以太坊:科普 | 簡述layer2的定義、發展歷程和技術對比_RO Slayers

原標題：《落地的Layer2離我們還有多遠？》

在我們印象中，Layer2的熱度已經持續數年，比起去年掀起整個牛市的Defi，和今年出圈的NFT來說，誕生的歷史可以說久遠的多。往前追溯的話，最早是2014年出現的側鏈，然后便是2015年閃電網絡的問世。

那會以太坊才剛誕生，而比特幣開始走入大眾視野，轉賬速度太慢，轉賬費用太高的性能問題逐漸成為一大痛點，早期的Layer2方案是為了解決比特幣支付的問題，不過隨著時間的發展，我們會發現大家不再像當初指望比特幣成為支付貨幣，更多傾向于和黃金對標的儲值貨幣，所以擴容對于比特幣變得并非那么緊要。

隨著17年1C0熱潮的興起，以太坊成了最堵的網絡，當大家渴望去中心化的大規模應用出現時，卻發現一只Kitty貓就讓整個網絡癱瘓，這讓我們在思考去中心化世界是否有必要時有了遲疑。

因此以太坊的擴容，成了市場最關心的話題。17年的Plasma和18年的Rollup等新技術提出時，一度讓大眾以為Layer2近在咫尺，可又一個四年的周期即將走完，才發現Layer2只是一直在路上，何時能真正爆發，成了大家心中最大的疑問。

美國說唱歌手Megan Thee Stallion與Cash App合作發布比特幣科普視頻:美國說唱歌手Megan Thee Stallion與由Square開發的移動支付服務Cash App合作發布了一段名為“Bitcoin for Hotties”的視頻。該視頻從她的角度解釋了什么是比特幣，為什么比特幣有價值等內容。Megan Thee Stallion在Instagram上擁有超過2410萬粉絲，在 Twitter上擁有640萬粉絲。（Bitcoin News）[2021/8/8 1:41:10]

目前來說，只有側鏈賽道跑出來了幾家，比如側鏈擴容方案Polygon和BSC等交易所公鏈以及Solana、Fantom等新生代高性能公鏈，已經形成了一定生態規模。但是，作為最主要的依據，是否能真正掌握資產的進出來說，側鏈擴容方案并非是現實定義下的Layer2。

真正被認為是Layer2突破性產品的是Arbitrum，是歷史上第一個上線了主網的“通用性RollupLayer2擴容方案”，雖然已經在生態合作上占據鰲頭，目前已有超過400個項目獲得了接入資格，十幾個項目已經成功完成部署，但尚未向用戶完全開放，據說是8月底正式開放主網，到時可以觀察運行的情況，再做逐步跟蹤。

TRON數字錢包科普資料《波場錢包的現在過去與未來》已上線:據最新消息顯示，由TokenPocket聯合波場TRON官方，以及 TokenPocket 社區志愿者共同撰寫的《波場錢包的現在過去與未來》已正式上線。《波場錢包的現在過去與未來》又稱為波場錢包小白書，詳細介紹了當前TRON錢包與TRON生態密切結合的實例，是目前市面上最為詳細的TRON數字錢包科普資料。波場錢包作為波場公鏈生態中極為重要的入口，是波場生態的重要構成要素。波場錢包從一開始只提供權限管理、轉賬收款、節點投票等基礎功能，到如今不僅可以為用戶提供法幣交易、閃兌和去中心化交易所等方便快捷的交易服務，還能讓用戶直接在錢包上體驗波場上DApp，挖礦、DeFi、Staking等資產增值服務。詳情見原文鏈接。[2020/8/20]

何為Layer2：

Layer2是相對于Layer1而存在的，在解決擴容方案的時候，最開始想到的是對公鏈本身擴容，即Layer1的擴容，比如早期對比特幣進行區塊大小調整，隔壁見證的引入，以太坊2.0的轉POS和分片機制的實施等，都是在Layer1層面進行的擴容。

Layer1的擴容要么進展緩慢，要么對性能的提升沒有質的變化，人們開始轉向Layer2來尋求希望，去改變去中心化世界沒法納入海量用戶的毛病。

人大附中物理老師李永樂科普拜占庭將軍問題和區塊鏈:5月14日，人大附中物理老師、科普視頻網紅李永樂在其公眾號發布視頻《拜占庭將軍問題是什么？區塊鏈如何防范惡意節點？》。李永樂老師在視頻中對拜占庭將軍問題和區塊鏈進行了講解，他表示，拜占庭將軍問題本質上指的是，在分布式計算機網絡中，如果存在故障和惡意節點，是否能夠保持正常節點的網絡一致性問題。在近40年的時間里，人們提出了許多方案解決這一問題，稱為拜占庭容錯法。例如蘭波特自己提出了口頭協議、書面協議法，后來有人提出了實用拜占庭容錯PBFT算法，在2008年，中本聰發明比特幣后，人們又設想了通過區塊鏈的方法解決這一問題。區塊鏈通過算力證明來保持賬本的一致性，也就是必須計算數學題，才能得到記賬的權力，其他人對這個記賬結果進行驗證，如果是對的，就認可你的結果。與拜占庭問題比起來，就增加了叛徒的成本。[2020/5/14]

