ROL:深度解讀Layer2可擴展性：項目如何在ZK-Rollups和子網之間進行選擇？_區塊鏈

最近，像Solana和BNB Chain這樣流行的一層網絡由于同時運行著DeFi協議、NFT市場和Web3游戲而導致網絡宕機。同樣，以太坊也因網絡擁堵和困擾其網絡的昂貴Gas費而飽受批評。由此，行業開始意識到二層 (L2) 可擴展性解決方案的重要性。

根據以太坊基金會的說法，rollups目前是解決可擴展性問題的首選 L2 解決方案。除了rollups之外，還存在其他 L2 解決方案（例如側鏈和子網）來解決可擴展性的三難困境。

特別是，隨著今年早些時候DeFi Kingdoms和Crabada子網的部署，Avalanche 的 L2 可擴展性解決方案 Subnets 最近獲得了相當多的人氣。在某些情況下，子網本質上是側鏈，除了子網可以選擇使用來自主網的驗證器。目前，子網和側鏈似乎是web3游戲的首選 L2 擴展解決方案。

有這些不同的L2解決方案，它們實際上是如何相互疊加的？在本文中，我們將深入探討rollups領域，以討論其中的最新發展和痛點。我們還將分析與自定義鏈（子網或側鏈）相關的rollup，并研究這些不同的L2解決方案實際上是如何相互疊加的，尤其是在 GameFi 領域。

通過將壓縮的鏈下交易打包到L1網絡上的單個訂單中，Rollups實現了降低gas費用并擴大任何特定L1的交易容量。這樣，L2可以執行計算，而L1只需驗證它們。由此，Gas 費用將在一堆交易中分攤，數千筆交易可以集體完成。

Rollups有兩種不同的方案：Optimistic Rollups和zero-knowledge rollups (“ZK-Rollups”)。兩者在驗證方法上有所不同。

Optimistic Rollups 假設所有交易都是有效的，并且不經驗證就將它們發布到基礎層。然后，驗證者在7天的挑戰期內修改有爭議的交易。

另一方面，ZK-Rollups 創建一個加密證明并將其作為有效性證明的形式發布到主網。目前，使用 ZK-Rollups 的交易可以在大約 10 分鐘內完成。

資料來源：preethikasireddy.com；ethereum.org

從上圖可以看出，與 Optimistic Rollups 相比，ZK-Rollups 似乎將賦予更快、更具可擴展性的以太坊生態系統。

但值得注意的是，ZK-Rollups 仍是一種新興技術，缺乏 EVM 兼容性。盡管今年早些時候 zkSync 確實在其公共測試網上推出了與 EMV 兼容的 zkEVM，但在 ZK-Rollups 的 EVM 兼容性方面還有很長的路要走。否則，ZK-Rollups 將僅限于代幣轉移和交換。

重慶：讓區塊鏈等數字技術與農業、工業、服務業深度融合:12月9日，重慶市政府印發《重慶市數字經濟“十四五”發展規劃（2021—2025年）》，《規劃》提出5個方面建設內容及方案，包括推動新型基礎設施建設，實現信息基礎設施全面升級，讓傳統基礎設施數字化、網絡化和智能化水平大幅提升；推動數字產業化能力大幅提升，讓“芯屏器核網”產業鏈條不斷延伸、產業集群效應顯著增強，新興數字產業加快布局；推動產業數字化取得重大進展，讓大數據、人工智能、區塊鏈等數字技術與農業、工業、服務業深度融合；推動數字化治理效能達到更高水平，讓數字政府、數字社會建設持續深化；推動數字經濟開放水平顯著提高，圍繞中新（重慶）國際互聯網數據專用通道建設，創新探索南向、北向、西向國際互聯網數據專用通道建設，重大開放平臺建設取得突破。（重慶日報）[2021/12/10 7:30:01]

