通暢。[2018/6/15]

12.Liquidity

類似于閃電網絡，Liquidity Network也是通過狀態通道為比特幣以太坊等網絡擴容，進行交易時無需支付在區塊鏈上的成本。用戶支付的是開啟通道和關閉通道的費用，而不用為其中間的過程進行支付。該解決方案利用了一種名為Revive的離線交易方案。

13.Connext

Connext是基于以太坊的協議，也可以部署在其他區塊鏈上。該協議使用了一個網絡狀態通道系統，在Connext上可以建立去中心化網絡的跨鏈路由和小額支付層。可以實現即時，近乎免費的轉移，也可以跨鏈進行轉移，并且可以在任何資產中實現流動性。

14.State Channels

State Channels是以太坊社區的狀態通道項目共同認可的同一標準，包括 Celer、Connext、FunFair、Perun、PISA等，共同提出同一套社區標準設計。

基于Rollup：

15.OVM

OVM與EVM完全兼容的執行環境，適用于二層擴容。是可以通過OVM利用rollup執行編寫的Solidity智能合約，并通過Web3 API與區塊鏈進行交互。

有了OVM后，將dApp移植到L2不再是架構級別的大工程，只剩下簡化的部署操作。并且也可以在dApp的構建仍然要考慮緊耦合（ tight coupling ）及可組合性（ composability ），新的智能合約隨時能夠部署到使用 OVM 的鏈上。

16.Arbitrum

Arbitrum Rollup 是一個由以太坊鏈上合約管理的鏈下協議，為使自己的應用能夠在 Arbitrum Rollup 上運行，dApp的開發者可以用 Solidity 編寫一組合約，然后將這些合約編譯成可以在 Arbitrum 虛擬機上運行的可執行代碼。

17.Matic

Matic Network通過利用側鏈進行離線計算，從而實現了公鏈的擴展提速。作為側鏈，Matic Chain擁有著獨立的共識機制以及友好的開發工具和環境。

18.OMG

OMG網絡利用第2層Plasma體系結構在網絡上構建可擴展的、去中心的支付應用程序。它允許高吞吐量、低成本的點對點交易，促進跨地域、資產類別和應用程序的金融服務。OMG網絡允許您訪問、管理和處理安全保存在區塊鏈上的數字資產。

19.Skale

SKALE是一個由位于世界各地的獨立驗證器運行的側鏈網絡”。驗證器運行SKALE節點，節點包含許多containers/components，并且可以參與多個側鏈。一個SKALE驗證器可以同時運行多個S鏈，系統用戶可以配置每個S鏈的驗證器數量和容量。

20.Loom

Loom Network是一個構建在以太坊之上的平臺即服務，它允許開發人員運行大規模分散式應用程序。這使得開發人員可以建立全球最安全的公共區塊鏈的信任和安全性以及運行商業規模服務所需的計算資源。每個 DApp 都可以運行在自己的區塊鏈（側鏈）上，其數據是公開且可分叉的，恰如以太坊和區塊鏈。可調整的安全性可以在向主鏈提交“檢查點”的同時實現更高的吞吐量，以便宣布迄今為止的數據的完整性。

21.POA

POA Core是由一組可信驗證器保護的自治網絡。網絡上的所有驗證人均為美國公證人，其信息可公開獲得。 POA組織還開發產品和工具，以改善整個生態系統的互操作性，基礎架構和透明度。其中包括開源資源管理器BlockScout，多鏈資產轉移解決方案TokenBridge。 參與POA Core可以幫助您體驗并在我們的平臺上創建一流的應用程序。

零知識證明：

22.Stark

StarkWare將使用STARK技術提高區塊鏈的可擴展性和隱私性，提供零知識證明和后量子安全的加密證明。StarkWare將開發一個完整的證明堆棧：軟件和硬件，支持快速，可靠地生成和驗證一般計算的計算完整性證明。

