ROLL:市場熱度再起 Layer2 能否解決以太坊擁堵問題_以太坊

金融是區塊鏈最容易落地的場景。過去的一年，我們在以太坊生態中看到的各種去中心化的金融產品，很多都帶著傳統金融產品的影子，像是去中心化的借貸，交易，衍生品等。而金融追求效率，比特幣網絡每秒5筆，以太坊15筆的交易處理能力，相較于Visa網絡均值2000筆，峰值數萬的效率，仿佛不同時代的產品。

區塊鏈的TPS在很大程度上限制了區塊鏈的普及，由此也限制了普惠金融。最近出現了一個新詞叫DeFi后現代，而我以為DeFi的現代還未到來，過去半年間流行的DeFi可能只是公元前。受限于TPS，價高者得的交易處理機制使DeFi熱潮時以太坊網絡貴且擁堵，最擁堵時gas值突破了1000gwei，單筆交易花費幾十上百美元成為家常便飯。這樣的交易代價也將很多人拒于DeFi門外。

面對當前可拓展性極其有限的難題，以太坊社區和開發者提出了兩個方向的解決方案，Layer2和分片。Layer2字面意思是二層網絡，相對的，當前的以太坊主網也稱為一層網絡，二層網絡也就是基于當前以太坊主網的一個系統。

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Layer2方案主要是從減輕Layer1負擔的角度出發，將Layer1的大量計算需求搬到Layer2上；分片則是從更基礎的角度，通過增加Layer1數量達到提升基礎帶寬的目的。Eth2預計總共將分為4個階段實施，目前處于階段0存款合約的啟動階段，關于Eth2的具體信息不在本文展開，后續我們會對Eth2的最新進展持續跟進。這篇文章接下來將和大家介紹Layer2的常見方案和主要進展。

在DeFi擁堵時，Layer2作為解決擁堵的救星之一也被熱炒，相關概念代幣價格也一路走高。在這背后，Layer2到底是如何解決以太坊交易處理效率低下的問題呢？

我們知道當前以太坊交易處理能力主要受限于區塊體積和出塊時間。區塊體積決定了當前以太坊網絡單個區塊可容納的交易筆數；出塊時間決定了平均每12秒才能產生一個區塊。

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目前主流的Layer2方案有很多，本文重點介紹Plasma、Rollup兩種，其中Rollup又可細分為OptimisticRollup和ZKRollup，這些方案從不同角度來解決以太坊交易處理能力有限的問題。

Plasma

Plasma是以太坊社區中出現的第一個試圖解決網絡處理問題的方案，早在2017年被提出，也被寄予厚望。

在介紹Plasma前需要先了解「側鏈」的概念。由于以太坊主網拓展不易，開發者就想到了創建一個連接到主網的獨立區塊鏈，也就是側鏈，通過在側鏈上高效處理交易來實現對主網的擴容。而側鏈的潛在問題是安全性，作為一個獨立的區塊鏈，側鏈需要有自己的礦工，建立足夠的算力來保障安全，而足夠的算力和不作惡的礦工，對于當前除比特幣和以太坊之外的區塊鏈來說，都是一個不小的門檻。

市場波動期間，Coinbase網站流量創新高，24小時交易量大幅飆升:在新冠病引發的市場波動期間，Coinbase的網站流量創下紀錄，24小時交易量大幅飆升。Coinbase表示，其在2020年3月19日和3月20日處理了20億美元的加密交易。Coinbase首席執行官Brian Armstrong在一份聲明中稱，這些數據比Coinbase此前的流量紀錄高出50%以上。（The Paypers）[2020/3/23]

不同于側鏈，Plasma將Layer2交易數據處理后提交到Layer1，并且增加了欺詐性證明的退出機制，通過這種方式利用Layer1算力保障Layer2安全性。

理論狀態下，Plasma可將以太坊的TPS提升至1-9k。由此Plasma受到了廣泛關注。但在隨后的開發中，更多現實問題暴露出來：

用戶從中取出資金的周期過長

所有用戶都被要求監控Plasma鏈上的所有交易

獨家 | OKEx CEO JayHao：比特幣市場已不樂觀 進入“技術性熊市”:今日，在針對“比特幣的走勢與該政策的相關性有哪些？波動上升后回吐漲幅，是否代表了比特幣后市的“不樂觀”？”的問題，OKEx CEO JayHao在金色財經獨家采訪時表示，從理論上講，美聯儲的寬松貨幣政策會在中長期推動比特幣價格的上漲，從目前看主要有兩條傳導路徑：

第一條途徑： 寬松的貨幣政策 → 銀行信貸增加 → 流動性增加 → 部分增加的資金流入數字貨幣市場，推動價格上漲

第二條途徑：寬松的貨幣政策 → 市場利率下降 → 美元計價的資產回報率下降 → 資金從美元市場流出、美元貶值 → 部分資金流入數字貨幣市場，價格上漲。需要注意的是，上述兩條傳導路徑僅僅是從理論角度進行的分析，比特幣的利率傳導機制是否通暢還不確定；此外，由于比特幣等數字資產尚未納入全球投資機構的資產配置池中，因此利率傳導的時效性較差。因此，以比特幣為代表的加密數字貨幣市場在短期內很難受美聯儲寬松貨幣政策的影響，只有中長期才可能受此影響。現在的比特幣市場已經“不樂觀”了，目前已經是“技術性熊市”狀態。[2020/3/16]

