以太坊:觀點：以太坊Layer-2方案的現狀

編者按：本文來自以太坊愛好者，作者：MohamedFouda，翻譯：阿劍，Odaily星球日報經授權轉載。在我們Layer-2系列的第一篇文章里，我們討論了比特幣鏈下可擴展性方案，也分析了閃電網絡和多種側鏈方案。當我們把目光轉向第二大密碼學貨幣，我們可以看到以太坊也有相當多的鏈下可擴展性方案。這些方案，大多都是為了應對以太坊區塊鏈在2017年頻繁出現的擁堵情形而提出的。以太坊協議本身的可編程性，讓開發者能夠設計出許多在比特幣上不可能實現的擴展方案。在過去，這種可編程性往往只意味著可以創建智能合約、團隊能夠快速獲得資金然后全身心投入到可擴展性方案的開發中。好幾個這樣的方案都已經在一年以前甚至更早的時候發布了，但感興趣者寥寥無幾。慘淡的業績既是因為市場下行、興趣下降，也是因為他們無法在啟動之前造出一定的勢能。不過，到了2019年末，趨勢開始變化。市場反彈、興趣漸旺、網絡利用率上升，多種技術的進步，使得Layer-2項目回到大家的視野中。

-2020年以太坊交易的平均手續費成本-以太坊網絡使用率的增加，再加上交易手續費的10倍上漲，使得多支團隊正式啟動了他們已耕耘多時的項目。我們看到——過去幾個月間啟動了許多項目，都在爭奪社區的注意力和接受度。本文拿所有這些項目做成了一個圖表，準備從投資的角度看這些項目成功與否。

觀點：銀行可能會成為ETH 2.0的主要參與者:Coindesk發文稱，瑞士數字資產銀行Sygnum正在幫助機構客戶從新的以太坊網絡中獲得質押獎勵。許多銀行有朝一日將可能成為以太坊 2.0的主要參與者。區塊鏈基礎設施提供商Blockdaemon和Bison Trails等公司表示，這種趨勢很快就會像機構對比特幣的興趣一樣受到關注，它們提供的基礎設施可以使在以太坊2.0上運行一個質押節點的風險低且易于部署。[2021/6/17 23:42:24]

-鏈下擴展方案進入白熱化競爭階段-以太坊Layer-2方案的分類

以太坊Layer-2項目很多，我們給它們分類如下：第一類包括支付可擴展性方案，例如Raiden、LiquidityNetwork和Spankchain。大多數方案都用到了狀態通道技術，受啟發于比特幣的閃電網絡。這些項目在2017年乃至2018年初通過ICO成功籌集到了資金。第二類方案則源于對更靈活擴展方案的需要。這些解決方案能支持任意的智能合約交易和dApp，當然也包括DefI應用。打頭陣的當屬Plasma鏈技術——最終產生了包括LoomNetwork、OMGnetwork和Matic在內的項目。因為Plasma實現的復雜性，一類新的通用可擴展性方案獲得了大家的青睞：Rollup方案。Optimism/OVM是這個方向的先驅，zkRollup方案也緊隨其后。第三類方案與前兩類方案不是同一個維度的，目的是增加額外的功能，尤其是隱私性。最有前景的項目包括Keep和Aztec。

觀點：全球投資業務中的1%資金將被配置到比特幣上:華爾街金融分析師、比特幣支持者Max Keizer對沃倫·巴菲特最近決定將其基金從全球主要銀行的股份中撤出，并押注巴里克金礦公司(Barrick Gold mining)的股票發表了評論，稱巴菲特對黃金和銀行的看法是錯誤的，更重要的是，他批評比特幣很可能是錯誤的。Max Keiser認為，隨著巴菲特進入黃金市場，全球投資業務可能會將5%的資金押在黃金上。這也讓Keiser相信，大約1%的資金（約1萬億美元）將被配置到比特幣上。（U.Today）[2020/8/15]