資料來源：l2beat.com（數據截至 2022 年 6 月 7 日）

從上圖可以看出，就 TVL 而言，Optimistic Rollups 目前占據了整個市場份額的 72%。上述缺乏EVM兼容性似乎使ZK-Rollups處于次要地位，大型 DeFi 玩家在擴展到 rollups 時并未選擇ZK-Rollups。

隨著 Optimistic Rollups的成熟，大多數大型DeFi項目已經根據需要采用了該方案。然而，一周的等待期常常讓該領域的新用戶不知所措。作為替代方案，在考慮GameFi可擴展性、NFT市場和web3應用程序時，ZK-Rollups可能是需要更高吞吐量和更便宜交易費用的網絡的可能解決方案。

資料來源：l2beat.com 和協議的網站（截至 2022 年 6 月 7 日的數據）

截至撰寫本文時，該領域已有超過12個ZK-Rollup解決方案，其底層技術由StarkWare、Loopring、Matter Labs和Polygon Hermez開發。

ZK-Rollups 中有兩種主要的密碼證明方法。Loopring 和 zkSync 采用的技術創建了一個零知識、簡潔、非交互式零知識證明 (ZK-SNARK) 來驗證主網中的交易包。ZK-SNARK 于2012年成為焦點，并被ZK-Rollups先行者廣泛采用。

鏈上云與炎幣交易所達成深度戰略合作:據官方消息，鏈上云宣布與炎幣交易所達成深度戰略合作，將為炎幣提供技術咨詢、7*24小時運維、風控監測等服務，為炎幣平臺提供技術與安全雙重保障。

炎幣交易所是以區塊鏈技術為基礎，由創世團隊、以太經典、大零幣等聯合打造的金融服務平臺。僅上線一個月就已經完成了包括用戶注冊量突破30萬、日活用戶5萬，并獲得美國MSB牌照認證許可等多個早期計劃。其團隊主要成員來自美國、俄羅斯、歐洲、韓國、新加坡、馬來西亞等國家和地區的多家知名金融機構，擁有豐富的金融從業經驗。[2020/10/16]

另一方面，零知識、可擴展、透明的零知識證明（ZK-STARK）技術相對較新，由 StarkWare 于2018年發布。ZK-STARK 被認為比 ZK-SNARK 更加透明和可擴展。這項有前途的技術最近將 StarkWare 的估值推高至80億美元，這輪融資由 Tiger Global 牽頭。

StarkWare提供兩種主要的ZK-STARK解決方案：StarkEx和StarkNet。

StarkEx是為特定應用的ZK-Rollups設計的Validium解決方案，被衍生交易平臺dYdX、web3游戲和NFT Marketplace?Immutable X采用。

Validium是一種擴展解決方案，采用與通用ZK-Rollups相同的有效性證明，但不將數據存儲在主網上。但是，采用 Validium的風險在于數據可用性管理器可能會控制用戶的資產，從而引發安全問題。然而，鏈下數據存儲繞過了主網上的交易處理，反過來，與通用 ZK-Rollups相比，它顯著增強了可擴展性。

資料來源：l2beat.com（截至 2022 年 6 月 8 日）

StarkNet是StarkWare推出的通用rollup，于今年 2 月完成推出。值得一提的是，Immutable X 包含一個Volition模型，允許用戶在 Validium 模型或通用 ZK-Rollup 之間進行選擇。隨著TVL逐漸回暖，StarkWare專注于將StarkNet的TPS加速到優化水平。

Cairo是StarkNet的編程語言。StarkNet本身并不支持EVM，在撰寫本文時，Nethermind 的Warp團隊正在開發一個將以太坊Solidity語言轉成Cairo語言的轉譯器。

借助ZK-Rollups，web3游戲可以顯著降低用戶的交易成本，避免網絡擁堵，并從以太坊的實測安全性中獲益。因此，Sorare、Immutation X 等生態系統已采用StarkWare的可擴展性解決方案，努力支持其平臺上的web3游戲。

