以太坊:一文了解以太坊擴容生態的核心：Rollup以及數據可用性（DA）解決方案

按照計劃，在未來的3-9個月，以太坊將會迎來兩次重要的升級，第一次是所謂的“TheMerge”，簡單理解就是目前的以太坊主網絡將與信標鏈的權益證明系統“合并”起來，這將標志著以太坊PoW時代的結束，以及網絡向PoS共識機制的全面過渡。TheMerge升級除了大大降低維護網絡所需的能源消耗之外，還會減少90%的ETH新增區塊獎勵，這相當于ETH會經歷三次“產量減半”，再加上EIP-1599燃燒機制銷毀的ETH，這可能將對市場供需之間的關系產生非常大的影響。

而第二次升級的主要內容，就是近期Vitalik等人經常會提起的EIP-4844，這是部署danksharding擴容方案的第一步，也是以太坊解決擴容難題的重要一步。

而在本文當中，我們重點關注的，就是更新以太坊接下來的擴容路線圖以及相關的生態項目進展。

注：以太坊擴容概念涉及到了側鏈、狀態通道、Plasma、數據分片、Rollup、danksharding、跨鏈橋、DA解決方案等概念，但社區目前的焦距點其實就剩下了后面幾個，因此本文會圍繞Rollup、danksharding以及相關的DA解決方案進行展開。

擴容的瓶頸，以及以太坊采取的模塊化擴容路線

在闡述以太坊采取的模塊化擴容路線圖之前，我們先來回答一個問題：當我們談論區塊鏈擴容時，我們談論的到底是什么？

可能很多人會脫口而出：TPS！

而這就是Solana對待擴容采取的思路，它采用了橫向擴展的技術方案sealevel，旨在隨硬件技術的發展逐漸實現擴容。

而在以太坊的擴容邏輯當中，可擴展性=驗證所有交易的成本。

因此，當一個系統的節點需要執行一切時，它就會遇到成本的問題。當市場的需求在短時間內大于節點的承載范圍時，就會出現費用市場，這表現出gas費用飆升、網絡確認嚴重延遲等糟糕現象，我們說，這種系統的可擴展性就是糟糕的。

UniSat宣布推出Ordinals原生Swap平臺brc20-swap:7月16日消息，比特幣銘文錢包 UniSat Wallet宣布推出Ordinals原生Swap平臺brc20-swap，任何人都能夠部署新的交易對，為Swap添加流動性。brc20-swap的設計在技術上能夠與現有的brc20變體兼容。

UniSat表示，brc20-swap的設計目的旨在方便開發人員獨立部署brc20-swap的服務實例。UniSat將一如既往地提供源代碼、API和文檔，幫助開發者在此基礎上構建自己的Swap平臺。[2023/7/17 10:58:52]

而隨著技術社區的不斷研究和討論，以太坊社區逐漸形成了以RollupL2方案為執行層，以太坊主網為共識層和數據可用性層的模塊化擴容共識。

簡單來說，RollupL2層將是大部分用戶與整個以太坊系統進行交互的一層，絕大部分的tx行為會發生在這里，然后這些L2系統會將聚合的狀態數據連同calldata存儲在鏈上或鏈下。

而以太坊主網，則作為整個系統的安全共識層，并通過danksharding數據擴容方案有效增強

RollupL2層的可擴展性。

在簡單了解了以太坊的擴容路線圖之后，我們來了解一下涉及到的重點RollupL2以及DA解決方案。

OptimisticRollupVSzkRollup

關于采用欺詐證明的OptimisticRollup以及采用有效性證明的zkRollup是什么，以及這些方案的優劣勢對比文章已經非常多了，在過去的一年當中，由于Vitalik撰文提到zkRollup會是最終的Rollup擴容方案，再加上當前OptimisticRollup網絡費用較高、向L1主網提款存在1周限制等因素，社區對zkRollup方案的預期是大于OptimisticRollup的。

而進入今年之后，隨著OptimisticRollup的一些短板問題得到解決，以及danksharding擴容方案被提出之后，OptimisticRollup方案在中短期內更容易實現擴展的呼聲變得越來越大。

下面，我們來簡單了解一下當下最受期待的幾個L2項目的情況：

DWF Labs向Bybit轉入1萬億枚LADYS，將用于做市:5月11日消息，DWF Labs管理合伙人Andrei Grachev發推稱，該機構向Bybit交易所錢包轉入的1萬億枚LADYS將用于做市。

據此前報道，Andrei Grachev發推稱，該機構向Huobi交易所錢包轉入的6000億枚LADYS將用于做市；向Gate.io交易所錢包轉入的6000億枚LADYS也將用于做市。[2023/5/11 14:57:25]

Arbitrum

當前網絡TVL：31.2億美元

Rollup類型：OptimisticRollup

融資情況：種子輪370萬美元，投資機構PanteraCapital

A輪2000萬美元，B輪1億美元，領投機構LightspeedVenturePartners，其他參投方包括PolychainCapital、RibbitCapital、RedpointVentures、PanteraCapital、AlamedaResearch以及MarkCuban，投后項目估值12億美元，最新的項目估值未知。