鏈下通用可擴展性方案

此類方案是當前最活躍、討論最充分的以太坊可擴展性方案。雖然“通用可擴展性”一詞在技術上不夠準確，但這個詞確實反映了此類方案的目標：擴展任意以太坊交易的處理量。相較于簡單的、實現鏈下支付的方案，這類方案要解決的問題要難得多。從技術角度來看，此類方案可以叫做“承諾鏈”，可以擴展任意交易的吞吐量。在這個領域內，雖然基于不同的技術維度可以細分為很多小類，但我們就簡單分類成：Plasma鏈交易分組及壓縮方案抽象地來看，Plasma方案就是創建了一個可以執行任意交易的空間。但是，在Plasma方案中，因為鏈下交易的數據對以太坊主鏈是不可見的，這就使得用戶想離開側鏈、回到以太坊主鏈的時候，會遇上麻煩。這就是所謂的數據可用性問題。

-以太坊側鏈的簡化圖示-另一方面，Rollup方案可以被認為一種壓縮技術。多筆交易可以壓縮在一起，既能減少交易數據規模，又能降低交易驗證負擔，因此使得以太坊區塊鏈能處理更多交易。此外，所有交易的收據都存儲在以太坊區塊鏈上，這就提升了Layer-2交易的安全性。競爭

觀點：穩定幣在支付方面或許優于比特幣 但這種情況可能不會持續太久:穩定幣提供了比特幣的大部分好處，但沒有任何波動。這是許多業內人士和專家的觀點，他們都肯定，消除波動性是使加密貨幣成為可行支付手段的關鍵。因此，有些評論家認為，貨幣的未來屬于穩定幣，而不是像BTC這樣的波動型加密貨幣。但業內對此也有不同的觀點。首先，隨著比特幣越來越受歡迎，它的波動性可能會隨著時間的推移而降低，從而使它更適合作為一種支付手段。此外，穩定幣可能會因為受到監管而幾乎消失，而由于與通脹性法定貨幣掛鉤，許多穩定幣可能會變得不穩定。（Cryptonews）[2020/7/6]

在這兩個小類中，都有不同的項目，是向著不同的目標而且技術架構也不盡相同的。詳盡的項目比較得寫好幾篇文章，所以我們僅聚焦于大略的事項。

-以太坊通用可擴展方案的分類-，它們只能執行特定類型的交易，如需執行更多類型的交易，還得增加代碼。）基于Plasma的方案Plasma方案是最早出現的，以Vitalik的Plasma論文為標志。Plasma實現也因應用場景不同而大不相同。第一個Palsma的產品級實現是LoomNetwork于2018年使用Plasma的變種PlasmaCash做出來的。PlasmaCash主打非同質代幣和游戲。這個項目最終離開了以太坊生態，創建了一條獨立的區塊鏈，而且轉變方向做起了企業性應用。Loom是一個很有趣的案例，顯示了Layer-2項目所面臨的艱難，尤其在他們所瞄準的主要應用場景并沒有與ETH深度綁定的時候。另外兩個項目，Matic和OMGNetwork加入了“PlasmaintheProduction-Stage”俱樂部，各自成功地啟動了主網。兩個項目都致力于擴展通用的以太坊交易。Matic在側鏈上使用了PoS共識機制。OMGnetwork在方向上與Matic相似，不過當前的網絡依賴于一組固定的驗證者。

觀點：投資者對2009年遠古錢包比特幣異動反應過度:昨日晚間，某2009年遠古比特幣地址出現異動，有聲音猜測該地址可能屬于中本聰，而后多方給出分析稱不太可能。但消息傳出之時迅速引發了比特幣的大幅拋售，導致比特幣從9800美元的高點跌至9400美元的低點。分析平臺Santiment分享了這條消息開始傳播時關于投資者情緒的數據，并解釋稱隨后的拋售表明人們對此“反應過度”：“BTC在1小時內的跌幅達到4%。社會交易量表明，人們對此反應過度，當價格開始反彈時，人們的反應又迅速平息下來。”（CryptoSlate）[2020/5/21]