聲音 | 嘉峪關市委常委：著力推動區塊鏈和實體經濟深度融合:2019年12月26日，嘉峪關市舉行區塊鏈技術和應用專題輔導講座。市委常委、常務副市長王毅表示，全市各相關部門要深刻認識推動區塊鏈技術發展和應用的重大意義，進一步加深對區塊鏈相關知識的學習研究，著力推動區塊鏈和實體經濟深度融合，切實解決中小企業貸款融資難、銀行風控難、部門監管難等問題。要利用區塊鏈技術探索數字經濟模式創新，為打造便捷高效、公平競爭、穩定透明的營商環境提供動力。要探索“區塊鏈+”在教育、就業、養老、醫療健康、食品安全、社會救助等民生領域的運用，推動區塊鏈底層技術服務和新型智慧城市建設相結合，提升城市管理的智能化、精準化水平。要探索利用區塊鏈數據共享模式，促進業務協同辦理，深化“最多跑一次”改革，為人民群眾帶來更好的政務服務體驗。[2020/1/1]

Sorare是一款著名的足球卡牌游戲，在以太坊主網流行，然后通過采用StarkEx轉移到L2。Sorare選擇ZK-Rollups來擴容，同時確保不犧牲安全性和去中心化。

Immutable X是基于以太坊的NFT市場的L2平臺。它通過將計算轉移到鏈下來提供零Gas費和即時交易。根據DappRadar數據，目前有四款活躍的web3游戲在Immutable X的幫助下執行NFT交易。Gods?Unchaine是最突出的一款，擁有約5000名用戶，高峰時的日交易量為150萬美元。

Illuvium是最新加入Immutable X平臺的web3游戲，在其正式游戲發布之前，Illuvium銷售了7200萬美元的虛擬土地成為備受關注的新聞。

總之，在ZK-Rollups中構建游戲可以通過兩種方式完成。第一個是通過像Immutable X這樣的解決方案，第二個是通過建立一個單獨的ZK-Rollup，類似Sorare所選擇的。比較這兩種方法，Immutable X的解決方案已被證明更具成本效益。然而，重要的是要注意 Immutable X仍然缺乏采用，并且ZK-Rollups迄今為止尚未在web3游戲領域獲得牽引力。

Loopring是內部開發的 ZK-Rollup 解決方案。截至撰寫本文時，該協議是TVL最大的通用 ZK-Rollup鏈。路印在戰略上專注于交易和支付，而其支持web3游戲的努力僅體現在與GameStop合作建立Gamestop NFT市場。目前平臺上沒有運行web3游戲。

Matter Labs是zkSync擴展解決方案背后的團隊。它使用ZK-SNARK，并提供鏈下Validium 解決方案zkPorter和鏈上通用rollup zkSync。

ZKSpace是從zkSync分叉出來的，并且采用相同的ZK-SNARK技術來解決可擴展性問題。zkSync指出，ZKSpace自分叉以來一直處于封閉狀態，存在安全風險的可能性。截至撰寫本文時，ZKSpace（以前稱為 ZKSwap）擁有協議 ZKSpace、ZKSwap 和 ZKSea（尚未上線）。

聲音 | 北京青年報：推進區塊鏈與司法工作深度融合是大勢所趨:10月31日，北京青年報發表文章《推進區塊鏈與司法工作深度融合是大勢所趨》。文章指出，習近平總書記指出：“區塊鏈技術的集成應用在新的技術革新和產業變革中起著重要作用。”推進區塊鏈等現代科技與司法工作深度融合，既是一種大勢所趨的行動，更是一場觀念上的革命。相信各地各級法院一定會進一步增強司法區塊鏈建設的使命感、責任感、緊迫感，完善制度設計，加大人力、物力投入，加快司法區塊鏈建設進程，讓科學技術繁榮發展的機遇和成果更好地為司法的文明進步提供助攻，為推進國家治理體系和治理能力現代化提供堅實保障。[2019/10/31]