以下是Arbitrum的生態圖：

目前Arbitrum網絡的TVL主要集中在SushiSwap(SUSHI)、Abracadabra(SPELL)、GMX(GMX)、Curve(CRV)、dForce(DF)、Synapse(SYN)、Dopex(DPX)、Balancer(BAL)、Uniswap(UNI)以及HundredFinance(HND)這10個應用上。

數據來自https://defillama.com/chain/Arbitrum

需要注意的一點是，盡管Arbitrum在TVL以及生態應用數量方面暫時處于領先的位置，但其github存儲庫?更新頻率似乎有所放緩。

以太坊L2網絡總鎖倉量突破50億美元，近7日上漲7.58%:金色財經報道，根據L2BEAT數據，以太坊Layer2上總鎖倉量為52.6億美元，近7日上漲7.58%。其中鎖倉量最高的為Arbitrum One，達到26.7億美元，占比50.81%；其次是Optimism，鎖倉量為16.7億美元，占比31.8%；第三為dYdX，鎖倉量為4億美元，占比7.62%。[2023/1/22 11:26:04]

Optimism

當前網絡TVL：5.3億美元

Rollup類型：OptimisticRollup

融資情況：種子輪350萬美元，投資機構IDEOCoLabVentures和Paradigm

A輪融資2500萬美元，投資機構AndreessenHorowitz

B輪融資1.5億美元，投資機構AndreessenHorowitz和Paradigm，投后項目估值16.5億美元。

以下是Optimism的生態圖：

目前Optimism網絡的TVL主要集中在Synthetix(SNX)、Uniswap(UNI)、Lyra(LYRA)、Synapse(SYN)、cBridge(CELR)、PerpetualProtocol(PERP)、HopProtocol、ZipSwap(ZIP)、Connext以及G-UNI(GEL)這10個應用上，暫時落后于Arbitrum。

數據來自https://defillama.com/chain/Optimism

而在研發方面，Optimism團隊的github存儲庫?更新頻率依然保持一個穩定的狀態，并且該團隊在今年2月份的ETHDenver大會上展示了mini-danksharding?的研究成果，這也就是目前以太坊社區在積極討論的EIP-4844原型。

去中心化期權平臺Opyn推出策略產品Zen Bull Strategy:12月22日消息，去中心化期權平臺Opyn宣布推出策略產品Zen Bull Strategy。據介紹，該產品將用戶存入的ETH分別投入其crab strategy產品和lending pool。前者允許用戶從Crab的空頭oSQTH倉位中賺取ETH回報，后者幫助用戶借入美元，以購買更多的ETH。該策略產品適用于ETH緩慢上漲的市場行情。[2022/12/22 22:01:23]

Starkware

當前網絡TVL：StarkEx11.34億美元

StarkNet：仍處于alpha測試階段

方案類型：ZKRollup+Validium+Volition

融資情況：種子輪600萬美元，投資方包括以太坊創始人VitalikButerin、Paradigm、PanteraCapital以及PolyChain，同年7月份，Starkware接受了以太坊基金會的1200萬美元投資；

A輪融資3000萬美元，紅杉資本、Paradigm、ScalarCapital、MultichainCapital、IntelCapital、SemanticVentures、Pantera等參與投資；

B輪融資7500萬美金，Paradigm領投，紅杉資本、WingVentureCapital、PanteraCapital繼續參投，包括ThreeArrowsCapital以及AlamedaResearch也參與了投資；

C輪融資5000萬美金，紅杉資本領投，AlamedaResearch、Paradigm、ThreeArrowsCapital等繼續參與投資；

此外，最近Starkware還被曝出正在以60億美元估值進行1億美元的D輪融資，目前尚未被確認。

Axie Infinity開啟Origin階段二，首個Alpha賽季將為前1萬名玩家預留49157枚AXS獎勵:6月30日消息，Axie Infinity宣布正式開啟Origin第二階段，所有玩家的游戲進度都已重置。第一個Alpha賽季已經上線，為前1萬名玩家預留了49157枚AXS獎勵，Alpha賽季將持續到2022年7月28日。SLP賺取將從第3階段開始。[2022/6/30 1:42:16]

以下是由coin98整理的Starkware的生態圖：

在研發方面，Starkware甚至更進一步，該團隊提出了L3的模塊化設計，這可以為各種應用和用戶提供定制化的服務和體驗。

此外，StarkWare采用的是Cairo語言，這有利于性能，但并不兼容EVM，因此現有以太坊主網的應用無法直接遷移到StarkNet，因此其生態的擴展，可能需要進行更多的教育和推廣工作。

截至目前，盡管StarkNet的主網已經上線，但由于其仍處于alpha階段，因此存在一些限制。

MatterLabs

當前網絡TVL：zkSync1.4億美元

zkSync2.0：仍處于測試階段

方案類型：ZKRollup+zkPorter

融資情況：種子輪200萬美元，Placeholder領投，1kx、Dekrypt、Hashed以及Dragonfly跟投；

A輪融資600萬美元，USV領投，Placeholder、1kx和Dragonfly等參投；

B輪融資5000萬美元，AndreessenHorowitz領投，Placeholder、Dragonfly、1kx等機構參投，AAVE、Lido、PerpetualProtocol等70多個以太坊生態團隊參與了投資。

以下是zkSync的生態圖：

與StarkWare選擇的定制化擴容路線不同，MatterLabs專注的是完整的EVM兼容性，今年2月份，MatterLabs宣布了zkSync2.0的公共測試網上線，這是第一個兼容EVM的ZKRollup。

盡管如此，zkSync2.0距離進入實戰應用階段可能還有一段較長的時間。

而zkSync2.0選擇的鏈外數據可用性方案被稱為zkPorter?

