對話Nervos呂國寧:詳解Layer2解決方案思路與進展

近期，鏈捕手邀請Nervos聯合創始人呂國寧在捕手學堂舉辦了以“詳解Layer2的現狀與未來”為主題的AMA活動。

根據官方資料，Nervos是一個開源的公共區塊鏈系統，專注于區塊鏈核心協議或者基礎設施的構建，可以很大程度解決了區塊鏈的擴展性問題。Layer2技術通常被稱為“鏈下”解決方案，通過減少基礎層負擔的方式來處理數據，將主鏈的部分數據處理轉移到Layer2上，從而增強整個區塊鏈網絡的可擴展性。

在活動期間，呂國寧向社群用戶介紹了Layer2主要的解決方案思路，目前面臨的主要難題有哪些，以及接下來會呈現怎樣的發展趨勢？現整理全文如下，希望能對讀者們有所啟發。

整理/HarryZheng

鏈捕手:隨著DeFi等應用對區塊鏈性能要求越來越高，Layer2也愈發成為市場焦點，可以先簡單介紹下Layer2的運作機制以及相關概念嗎？

呂國寧:Layer2廣義而言，是讓交易計算可以在底層區塊鏈以外的虛擬層去完成，并將最后的結果交給底層區塊鏈去完成驗證，以借此達到擴容的效果。

隨著近年的發展，Layer2這個廣泛的概念還在不同的時間點，發展出了不同的Layer2流派，目前簡單來說可以分這么幾個分支：

1.通道和通道網絡：在鏈下為特定的個人、群體或者他們所組成的網絡開通一個鏈下的通道，直到他們所有的交易結束要上鏈進行結算時，再將鏈下的通道關閉上鏈。這樣的技術下分別衍生出了Statechannel和閃電網絡等技術。

2.側鏈：構建一條完全獨立于主鏈的區塊鏈，并且透過自己的驗證者去打包側鏈上的交易，再讓他和主鏈透過映射等方式添加到主鏈的賬本中。例如在Rollup崛起前，被討論很多的Plasma，以及Skale、Omesigo等獨立的側鏈項目。

3.Rollup的原理是將許多在區塊中的交易數據，打包成一筆“空間濃縮”過的交易，透過空間的壓縮，我們可以確保主鏈上的吞吐量的增加。在這個前提下，又有了各種不同的方式來保證Rollup上的交易能夠被Layer1進行驗證，而產生了至于零知識證明的ZK-Rollup以及基于懲罰機制的OptimisticRollup。

鏈捕手:目前市場上主流的Layer2方案有哪些？進展情況都怎么樣？

呂國寧:說哪個方案較為主流似乎是個比較主觀的說法，但是按照上一題訂定的架構分類，我大概和大家分享一下這些分類下的一些常見的項目的進展。

首先是基于通道的方案，鏈下的通道是最早的擴容方案之一，由于交易都是在鏈外通道中產生。因此支付通道網絡有個很重要的特色，是可以達到近乎無限的擴容，并且可以對于固定對象以及頻率的交易做非常有效率的資金使用。

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在最早期的比特幣網絡中，受限于比特幣自身的性能以及比特幣區塊鏈本身很有限的驗證能力，最成功的比特幣?Layer2方案就是通道這個領域的閃電網絡。

閃電網絡的算是目前在比特幣的擴容通道方案中最為成功的，他不但透過懲罰機制等等設計去解決了閃電網絡之前，比特幣的支付通道解決方案所遇到的作惡問題，同時還確保了交易的雙方都可以對通道進行開關。甚至還在設計之初，對于交易的「隱私」進行了考量。

至今，閃電網絡仍然在不斷的迭代之中，甚至閃電網絡的開發團隊?LightningLabs在日前還透過LightningPool，為閃電網絡提供了流動性的租賃市場，開起了比特幣之上的LightningFinance。

第二種就是側鏈方案

SideChain就是一條獨立于Layer1之外的鏈，除了一般意義上的SideChain項目以外，去年被以太坊社區放棄的Plasma也是其中之一，目前側鏈仍然有許多的團隊在進行研究當中，例如Skalenetwork、CelerNetwork、Omesigo、Matic，以及我們的Grants團隊LeapDao。

目前看來，側鏈存在著的優勢，是能夠有更靈活的空間去兼容?L1的智能合約平臺，例如EVM，但是目前側鏈卻存在著兩個重要的問題，一是安全性，二是如何去和Layer1進行交互。