Matter Labs于2022年2月在公共測試網上推出了zkEVM，這是第一個與EVM兼容的 ZK-Rollup。zkEVM仍在開發中，旨在運行99%的Solidity合約。這標志著ZK-Rollups與以太坊主網并行運行并與Optimistic Rollups競爭的重要里程碑。

Matter Labs目前也在設計一個Validium解決方案zkPorter。如果Matter Labs打算將 web3 游戲吸引到其平臺上，zkPorter可能正是它所需要的。然而，Matter Labs似乎仍然專注于構建通用ZK-Rollups。

Polygon 在形成自己的L2可擴展性解決方案方面非常積極。其ZK-Rollups產品包括 Polygon Hermez (ZK-SNARK)、Polygon Zero (ZK-SNARK)和Polygon Miden (ZK-STARK)。Polygon于2021年收購了ZK-Rollups擴展項目Hermez和初創公司Mir，并獲得了構建其ZK-Rollups的專業知識。

截至撰寫本文時，只有Polygon Hermez處于活動狀態。它可用作DeFi項目的通用 ZK-Rollup，TVL僅為366,000美元。Polygon Hermez尚未吸引很多項目，可能是由于缺乏EVM兼容性。然而，Polygon可能已經通過其PoS側鏈或超網戰略性地瞄準了web3游戲開發者，并且尚未將其重點轉移到ZK-Rollups。

通用ZK-Rollups的一個反復出現的問題在于它們的EVM兼容性。我們注意到，以太坊中的大多數DeFi玩家選擇Optimistic Rollups或Polygon PoS作為他們的L2擴展解決方案。例如，Curve選擇了Optimism；Aave?V3用于Polygon、Optimism和Arbitrum；Uniswap 已擴展到Optimism和Polygon。zkEVM正在由Matter Labs進行測試，而 Nethermind正在為StarkNet開發一個轉譯器。有可能在EVM兼容性方面的任何突破最終都將有助于在未來將DeFi項目吸引到ZK-Rollups。

聲音 | 浙江省省委教育工委書記：把區塊鏈等信息技術與教育深度融合以促進教育發展:浙江省省委教育工委書記、教育廳廳長郭華巍在全省設區市教育局書記局長讀書會上表示，要加快推進教育現代化，需要有新的動力、新的路徑，也需要有新的方式、新的內涵。要把信息技術，如大數據、云計算、人工智能、區塊鏈等技術與教育深度融合創新，以教育信息化引領和推動教育現代化。[2018/8/20]

另一個問題是ZK-Rollups中缺乏通信。這會導致流動性斷裂和集中排序過程可能引發安全問題。然而，Immutable X 新推出的cross-rollup流動性解決方案可能預示著更具流動性的rollup生態系統。

ZK-Rollups尚未在NFT和web3游戲領域獲得關注，這是有充分理由的。Gods Unchained不斷失去用戶，自采用Immutable X的解決方案以來，其交易量急劇下降。同樣，Sorare在進入rollup后無法在以太坊主網中重復其成功。盡管在上述示例中ZK-Rollups缺乏成功，但相比之下，Avalanche的子網在NFT和web3游戲中都找到了更穩固的基礎。