Rollup方案Rollup可擴展性方案算是初出茅廬。Rollup方案通過把所有交易數據以打包/壓縮過的形式存儲在以太坊區塊鏈上來解決數據可用性問題。交易合并為組的主要目的是節省驗證成本。這些成組的交易不會由以太坊共識機制來直接驗證，而是用另一種機制來證明這些交易的有效性。Rollup方案有兩大子類：OptimisticRollup和zkRollup，證明有效性的方法也不同。OptimisticRollup方案使用錯誤性證明來揪出無效的交易、懲罰允許通過這些交易的驗證者。zkRollup使用零知識證明來證明所處理Layer-2交易的有效性。證明本身也會跟交易數據一起存儲在臉上。OptimisticRollup領域的一個主力是Optimism。Optimism正在開發OptimisticVirtualMachine(OVM)，意在使用Layer-2擴展任意的以太坊交易。他們團隊近期跟Synthetix項目一同推出了一個擴展DeFi應用的demo。這個demo實在是令人鼓舞。另一股開發OR的力量是IDEX的可擴展性方案。IDEX團隊也在去年的10月公開了一個他們方案的demo。另一種選擇，zkRollup，用意則是實現以太坊Layer-2的更大規模可擴展性。不過，這門技術還是僅限于特定的應用場景，例如，支付或者交易所，被零知識證明在構造上的復雜性給限制住了。這個領域有兩個項目在激烈競爭：Loopring和Matterlab的zkSync項目。Loopring一開始使用zkRollup來實現一個Layer-2上的去中心化交易，而且已經殺入Layer-2支付領域、啟動了LoopringPay。但zkSync一開始是瞄準Layer-2支付方向的。他們最近也正式啟動了產品。其它可擴展性技術

觀點：比特幣價值在于人們把它作為交易手段和長期財富儲存手段:CoinMetrics聯合創始人Nic Carter最近在播客活動中表示，比特幣的價值來自市場。它的價值在于，人們希望把它作為一種交易手段和一種長期財富儲存手段。他說：“黃金之所以有價值，是因為一個文明把貨幣價值放在了貨幣商品的存在上。” 關于比特幣的波動歷史，Nic Carter強調，比特幣的波動代表了你為了進入系統必須做出的權衡取舍。不過，他也表示，這種不穩定的情況并非比特幣所獨有，也不是它的理想狀態。Nic Carter總結道：“我們每天使用的大量資產都是不穩定的。石油很容易揮發，而且周圍有數萬億美元的石油在浮動，所以這不是一個不合格的特征。這只是意味著，作為一種基礎，一種儲備資產，比特幣要讓人們安心存錢還有很長的路要走。”（AMBCrypto）[2020/3/8]

還有其它可擴展性技術是放不進這個Plasma/Rollup的分類里面的。一個例子是Starkware團隊，他們實現了一種可擴展性方案，既將交易數據放在鏈下，又使用零知識證明來將鏈下交易打包在一起，而且，他們所用的零知識證明方案叫STARKs，是一種不需要可信任啟動設置的方案。Starkware和Vitalik管這種方案叫Validum。以太坊鏈下支付方案

支付擴展方法最早是在2017年和2018年提出的，而且都深深地受影響于比特幣的閃電網絡。這些方案旨在擴展支付交易的吞吐量，但并不允許在鏈下任意執行智能合約交易。因此，它們是不支持DeFi、dApp和游戲的。這在以太坊生態中是個致命缺陷，可能也正因此，這類解決方案沒能成功獲得牽引力。這些方案共有的主要底層技術就是狀態通道。雷電網絡、Connext/SpankChain和LiquidityNetwork都在嘗試開發鏈下支付網絡。雷電網絡RaidenNetwork被認為是最接近閃電網絡的方案。類似于閃電網絡，它也是通過在網絡上的不同節點間實現1對1的通道來創造一個運行在以太坊基礎上的微支付網絡。雷電網絡第一次在主網發布產品是在2020年5月。使用雷電瀏覽器可以看到，截至本文撰寫之時，網絡中只有25個賬戶和大概50條通道。因為整個以太坊生態的注意力已經在很大程度上被更靈活的擴展方案吸引過去了，所以很難相信點對點的支付通道網絡有什么光明未來。LiquidityNetwork類似于雷電網絡，LiquidityNetwork也嘗試在以太坊基礎上實現支付通道。不過，他們沒有跟隨閃電網絡和雷電網絡使用同樣的1對1通道模式，而是使用了1對N的通道模式。網絡基于大家都可連接的支付中心來運轉。因此，Liquidity在分類上更接近于側鏈而不是支付通道網絡。這個項目是由幾位來自倫敦帝國學院的學術研究員來領導的，他們以在項目網站上展示自己的學術研究為榮。項目于2018年在主網上啟動，但在吸引用戶上是一敗涂地，僅在當前以太坊網絡使用率和Gas價格飆升的時候，人氣才有所回升。