第三種是?Rollup方案，這個目前還沒有中文名。Rollup可能會是近期在ETH上最受歡迎的Layer2解決方案，并分別以ZkRollup和OptimisticRollup為兩大陣營。他們分別用零知識證明和博弈機制來保證Rollup技術的可使用性，并且各自有各自的擁護者，其中許多還是DeFi的明星項目方，這也反應了DeFi在經歷過上一輪的熱潮之后，必須正視擴容的問題。

例如ZKRollup背后有著Loopring路印協議以及Curve；OptimisticRollup也有Synthetix、Uniswap等項目表達支持。Rollup相較于側鏈，是一個更為折衷、以及符合實用主義的做法。雖然Rollup的擴容的能力不如側鏈，但是由于Rollup是把交易經過壓縮并組織成一定的數據結構提交上鏈，因此在這樣的機制下，也就從一定程度上解決了之前Layer2尤其是Plasma在跟Layer1交互時產生的數據可用性的問題。

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但目前?Rollup技術也都還在測試網階段，并且只有在特定的場景有一定限定的情況下開展嘗試。目前Rollup還有很多關于安全，效率，以及互操作性等問題需要投入更多的資源和人力去解決。

鏈捕手:你認為未來Layer1與Layer2的存在關系與狀態會是怎樣的？各自有怎樣的價值捕獲機制？

呂國寧:首先，Layer2都需要建立在Layer1之上，Layer2無法獨立于Layer1之外存在。其次，Layer2通過在Layer1之外通過交互驗證交易，從而避免了每一筆交易都要廣播到Layer1的整個網絡上。最后，Layer2對Layer1的依賴越小，那么Layer2的交易費用就越低，并且效率越高。理想的情況下，只在交易雙方又爭議的情況下在去Layer1驗證交易，并通過Layer1來實現仲裁。

以上就是?Layer1和Layer2存在關系，但是具體到不同的場景就可以有不同的選擇。如果不是特別為Layer2進行設計的Layer1，可能本身在底層會更注重底層效率，往往關注點在于吞吐量和交易延時。

這種?Layer1對直接在其上的交易與Layer2做無差別支持，這種layer1通常不會對layer2不做特別的優化，反而layer1的吞吐量和交易帶寬決定了layer2的清算效力，這種場景下layer2帶來的價值創造很難被layer1捕獲。

對于另外一種?Layer1而言，底層網絡的安全和去中心化等會是更重要的職責，性能可以交給Layer2去負責，而Layer1只負責去驗證Layer2生成的交易的邏輯是否正確。在這樣的基礎下，在Layer1上的價值捕獲，應該必須以整體鏈上的價值創造和增長正相關。

因此，價值捕獲的經濟模型怎么沿著這個方向去設計就變得很重要，例如過程中的交易手續費可能就會是?Layer2捕獲價值的關鍵部分，要通過layer1去捕獲交易價值，從而激勵Layer1去提供更高的安全性來保護并且刺激layer2交易規模的增長。

然而，這樣的價值捕獲關系必須在第一天就有完備的設計，否則等主網上線以后在做調整，勢必會對于網絡中的利益關系人產生更大的影響，甚至抵制。

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鏈捕手:11月5日，以太坊基金會宣布12月初進行ETH2.0版本更新，正式開啟ETH2.0，如何理解以太坊2.0會選擇在此時間點有所動作？這又會對Layer2生態以及公鏈競爭格局產生怎樣的影響？

呂國寧:雖然我們做的是完全不同的另外一條公鏈，但是我們也長期對以太坊保持高度關注。ETH2.0Phase0原本就預計要在今年年中開啟，因為一些因素推遲到了年底。每一次推遲，對后續的Phase1和Phase2而言，都意味著需要更久的時間去等待。

目前?ETH2.0開啟的第一步，便是為了這個網絡提供足夠的抵押人，因此在這時候將抵押合約部署上主網，這是一個既定的計劃，希望以太坊能夠如期的完成自己計劃中的路線圖的第一階段。

另外，Eth2.0的整個發展是一個長期過程，所以短期而言還不會涉及到合約從Eth1.0到Eth2.0的切換。所以短期之內，要解決以太坊的交易帶寬不足問題，仍然必須依賴Layer2進行擴容，或者尋找其他遷移成本小，甚至用戶無遷移感知其他公鏈做為替代方案。按以太坊目前開發進度，分片估計至少2年以上，這也許是其他公鏈最好的突破機遇。