來源：https ://docs.avax.network/learn/platform-overview

Avalanche的主網絡由三個區塊鏈組成——X、P 和 C 鏈。每條鏈在維護Avalanche的完整性以及創建新資產或區塊鏈方面都有不同的用途。

交易所鏈（X-chain）是 Avalanche 上默認的資產區塊鏈，支持創建新資產、交易和跨子網轉移。

平臺鏈（P-chain）是元數據區塊鏈，它協調驗證者、跟蹤活動子網并啟用新的子網創建。

合約鏈（C-chain）是智能合約區塊鏈。它支持創建與 EVM 兼容的智能合約。

Avalanche 使用擴展方法創建子網以進行水平擴展。子網不同于單個區塊鏈，它們之間的關系如下：

子網是區塊鏈上的一組驗證器。

每個區塊鏈只有一個子網（一組驗證者），而每個子網可以同時維護多個區塊鏈。

每個子網可以從五個驗證器開始，但為了網絡健康和安全，建議使用10個。在 Avalanche 上創建子網只需要一個AVAX。但是，子網的每個驗證器也需要驗證主網絡——需要2000 個 AVAX代幣，截至2022年6月9日價值約5萬美元。

子網創建被設計為無需許可且在要求上靈活，以允許不同的用例。例如，私有區塊鏈可能要求交易只能由子網驗證者查看；或驗證器必須先經過KYC/AML驗證，然后才能進入子網。

子網一直是L2可擴展性的圣杯，尤其是對于web3游戲。Avalanche一直在支持和發展其 GameFi生態系統，并在子網中為他們找到一個歸宿。Crabada和DeFi Kingdoms是他們的兩個先驅，Castle Crush目前正在開發其測試網。

資料來源：https ://cryptodaily.io/how-crabada-is-paving-the-way-for-p2e-games-on-avalanche/

從上表中可以看出，Crabada在Avalanche的C鏈上的gas費用份額最高時為38.93%。然而，與許多web3 游戲類似，Crabada面臨著主網的網絡擁塞問題，從而促使他們轉向自己的鏈，例如子網。最近，Crabada從Avalanche C鏈轉移到了他們自己的子網Swimmer Network。隨著向Swimmer Network的遷移，Crabada玩家的gas費降低了85%，交易時間也大大縮短。

除了較低的 gas 費用和較高的 TPS 的明顯好處之外，還有其他好處可以吸引web3游戲采用子網。通過擁有自己的子網，web3游戲本質上可以更好地控制區塊鏈的預定參數。可以用他們選擇的代幣支付他們的Gas費。Crabada現在使用 $TUS 作為燃料代幣而不是 $AVAX，燃燒了高達80%的用于網絡擴展的燃料。代幣燃燒抑制了代幣通脹并提高了代幣的效用。

值得注意的是，游戲工作室一直在為整個游戲生態系統構建一個子網，而不是像Crabada或DeFi Kingdoms采用的典型的每個子網一個游戲的模式。

Avalanche還展示了其對在其子網上構建的web3游戲的支持。在其最初計劃的1.9億美元Avalanche Rush推進DeFi生態系統發展之后，接下來有推出2.9億美元Multiverse計劃旨在加速生態系統的發展。

來源：Polygon博客/超網

Avalanche子網的一個競爭對手是Polygon超網（Supernet），它是Polygon Edge和 Polygon PoS這兩個著名的側鏈解決方案之后的的擴展解決方案。如前所述，Polygon 的擴展解決方案相當激進，ZK-Rollups與超網和側鏈共存。

Polygon超網在web3游戲領域仍然是新事物，還沒有經過很多實際應用。然而，超網解決方案被定位為具有更多功能的Avalanche子網的替代方案。值得強調的是，Polygon超網提供采用權威證明 (PoA) 或權益證明 (PoS) 鏈；從一組專業驗證者中進行選擇，以增強去中心化；以及與Polygon主網共享安全性的可能性。

Polygon PoS一直是web3游戲的中心，Aavegotchi和Crypto Raiders等成功的游戲在2021年取得了巨大成功。流行游戲伴隨著高容量和交易問題。與Avalanche上的Crabada類似，Sunflower Land造成了嚴重的網絡擁塞問題，在高峰期消耗了Polygon上高達42%的gas。

簡而言之，Polygon 的各種擴展解決方案（rollups和超網）還為時過早。承載無數web3游戲的側鏈Polygon PoS是最強大的選擇。然而，Polygon PoS與第1層通用側鏈有更多的相似之處，因為它擁有自己的一組驗證器并且仍然受到網絡擁塞的影響。我們認為它的超網更類似于Avalanche的子網，我們在下面與ZK-Rollups進行比較。