Layer2是一系列鏈下擴展性解決方案的總稱，Layer2平臺和協議以減少基礎層負擔的方式來處理數據，通過將主鏈的部分數據處理轉移到?Layer2上，從而增強整個區塊鏈網絡的可擴展性。

Layer2擴容不改變區塊鏈協議本身，即不篡改Layer1上任何去中心化或安全特性，通過鏈上智能合約與鏈下數據的交互，來為其提供了新的功能和性能。簡而言之，就是智能合約先在Layer2層執行，最后再將數據寫到Layer1層。

現場 | 火幣中國推出數字經濟及區塊鏈產業科普新書:金色財經現場報道，12月6日，由海南省工業和信息化廳主辦，南南合作金融中心協辦，海南生態軟件園、火幣中國承辦的“海南自貿港數字經濟和區塊鏈國際合作論壇”在海口舉行，這是全球首次區塊鏈部長級論壇。

在本次論壇上，火幣中國舉行了“數字經濟及區塊鏈產業科普系列新書發布”儀式，希望通過教材、專業教育、培訓等多種方式，幫助從業者、高校、研究機構深入了解區塊鏈，從而建立起區塊鏈全局性知識模型，真正推動區塊鏈應用落地。火幣中國CEO袁煜明介紹，將聯合機械工業出版社面向普通高等教育推出《區塊鏈導論》、《區塊鏈系統設計與應用》和《區塊鏈新商業模式分析》系列教材，這是國內最早推動的區塊鏈教材之一；火幣中國還積極參與數字經濟的研究，由中信出版社出版的新書《讀懂Libra》已經上市；由火幣中國負責編寫的區塊鏈技術科普讀物《區塊鏈技術進階指南》將于12月面世；首本行業內最全的區塊鏈應用案例集《區塊鏈產業應用100例》在本次論壇進行了首次刊印。[2019/12/6]

如前文所述，現在談到Layer2更多是以太坊的Layer2，所以下文所有的描述和案例都是以以太坊的Lyaer2為準。

科普時報：區塊鏈與云計算長期發展目標不謀而合:據《科普時報》今日報道，區塊鏈與云計算兩項技術的結合，從宏觀上來說，一方面，利用云計算已有的基礎服務設施或根據實際需求做相應改變，實現開發應用流程加速，滿足未來區塊鏈生態系統中初創企業、學術機構、開源機構、聯盟和金融等機構對區塊鏈應用的需求。另一方面，對于云計算來說，“可信、可靠、可控制”被認為是云計算發展必須要翻越的“三座山”，而區塊鏈技術以去中心化、匿名性，以及數據不可篡改為主要特征，與云計算長期發展目標不謀而合。[2018/5/4]

Layer2提出的歷史背景

區塊鏈誕生之初，一直伴隨著1個“不可能三角”問題，即安全、可擴展性、去中心化，眾說周知，區塊鏈技術區別于互聯網，最大的不同就在于去中心的特質，而讓資產真正掌握在自己手中，是由于區塊鏈足夠安全才能做到的，最終只能犧牲拓展性，去實現另外兩個。

隨著區塊鏈對外部的席卷，越來越多的人參與進來，網絡的擁堵導致低下的交易速度，并讓手續費也是高企難忍，尤其是越來越多的交易發生在比特幣上，無數的Dapps被部署在以太坊上，激發的矛盾越發突出，人們只能尋求更佳的解決方案，來處理這個問題。

為了“解決”這個不可能三角問題，人們開始探索各種可能性，因此涌現出來許許多多的解決方案，其中之一便是Layer2。

Layer2如何提高效率

通常來說，以太坊節點的數據是由2個部分組成的，1個部分是世界狀態，另1個部分是區塊鏈。以太坊的世界狀態是交易直接驅動修改的，可以認為是以太坊全網所有地址的賬戶余額表。每當以太坊上有一筆交易發送時，都會對世界狀態這張余額表產生影響。而區塊鏈的部分記錄下了整個交易的過程，即完整的區塊鏈交易數據，每一筆交易都會驅動全網修改區塊鏈數據。