絕大多數人沒有意識到，以太坊的?Phase0階段只是為了啟動信標鏈，并且在信標鏈階段，staking進去的ETHToken是相當于被鎖定的，并且鎖定期其實是不確定的。

現在參與?ETH2.0的staking，要到Phase1階段才有可能實現轉移，到了Phase2階段才有可能從staking中退出來，而Phase2距離今天，可能需要兩三年時間。而這三年以太坊面對的挑戰是建設一套完全不同的新體系，并且能支持好layer2的同時能成功啟動sharding，并且把開發者和用戶全部遷移到2.0的網絡上來。這是巨大的，無底洞一般的挑戰，我甚至認為整個過程無法在三年內完成，可能需要更長的時間，也許5年，甚至更久。

希望一切順利，總而言之，以太坊?2.0之路，需要以太坊整個社區和支持者們，付出超長期努力才有可能得以實現。

鏈捕手:那么我想請問下Nervos在Layer2方向你們的優勢體現在哪些地方？可以具體舉例談談嗎？

美國SEC委員建議DeFi項目與SEC進行對話:金色財經報道，美國證券交易委員會（SEC）委員、“加密媽媽”Hester Peirce在接受采訪時表示，由于生態系統的多樣性，很難為DeFi定義特定的規則。因此，她建議DeFi項目應該與SEC進行對話。Peirce補充說，SEC需要更加清楚地說明與某些項目相關的代幣是否可以被視為證券。（U.Today）[2021/3/30 19:27:56]

呂國寧:Nervos是目前唯一為了分層設計而打造的區塊鏈體系，在NervosNetwork中，Layer1是整個網絡的價值存儲層。旨在最大程度地保證安全性和抗審查性，并充當去中心化價值和加密資產的托管者。

Layer2在Layer1區塊鏈的安全性之上，提供了無限的可擴展性和最低的交易費用，并允許在信任模型、隱私性和最終性方面針對特定應用做權衡。如果以社會組織做比喻，我想Layer1像是信托+法院，Layer2是具體的商業交易。Layer1提供了資產的安全性和交易的爭端裁決，而Layer2提供了交易的低成本和便利性。

這樣的設計理念在?Nervos落地的第一天就已經設定好，并且，我們也圍繞著這樣的理念去重新打造一整套有別于比特幣、以太坊的區塊鏈，我可以分成幾個點來談談Nervos的優勢:

第一，Nervos的經濟模型保證了L1與L2利益的對齊，在Nervos上，Layer2的發展蓬勃，不但不會與Layer1產生任何的競爭關系，而且還能夠使得Layer1存儲越多的價值因為Nervos的原生代幣CKByte同時也代表鏈上的存儲空間，這導致Nervos變得很像是土地。

而?Layer2像是上面的高樓大廈，dApp是這些樓盤中的各種商店，因此，如果Layer2上頭的生態越繁華，代表Layer1的土地本身也越有價值，這樣的利益對齊的關系從我們體系設計的第一天就是確定了下來。

第二，NervosCKB的虛擬機能靈活的支持各種Layer2密碼學原語的部署。NervosCKB的虛擬機CKB-VM是基于RISC-V打造而成，最大的優勢就是能夠支持各種的底層密碼學。

日前?Vitalik曾經發表過一篇文章名叫做“以Rollup為核心的路線圖”，你如果細看會發現：以太坊如果要徹底支持ZKRollup，有個很重要的前提是必須先透過硬分叉，才能讓底層的EVM虛擬機可以驗證ZKRollup中使用的零知識證明。

然而要用上硬分叉去支持特定的密碼學原語，所花費的時間...誰也不知道，就目前看到的消息是，為了更好的支持Layer2的幾個核心EIP被從下一次，預計明年上半年執行的柏林分叉中被取消了，換來又一次無關痛癢，安全無爭議的分叉。

ZBG對話Crust品牌負責人佑安：Crust即將開啟去中心化存儲市場:據ZBG官方消息，ZBG將于2021年1月25日17:30對話Crust品牌負責人—佑安，探討波卡生態的相關熱點話題以及Crust即將開啟去中心化存儲市場。

據悉，作為波卡生態唯一的存儲項目，Crust 提供了 Web3 生態系統的去中心化存儲網絡，支持包括 IPFS 在內的多種存儲層協議，并對應用層提供接口。Crust 的技術棧還能夠支持去中心化計算層。Crust 旨在構建一個重視數據隱私和所有權的分散式云生態系統。更多詳情請咨詢ZBG官網。[2021/1/25 13:26:35]