-Layer-2支付方案相關token的投資回報率-功能增強型鏈下方案

最后一類以太坊Layer-2方案是為實現以太坊底層不能提供的功能而產生的。其中最流行的一個功能就是：隱私。隱私包括了隱藏交易的金額和完全隱藏參與交易的地址。這些隱私特性都不能在以太坊主鏈上直接實現，需要用獨立的Layer-2方案來做。這個領域的兩個主要項目是Aztec和Keep。Aztec的目標是在以太坊基礎上建立一個UTXO層、使用零知識證明來提升交易的隱私性。這個項目使用一個公開的、大規模的多方計算儀式來完成可信任初始化工作，并且開發了zk.money來讓社區嘗試他們的產品。因為這些Layer-2隱私方案跟可擴展性方案是沒有相關性的，所以Aztec團隊正在努力將隱私增強型技術和zkRollup技術棧結合在一起，打造ZK2Rollup。類似地，KeepNetwork也在為以太坊開發鏈下隱私層。這個項目不想做隱蔽交易，想做的是為私密數據創建存儲空間，可以通過以太坊的智能合約來訪問和使用的那種。Keep主網在2020年5月上旬就啟動了，以支持該項目的龍頭產品TBTC。在上一篇文章中，我們說TBTC幫助擴展比特幣網絡的可行備選方案。為實現TBTC的高安全性保證，交易都僅由以太坊區塊鏈來處理。不過，也沒有根本性的問題讓這些交易不能在鏈下處理。多Layer-2方案的風險在哪？

在比特幣區塊鏈上，閃電網路是單一的一個Layer-2方案，它為許多來自不同項目的比特幣開發者提供了統一的平臺。來自LightningLabs、ACINQ、Blockstream、Zap、Bitrefill等等項目的日積月累開發工作都匯集到同一條河流中。但在以太坊上，情形就大不相同。不同的Layer-2擴展方法都互不兼容，彼此之間有很多摩擦和競爭。這種競爭也有可能導致生態的分裂，進而延遲乃至阻礙Layer-2方案的接受度，使得沒有一個方案能得到大規模接受。但另一方面，以太坊生態中實驗的廣泛性，可能意味著大家能更快找出真正有用的防范。性能更強的可擴展性方案可能最終會打敗乃至吸收效率較差的方案。有一些意見認為在不同Layer-2鏈之間建立鏈下的橋接方案可以減少可能存在的摩擦。這讓人聯想到Cosmos的鏈間通信協議的愿景。鏈下橋接也許能將不同的Layer-2項目黏合在一起，實現以太坊網絡更大范圍的可擴展性，然而，現在大多數項目都還很稚嫩，關于Layer-2橋接的討論也很少。結論

以太坊Layer-2可擴展性方案的第一波浪潮都集中在支付上，多數都是通過ICO來募資，大多數也都失敗了。在2017年、2018年之間發布的、很流行的token，價格都一直在下跌，望也望不到盡頭。不過，對可擴展性方案的需求只增不減。這就推動大家提出了更新一代的解決方案，來提供更靈活的、不止于支付交易的框架。這些解決方案都嘗試著避免前輩的錯誤、根據生態中不斷成長的部分不斷改進自己的方案。Optisism和Synthetix的demo和Loopring交易所就是這一趨勢的鮮明例子。因為這些項目大部分都是近期才在主網上發布產品，所以評估和預測它們的走勢都還太早了。更何況，這些項目之間還有強烈的競爭氛圍，也許會有人黯然離場。在評估這些方案的時候，最后一個要考慮的問題就是它們跟以太坊2.0路線圖的兼容性。雖然功能完整的以太坊2.0網絡可能還要幾年時間才能出現，但在根本上不兼容以太坊2.0的方案肯定也更難吸引到開發者。雖然沒人能言之鑿鑿說哪個Layer-2方案能笑到最后，我們還是希望本文能成為一個可靠的指南，讓大家看到那些幫助以太坊成為更健壯網絡的項目。感謝GeorgiosKonstantopoulos、JingWang、Hasu、TonySheng和AnthonySassano對本文的富有教益的反饋。

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