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以太坊 Layer 2 的 N 个未解之谜以及潜在的解决方案

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作者:潘致雄,来源:链闻

以太坊 Layer 2 即将在本月进入一个新的阶段,基于 Rollup 技术的 Optimism 网络将正式在主网上推出,Offchain Labs 的 Arbitrum 方案最快也会在本月或下个月推出。

Layer 2 是以太坊社区中的热门话题,但是「未解之谜」也不少。其实,大家对于 Layer 2 不少的质疑和问题,已经有了潜在的解决方案。当然,也有些问题还没有明确的答案。

基于我们的观察,以及根据社区对 Layer 2 的公开讨论,链闻整理了一份常见的 Layer 2 问题列表,以及潜在的解决方案:

Layer 2 的用户体验更差?

的确存在这个可能性,毕竟早期 Layer 2 网络的钱包、应用、配套工具很不完善,就像早期的以太坊网络一样。特别是从概念上理解和学习 Layer 2 (二层网络),就更增加了认知负担。

不过幸好这个问题随着二层网络的普及和设施的完善,是可以逐渐解决的。而且从长远来看,二层网络是可以增加用户体验的,比如用户在进入以太坊生态时,钱包就可以帮助用户解决多 Layer 2 账户的问题,交易的速度在 Layer 2 网络中会更快,交易费用也更低。

所以从钱包和应用角度来说,最好的策略可能是不需要让用户感知到什么是 Layer 2。毕竟这是个技术术语,不是大多终端用户该学习和了解的。

资产从 Layer 2 退出到 Layer 1 需要一周时间?

有些基于欺诈证明或博弈论机制的扩容方案(比如 Optimism)设置了长达一周的退出期,这个体验对于有即时交易和转账需求的用户来说的确很不友好。

这也可能成为阻碍用户进入这些 Layer 2 网络的最大疑虑之一,如果用户需要快速提现到 Layer 1 或者其他 Layer 2 网络,必须要给用户一些可以快速退出 Layer 2 的解决方案。

其实从长远来看,这应该也不会成为很大的问题,因为 Layer 1 很可能会成为更贵的结算层,大多数用户甚至都没有必要直接去 Layer 1,钱包、应用、交易所、OTC 通道都可以在 Layer 2 上完成。另外,如果未来只有一家独大的 Layer 2 网络的话,用户也就没有跨 Layer 2 的需求了。

但是如果未来是多 Layer 2 网络的格局,用户就会有较多的跨 Layer 2 需求,这时候如果也需要等待 7 天,用户肯定是无法接受的。

所以已经有一些项目在提供跨 Layer 2 网络的资金桥,用户的资产可以即时从一个 Layer 2 网络跨链到另一个 Layer 2 网络,同时需要支付一些费用,毕竟节约了 7 天的资金使用成本。具体来说,比如 Maker 在提供 DAI 的资金桥,Connext、Celer 的 cBridge、DeGate、Hop Protocol 也都在尝试提供这样一套通用解决方案。

参考链接:《避开 Rollup 战场,Connext 选择用状态通道打通 Layer 2「孤岛」

(DeFi)应用需要开发 Layer 2 专用版本吗?迁移成本高吗?

没错,对于大多数的 Layer 2 来说,应用开发者是有额外的开发成本的,可能需要学习该网络所特定的开发环境,比如 zkSync 的 Zinc、StarkWare 的 Cairo,当然官方应该会提供一些基本的工具,让开发者也可以很方便的将 Layer 1 应用转换为 Layer 2 版本。

就算是对于直接支持 EVM 的 Layer 2 网络来说,开发者也需要部署一个 Layer 2 的版本,独立于 Layer 1 版本。

不过也有一些 Layer 2 方案考虑到了开发者迁移的难度,所以发明了「原地扩容」的概念,Layer 1 的应用不需要做额外的调整,也能被 Layer 2 网络所使用。在这个场景下,Layer 2 更像是资金的指令层,专门用来实现资金的调配。在这个领域贡献的团队主要是 Celer 的 Layer2.Finance 和 StarkWare 的 DeFi Pooling 方案。

参考链接:《详解 Celer 新扩容方案 Layer2.finance:「原地扩容」而无需迁移 DeFi 应用‌》

最终会只有一个 Layer 2 吗?

有不少人认为最终 Layer 2 可能也会呈现一家独大的格局,所以应用开发者都在考虑要挑选哪个 Layer 2 网络进行研发。毕竟在同一个 Layer 2 网络中的应用才有更好的可组合性。

不过考虑到不同 Layer 2 技术之间的差异性,比如安全性扩容效率等因素,很可能不会只有一个最终的寡头。比如对于 Rollup 来说,提升两个数量级已经是非常不错的了,但是如果想承载更高性能和更低成本的交易,可能 Plasma 技术更合适一些,比如 Polygon (Matic)搭建的围绕 NFT 游戏的生态,就可以独立于 Rollup 生态。

ZK Rollup 会是终极解决方案吗?

很多人在比较 ZK Rollup 和 Optimistic Rollup 的时候,都觉得 ZK Rollup 可能会是 Rollup 扩容技术的最终形态,因为它更安全。

但是考虑到 ZK Rollup 双杰 Matter Labs 和 StarkWare 的主网上线时间都还不确认,所以按照保守估计,他们的主网可能要到年底或者明年了。这一年的差距足够其他项目在 Optimistic Rollup 或者 Plasma 方案上搭建应用生态,甚至是构建生态壁垒了。

另外 ZK Rollup 从性能上还有很大的优化空间,进行零知识证明类的计算需要消耗巨大的计算机算力,随着 FPGA 方案或者通用 CPU 能力的提升,性能和会逐渐提升。

当然还有一种可能性,就是 Optimistic Rollup 在今年或者近两年内都可以为扩容提供最直接的扩容效果,后续他们也可以和 ZK Rollup 方案进行合作或合并,以更安全的方式实现扩容。

Layer 2 之内的各个应用有可组合性吗?