從本質上講，L2 ZK-Rollups和自定義鏈（Avalanche子網和Polygon超網）都是解決其各自L1區塊鏈遭受的可擴展性問題的解決方案。兩者都有很大不同的技術規格和使用它們的好處，我們將嘗試分解它們以更好地理解這些差異。

如果我們只關注web3游戲的技術方面來決定是在L2還是Avalanche子網上構建，那么有人可能會認為L2提供了更好的解決方案。但是，L2解決方案仍在開發中，尚未經過實戰測試。由于對自己的鏈的需求，子網似乎在web3游戲中越來越受歡迎。

一般來說，與DeFi項目相比，web3游戲不需要與更大的生態系統進行太多交互。它們通常具有閉環生態系統，在這些生態系統中，它們的代幣和NFT相互支持。在他們的生態系統之外，唯一的交互是時不時通過他們的網絡代幣，就像AVAX或MATIC一樣。

來源：https ://myria.com/games/

另一方面，頂級 web3 游戲工作室Gala Games或即將發布的Myria更喜歡建立在自己的區塊鏈上。這兩個工作室有多個游戲，它們在一定程度上相互影響；因此，對他們來說，構建一起存在于同一區塊鏈上的游戲更有意義。

盡管如此，鑒于目前大多數游戲都是由單個項目團隊制作的，而不是更大集體的一部分，游戲之間的協作很少。因此，較小的游戲工作室采用子網而不是建立自己的鏈可能更合理。

除了技術規范之外，Avalanche Subnets和ZK-Rollups的核心區別在于Web3游戲在各個子網或側鏈上的隔離。在這個階段，Immutable X仍然是一個生態系統，其中web3游戲和 NFT可以交互并相互構建，而Avalanche子網被單獨隔離到模塊化區塊鏈中。

由于缺乏與主網的可組合性，子網和超網不是為DeFi項目設計的。與EVM兼容的 ZK-Rollups適合部署智能合約并需要高級別安全性的項目。然而，由于ZK-Rollups的EVM 兼容性仍處于萌芽狀態，因此Optimistic Rollups似乎是DeFi項目唯一可用的選項。

很明顯，對于web3游戲，子網已經表現出比ZK-Rollups更好的選擇。正如Avalanche子網的流行所證明的那樣，用于單游戲/單鏈模型的單獨自定義鏈已獲得牽引力。

ZK-Rollups和Validium可能比自定義鏈有更好的技術規范，但它們仍在開發中。ZK-Rollups 可擴展性解決方案不提供單獨的自定義鏈，它可能會由于單個項目的突然炒作而被“壓垮”。此外，創建像 Sorare 這樣的單獨rollup會帶來高昂的成本和過渡的痛苦。

資料來源：ImmutableX、StarkNet、StarkEx

另一方面，Immutable X 最近發布了針對 web3 游戲的創新Layer 3解決方案。通過這種方法，游戲工作室將能夠在不犧牲安全性和可組合性的情況下享受第3層中的超大規模解決方案。第2層和第3層集成整合了rollup解決方案的流動性，并加強了DeFi和web3游戲之間的交互。雖然它似乎仍處于早期開發階段，但我們很高興看到 Immutable X 還提供什么其他功能。

總而言之，StarkWare和Immutable X從風險投資中獲得的飛漲估值已導致機構投資者在它們身上投入大量資金。這反過來又增強了人們對ZK-Rollups在以太坊生態系統內擴展可擴展性能力的信心。此外，Polygon仍然采取積極的方式來利用ZK-Rollups。因此，顯然 ZK-Rollups的潛力尚未完全釋放——我們將密切關注ZK-Rollups未來將如何蓬勃發展。

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