再往后，Plasma的發展陷入停滯，進展緩慢，不過近期我們也觀察到一些項目基于Plasma再繼續探索并有所突破，下文中將介紹相關項目的進展。

聲音 | MarketandMarkets：數字貨幣ATM市場價值至2023年將達1.445億美元:據美通社消息，根據MarketandMarkets研究報告，數字貨幣ATM市場價值至2023年將達1.445億美元，比今年的的1630萬美元增長54.7％。2023年北美將占數字貨幣ATM市場的最大份額。[2018/8/29]

Rollup

Rollup是當前最受關注，也是最有可能真正落地的Layer2方案。上面提到以太坊網絡每個區塊中可包含的交易數量是有限的，而Rollup則是通過將數千筆交易打包壓縮，然后將處理后簡潔的數據同步到以太坊主網中實現TPS的提升，解決網絡交易處理能力有限的問題。

和Plasma的區別在于，Plasma是將交易處理后的結果同步到Layer1，我們無法直接通過它上傳Layer1的數據了解到每一筆交易的信息，而Rollup壓縮處理后同步到Layer1的交易數據中包含了每筆交易的基本信息。

通過上面的描述也可以了解到，Rollup方案對交易處理能力的提升是線性的，打包壓縮的交易數量越多，打包后的數據也就越大。在實際測試中，Rollup可將TPS提升100倍。在當前的以太坊網絡下，TPS最高可達到2k，也就是Visa處理能力均值；和Eth2的分片結合后，理論TPS可達到20k，接近或超過Visa網絡峰值水平。

根據如何確保壓縮數據的正確性，Rollup又可分為ZKRollup和OptimisticRollup。

ZKRollup

ZKRollup通過零知識證明zk-SNARKs的密碼學技術來確保安全性，ZK是zeroknowledge的縮寫。

>零知識證明：證明者能夠在不向驗證者提供任何有用信息的情況下，使驗證者相信某個論斷是正確的。

ZKRollup=?交易壓縮零知識證明

ZKRollup核心思想是在鏈下達成交易共識，并通過零知識證明保證鏈下交易狀態的安全性，同時壓縮交易數據，最后將數據同步至主鏈。

通過下圖對比，可以更直觀地認識零知識證明是如何壓縮交易數據的：

通過將每筆交易中的簽名信息等進行零知識證明處理，來達到壓縮交易數據的目的。目前的ZKRollup方案可將當前以太坊網絡的TPS提升30倍，達到每秒約500筆交易的處理能力。

但由于對智能合約創建零知識證明的過程較長，所以目前零知識證明算法對通用型的智能合約支持不友好。當前ZKRollup方案更適用于普通轉賬交易等場景。

OptimisticRollup

由于ZKRollup存在無法良好支持智能合約，生成零知識證明耗時較長的問題，2019年6月，OptimisticRollup方案被提出，這個方案中去除了零知識證明，增加了懲罰機制，來達到保障數據安全性的同時又可以更方便地支持通用性智能合約的目的。

OptimisticRollup方案采用了OVM，OVM是功能完備、與EVM基本兼容的環境。通過OVM，將DApp移植到Layer2變得簡單，而且也使得項目方無需部署各種Layer2擴容方案，而只需接入OVM，就可以使用其中的各類Layer2結構。

因此，目前OptimisticRollup更適合于DeFi應用，此方案可將TPS提升至100，通過BLS簽名聚合技術可進一步提升至500。

各方案的采用情況

目前基于Plasma方案的團隊主要有OmiseGo，其PlasmaMVP已上線主網，Tether已確定將與其合作。

基于ZKRollup方案的團隊的有MatterLabs，Hermez等，以其中采用最廣泛的MatterLabs團隊為例，其開發的zkSync已上線主網，并且預計將于2021年推出通用兼容Solidity的代碼。目前生態合作項目有Curve、Gitcoin和Balancer等。

基于OptimisticRollup方案的團隊主要是Optimism，他們開發的OVM已于9月25日上線測試網，并且已經和Uniswap、Synthetix和CoinbaseWallet達成生態合作。

PhotobyNickFewingsonUnsplash

未來會怎么樣？Layer2作為解決以太坊可拓展性問題最有效的路徑之一，還需要不斷地優化和開發。希望當Layer2進一步流行和采納后，可以幫助當前的以太坊網絡從狹窄小路升級為寬闊車道，讓更多人可以使用DeFi產品，體驗到去中心化金融。再往后，當Eth2分片上線，我們期待見到以太坊網絡從地面交通成長為海陸空運輸系統。

到時，我們或許將真正進入DeFi的現代。

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