23.zkSync

zkSync是以太坊的縮放和隱私引擎。它目前的功能范圍包括以太坊網絡中以太坊（ETH）和ERC20代幣的低價交易。

zkSync建立在ZK?rollup架構上。ZK Rollup是一種二層擴容解決方案，其中所有資金都由主鏈上的智能合約持有，而計算和存儲則在鏈下進行。對于每個匯總塊，將通過主鏈合同生成并驗證狀態轉換零知識證明（SNARK）。此SNARK包括匯總模塊中每筆交易有效性的證明。

24.Loopring

對于開發者來說，路印協議是?個用于構建去中心化交易網絡的開源協議，通過一套開源工具，開發者可以使用 zkRollup 二層網絡技術構建基于訂單簿的高性能、非托管式去中心化交易所。

對于普通用戶來說，更貼近日常生活的的則是以太坊上的路印交易所，這也是基于路印協議的第一個高性能去中心化交易所（每秒交易筆數據稱可到2000次）。首次使用時，交易所會為用戶生成二層網絡賬戶，過程大致需要5-30分鐘。

25.ZKSwap

ZKSwap是由 L2 labs 推出的基于Zk-Rollup技術的全新兌換協議，其通過 Zk-Rollups 算法將 ERC-20 資產轉移至 Layer2，并基于零知識隱私算法來保證 Layer1 和Layer2 狀態一致，實現了零 Gas 費用的實時兌換。用戶無需等待區塊確認，更易用、更低成本，同時具備無限的拓展性，擺脫了以太坊 TPS 和交易時間限制，讓 DEX 具備CEX (中心化交易所) 優質用戶體驗，實時掌控資金安全。

26.Celer

Celer Network是layer2擴展平臺，可為付款交易以及廣義的鏈下智能合約提供快速，輕松和安全的鏈下交易。與其他狀態通道的不同，Celer Network的概念在鏈下部分很獨立，鏈下的結構有自己的網絡和安全機制，可以實現很多金融交易外的交易處理。這樣，更便于在鏈下搭建dapp。

27.Plasm

我們正在完成一個叫“Plasm”的plasma模塊。使用我們的模塊化平臺，任何開發人員都可以在幾分鐘內用plasma技術創建一個高速區塊鏈。我們使用任何人都可以輕松創建自定義區塊鏈的Substrate。將Plasm連接到Substrate，任何開發者都可以創建一個高速區塊鏈。

前文我們說到，從廣義上看，還有很多稱為layer2解決方案的設計。還是依據在共識層外的鏈下部分進行運算的結構，那如果設計為在共識層外進行計算和存儲，共識層確認最終的總帳本，這樣都可以作為layer2的技術方案。

例如在Oasis的網絡設計里，在共識層下的Paratime里進行運算和存儲。對于Paratime的設計來說，也是本身網絡擴容的一種設計。未來如果Paratime間可以進行通訊，整個layer2這一層網絡結構就更明顯了。

其次，通過一些硬件設計進行鏈下的運算和存儲，也會是layer2里有效的方案，例如通過TEE來做layer2的處理單元，TEE間可以通訊，這樣也是一個明顯的layer2分層。并且還免去了擔心layer2的安全性問題。使用硬件做layer2計算和存儲的項目就比較多了。例如Phala或者一些物聯網項目。

所以對于layer2擴容的概念，從設計上看，只要使用多鏈結構設計網絡的，都會對這個領域有所涉獵，不過更好理解的部分，還是在比特幣、以太坊，因為比特幣和以太坊（Eth1)的網絡唯一性更明顯，layer2項目也更集中，如果以太坊2.0徹底成功了，以太坊在layer2的需求，還不能確認，因為要看以太坊2.0的信標鏈加數據分片rollup的結構能不能滿足網絡性能要求。

但網絡擴容的需求以及降低gas的需求是一直不會消失的，layer2在未來3年間，是極具備競爭力的。

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