AztecProtocol

當前網絡TVL：0.12億美元

方案類型：ZK-ZKRollup?

融資情況：種子輪融資，ConsenSysLabs和SamosInvestments

A輪融資，Paradigm領投，EtherealVentures、VariantFund、Nascent、IOSGVentures等參投；

作為一個專注于隱私保護的L2層，AztecProtocol目前還沒有展現出足夠的吸引力，這需要更多的研發和市場推廣工作。

數據可用性解決方案

以上，我們提到了一些當下最受社區期待的以太坊L2項目及其進展，而與它們相關的，則是配套的數據可用性解決方案。

目前，各大Rollup項目都是使用以太坊L1主網作為鏈上的數據可用性層，但這顯然非常昂貴，并且可擴展性較差。因此，像StarkWare和zkSync采用了Validium、Volition以及zkPorter這樣的鏈外數據可用性解決方案，這些方案要更便宜，但安全性和去中心化屬性顯然不及以太坊主網。而在今年年底，像danksharding、celestia、PolygonAvail等數據可用性方案也將陸續推出。

因此在這一部分，我們來具體聊一聊這些DA解決方案。

Validiums

最初的validiums方案是使用零知識證明來驗證交易有效性，并通過中心數據提供者將交易數據存儲在鏈下，也因此，validiums方案是最便宜的，但其DA保證也是最糟糕的；

由于這些安全問題，當前StarkWare選擇的驗證設計使用了一個委員會，而不是單個數據提供者。

數據可用性委員會(DAC)

數據可用性委員會可以被認為是具有多個節點的Validiums方案。

這些節點是受生態信任的參與方，他們將數據副本保存在鏈外，并在rollup運營商惡意行為的情況下將它們重新傳遞給公眾。這些節點通過在鏈上發布簽名來證明L2的數據是可用的。

DAC委員會通常由7-10名成員組成，因此在考慮到類似制裁這樣的極端情況下，他們有權串通凍結或竊取用戶的資金。

當然，好處是DAC委員會的成本是非常低的。

注：目前，ImmutableX以及Sorare就是采用的DAC解決方案。

Volition

Volitions是一個讓用戶在鏈上和鏈下進行選擇的數據可用性解決方案，當選擇鏈上選項時，費用更高，但安全性更好，當選擇鏈下選項時，費用更低，但安全性會較差。

Celestium

Celestium是一個L2鏈，它使用Celestia作為數據可用性層，但使用以太坊主網作為結算和爭議解決層。Celestium可以被認為是一個無需許可的數據可用性委員會(DAC)，它對數據可用性有額外的經濟保證，因為如果委員會行為不當，他們可能會受到懲罰，因此其安全性保證相對DAC會更高一些，但在成本這個因素上，Celestia顯然要高于DAC。此外，PolygonAvail也在嘗試做類似的事情。

danksharding

在去年的時候，以太坊研發團隊是計劃通過數據分片來實現鏈上的數據可用性擴容，但由于其實現難度較大，這會給其他L1生態帶來非常大的競爭機會。

而在DankradFeist提出名為danksharding的簡化新分片設計后，以太坊的鏈上數據擴容進程將更快地實現，這會大大緩解競爭壓力。

作為以太坊鏈上DA解決方案，理論上danksharding的安全性自然是最高的，但關于成本這一項，目前還沒有一個定論，根據polynya的說法?，在danksharding未飽和的情況下，danksharding的成本要比validiums更低，但如果達到飽和狀態，那么validiums以及其他DA解決方案的成本可能會更低。

這可能需要社區進行更多的研究。

筆者預計，如果加密市場進一步主流化，這些DA解決方案可能都會迎來自己的需求，而目前似乎也很難判斷它們將占據多少比例的市場份額。

三、總結

經過開發者們數年的研發與討論，以太坊目前已經形成了一套非常合理的擴容路線圖，這對整個以太坊生態而言無疑會是一件好事。另一方面，今年一些競爭L1的敘事可能會因此而變得缺乏吸引力。

但從長期來看，多鏈以及多Rollup的格局可能依舊不會改變。

也因此，類似跨鏈協議這樣的賽道，同樣還是值得關注的。

而即將爆發的L2戰爭以及DA方案戰爭，會是筆者接下來的關注重點。

參考資料：

https://ethereum.org/en/upgrades/merge/

https://defillama.com/

https://l2beat.com/

https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-4844

https://blog.celestia.org/ethereum-off-chain-data-availability-landscape/

https://twitter.com/epolynya/status/1495763124250685454

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