由上述公式我們可以得知，對以太坊來說，一筆交易消耗掉的Gas可以分成兩部分，一部分是驅動修改世界狀態消耗掉的，即GasUsed，其大小跟交易的復雜程度呈現正相關關系，交易的復雜程度越高，GasUsed就越高，比如在農場里將LP池收獲的Token復投進單幣池，在Deposit的時候其實執行了2個動作，即Deposit的同時還進行了單幣Harvest的動作，這里的GasUsed通常比單獨的Harvest要高。

那么我們的Layer2怎么在這個過程發揮作用呢？

很顯然Layer2是將鏈上一系列復雜的計算動作，全部都轉移到了鏈下去進行，然后再將計算好的結果反饋給主網，以此來降低交易的復雜程度。在?Layer2將交易打包上傳到Layer1的操作，并不會修改Layer1的世界狀態，只會修改區塊鏈數據，即只是將交易數據存儲進Layer1的區塊鏈數據里。

這些來自Layer2的交易包不直接修改世界狀態，只是將交易數據存進區塊鏈數據很便宜，但有了區塊鏈數據，也可以通過計算完整回溯這些世界狀態的修改過程，因此既讓交易過程能完美被記錄，同時也省下了高額的Gas費用。

但要回溯整個過程，也需要大量的Gas費用，所以Layer2的技術需要做到客觀可信，讓公眾只需要在Layer2查詢整個過程，而不用在主鏈上讀取，才能實現真正的Layer2。

Layer2的技術對比

隨著越來越多的擴展解決方案出現，每個解決方案都承諾無需信任、安全、經濟且易于使用，背后都不可避免地缺乏細微差別。進行全面的盡職調查，深入挖掘每個解決方案很有必要，因此MatterLabs從以下角度對各項方案進行評估，以幫助構建者采用最適合他們需求的解決方案。

安全性能/經濟可用性其他

事實上，我們關注的核心問題：即資金出口由誰控制。已經成功排除除RollUp以外的技術路線，Rollup是唯一不需要用戶做出額外的信任或活性假設的Layer2可擴展性解決方案。Rollup是唯一可以保證用戶高枕無憂的Layer2可擴展性方案，因為資金出口被以太坊Layer1牢牢控制住了。

遷移到Layer2擴展方案上需要對錢包、預言機、dApp和用戶習慣的巨大變更。而OptimisticRollups方案能夠兼容EVM，短期內更容易落地具有更強的可移植性，OptimisticRollup可以幫助整個生態為這樣的遷移作好準備。

ZKRollup在安全性和性能方面取得比較好的權衡，一旦其實現對EVM的完全兼容，它有機會獲得越來越多DeFi的青睞。不過，如果Optimist方案在實踐上證明可行，這也會對ZK的采用形成一定的沖擊，至少會延緩它的采用進程。

Layer2的缺陷

即便Layer2是擴展以太坊所非常需要且合乎邏輯的解決方案——它們帶有自己的潛在問題和疑問，可能會阻礙以太坊平臺實現其成為世界超級計算機的真正愿景。

有限的可組合性

Layer2之間缺乏相互之間的可操作性。換句話說，Layer2上的dapp無法輕松地同另一個Layer2上的dapp進行通信——這一點破壞了可組合性的力量。在Layer1中，單筆交易可以通過多個DeFi協議交互，打造全新的金融產品；在?Layer?2上，該交易只能與存在于其自身鏈上的DeFi協議進行交互。

眾所周知DeFi的真正的強大在于它的可組合性，你敢想象在1個Layer2上DeFi的Maker、Uniswap、Compound、Curve、Synthetix等無法實現可組合，即便性能提高數百倍，那這個Layer2還有意義呢？

割裂的流動性

不同Layer2鏈上dapp碎片化的另一個問題是，它們相關的流動性也被分割了。流動性在任何金融市場中都非常重要，因為它提供了一個健康的市場，買賣雙方可以在公開市場會面并交換商品，而不會對買賣價格造成太大影響，引起價格的瘋狂波動

目前，所有流動性都存在于以太坊上——它為平臺上的所有金融產品和代幣提供了一個健康且流動性強的市場。隨著向Layer2的遷移，我們將看到現有的流動性被分配到以太坊和不同的擴展解決方案中——而不是在以太坊上擁有所有可用的流動性。這也是主流的Defi項目不愿意看到的，貿然的向一種?Layer2遷移，會將自己陷入孤島的境地。

總?結

Layer2經過了幾年的發展和技術演進，已經得到十足的突破性進展，由其缺陷問題可以得出，最后勝出的?Layer2項目，必須要有足夠強大的生態，能聚集眾多的Defi頭部項目，才有可能讓Defi向更深層次突破，畢竟要在Layer2上復制?Layer?1的可組合性，才能讓其性能上的百倍增益體現出價值，從而帶來用戶指數級的增長。

Arbitrum生態合作全景

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