对,Layer 2 网络内的应用是具有可组合性的,各个应用、智能合约之间可以互相调用。或者也可以通过一些第三方的工具实现应用之间的交互,比如 Layer 1 上的 Furucombo 就是提供类似功能的,Layer 2 上或许也会出现这些工具。

当然,其实不是所有应用之间都有可组合性的需求,比如大多数 DeFi 应用和 NFT 就不需要组合在一起。

不同 Layer 2 之间的应用有可组合性吗?

不同 Layer 2 之间的应用是不具有可组合性的,至少目前的一些 Layer 2 方案还没考虑到跨网络的应用调用能力。

但是如果有跨 Layer 2 的资产迁移需求,目前已经有部分团队在实现了,比如 Connext、Celer 的 cBridge、DeGate、Hop Protocol 等。

多个 Layer 2 节点之间如何协调?需要有共识吗?

Layer 2 网络之中也存在一些特殊的节点,帮助维护网络的运营和安全。这些节点可能需要定期将二层的数据发布到一层,可能需要监控所有 Layer 2 数据防止有人作弊,也可能需要提供零知识证明的算力等等。

目前很多 Layer 2 项目都没有公开多节点怎么互相协调的机制,也就是二层网络的节点之间是通过怎样的共识达成一致的。所以很多扩容网络早期会以单节点或者单运营商的方式运行,毕竟这样安全也可控。

其实也有部分团队提出了相对简单的共识,比如 Hermez 提出的 Proof of Donation,所有节点之间是通过竞价的方式获得打包权,价高者付出协议原生代币 HEZ,并可以从用户付出的转账费用中获得收入。

从长期来看,Layer 2 网络都应该会实现自己的一套共识方案,以满足去中心化和无需许可的特点。

参考链接:《速览以太坊 ZK Rollup 扩容方案 Hermez,将专注转账高频场景‌》

Layer 2 网络都会发行代币吗?

目前来看,很多 Rollup 方案的网络都还没有表示是否会发行代币,但是发行代币的可能性不低。

这个问题和上一个问题相关,如果扩容网络需要加入共识,那就很天然的需要原生代币,否则以什么方式实现共识呢?当然,或许也可以用 ETH。

比如 Hermez 实现共识的方式就是通过协议的代币 HEZ,Matter Labs 也已经公开表示将会为 zkSync 网络发行代币。也有几个 Layer 2 方案之前就已经发行了代币,比如路印协议、Celer、Polygon (Matic)等。

参考链接:《Matter Labs 将为 zkSync 推出原生代币,以实现共识并加快交易确认速度‌》

目前 Offchain Labs (Arbitrum)、Optimism、StarkWare、Fuel Labs、Aztec 都还没有表示过是否会发行代币,也不愿意提及这方面的思考。或许他们也是在完善这方面的设计,以提供博弈均衡的代币经济学方案。

可以在Layer 2实现隐私交易或资产匿名化吗?

有个别团队在通过一个独立的 Layer 2 网络为以太坊增加隐私交易功能,为用户增强资产匿名化的效果,类似于混币工具 Tornado.Cash。

Aztec 是目前专注于该领域的团队之一,他们刚刚在主网上线了 2.0 版本(非稳定版本,尚不建议用户使用),可以在他们的以太坊二层 Rollup 网络中实现隐私交易。

参考链接:《以太坊隐私技术解决方案 Aztec 启动 Aztec 2.0 Rollup,已启用 ETH 隐私 Rollup 服务》
https://www.chainnews.com/news/004712779468.htm

虽说二层扩容方案 ZK Rollup 的「ZK」是指零知识证明,但是这个 ZK 并不是用在隐私交易上的,而是利用 zk-SNARKs 技术中的「简洁性」(succinctness)提升可扩展性。所以Aztec为他们的技术取名为 ZK² Rollup 或 ZK ZK Rollup,为 ZK Rollup 加上了用来实现隐私的零知识证明。

考虑到目前以太坊社区最重要的匿名产品 Tornado.Cash 的 Gas 消耗量较大,对 1 ETH 进行一次隐私操作可能至少需要消耗额外 20% 的 Gas(保守估计),很大程度上阻碍着项目的采用度。所以,也许 Tornado.Cash 最终也会考虑 Layer 2 解决方案。

Layer 2上能避免抢先交易或MEV吗?

已经有部分 Layer 2 协议(比如 Offchain Labs、Optimism 和 Matter Labs)开始针对该主题进行了研究和推出了解决方案,但是离最终上线应该还有些时间。

以太坊 Layer 1 主网自 DeFi 应用的普遍化和复杂化之后,针对交易排序的价值摄取行为逐渐增加,通常这类行为可以称为抢先交易(front-running)或 MEV(Maximal Extractable Value)

此前 Offchain Labs 曾表示他们已经发表了研究论文,将会探索全新的共识算法,让交易排序变得更去中心化,最终实现减少 MEV 的可能性。而 Matter Labs 则考虑通过零知识证明和 VDF (可验证延迟函数)实现。

参考链接:《以太坊扩容顶尖团队 Matter Labs 与 Offchain Labs 聊 Rollup 的未来展望‌》 

同时,还有一些团队尝试在 Layer 1 上提供MEV的解决方案,比如研究团队 Flashbots。不过,相比较需要很高安全性的区块链底层 Layer 1 共识来说,在 Layer 2 上解决这个问题可能会更灵活和高效。

本文链接:https://www.8btc.com/article/6609682
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