很慶幸這個問題在?Nervos上并不存在，在Nervos上的任何密碼學原語都可以在不需要硬分叉的情況下就被部署上鏈，這讓更先進的簽名算法和零知識證明都可以直接被部署在NervosCKB上，保證Nervos上的Layer2能夠有更快速的發展。

第三，Layer2上的交易數據受到Layer1強大的安全作為保護。在Nervos的系統架構下，Layer1負責保證整體資產交易的安全性，這也是Nervos具有獨特優勢之處。從Nervos立項以后，就堅持PoW，因為我們相信PoW是最適合底層區塊鏈的機制，很幸運的Nervos在上線不到半年之內，就已經有許多家廠商自動為我們生產了ASIC礦機。

目前算力自主網上線至今，也已經成長了?200倍，未來Nervos在經過經年累月的安全保證后，也越來越能夠保證攻擊的成本和難度是逐步提高。

鏈捕手:對普通用戶而言，他們使用Layer2應用以及代幣的流程與體驗會有一些重要變化嗎？對投資者存在哪些機遇？

呂國寧:原則上來說，Layer2上的應用目前還沒有太明顯的進展，很多都還實驗階段。但我們可以確定的一點是，dApp開發者如果要從以太坊Layer1遷移到Layer2，最希望看到的情況是遷移的新環境，不但有更良好的性能，同時能夠讓用戶維持過往一致的使用習慣，這點就對于Layer2而言存在考驗。

同時，如果要將資產搬到?Layer2上，或者從Layer2搬回到Layer1上，原則上都存在退出期。以確保整體資產的安全性，然而這個退出期的長短，會影響到用戶實際的使用體驗。因此，在整體Layer2的機制設計上，存不存在著一種類似流動性提供者的角色，能夠先提供一般用戶資金，讓他們可以提前體現，變成整體Layer2能不能夠順利運行的關鍵。

如此一來，整體生態對于能夠讓?Layer2更順利運行的利益關系人，勢必得設計出激勵機制來激勵讓Rollup、側鏈或者通道的交易能能夠順利完成的角色，我認為這樣的機制設計可能和整體的經濟模型有密切的關系，并且和Layer2的原生代幣的使用也可能有所關聯。

鏈捕手:現在以太坊、波卡的生態越來越多元，對你們有沒有形成壓力？

呂國寧:當然有壓力，沒有壓力是不可能的，因為CKB的優勢除了走了一條不一樣的路，并且試圖解決當下區塊鏈面向未來發展遇到的瓶頸阻力，并且CKB一直堅持硬核技術路線，但是作為后來者，我們必須做到十倍以上的優勢，才能打動開發者和用戶愿意進來嘗試或者遷移，這當然是巨大的挑戰和壓力，對于任何新的協議層的項目都是如此，更何況我們是一個來自中國，希望在全世界范圍內競爭的公鏈團隊。

鏈捕手:對于項目方而言，他們應該如何選擇適合自身的Layer2方案？有哪些需要注意的地方?

呂國寧:不同特性和業務的項目對于Layer2也會有不同的需求，原則上來說大致會有幾個考量的方面。

第一，dApp對于安全性的考量。目前有許多的dApp對于擴容存在這迫切的需求，其中許多都是DeFi的應用。然而DeFi的應用同時有需要對于「資產安全」有很大的要求，在這個面向上，側鏈的安全性就不如通道和Rolluop等方案。

同時，在?Rollup中，ZKRollup透過密碼學保護的安全性又大于透過機制設計的OprimisticRollup。因此在安全性的要求上就會讓許多不同的dApp作出采用不同Layer2的選擇。

第二個方面，對于性能提升的急迫程度

對于性能提升的急迫程度，也會影響開發者對于?Layer2方案的采用。舉例來說，目前開發速度最快的Layer2，除了閃電網絡之外，很大概率是Rollup的進度最靠前，這對于許多的DeFi項目而言，就成了解決擁堵問題的首選因素之一。

第三個方面，對于前一成本的考量，首先要看需不需要重新編寫業務代碼。目前?Rollup雖然在實施上因為數據可取得性的優勢，可以相較于先前的側鏈或者通道等鏈下的Layer2方案在以太坊上有更高的可行性。

但是像是?ZKRollup就面臨了沒辦法支持通用的智能合約，導致像采用ZKRollup的MatterLabs必須自己再去實現一套零知識證明的智能合約語言Zinc，然而這勢必也加深了開發者的開發成本和合約審計的成本，相較而言，OptmisticRollup和側鏈在對于EVM這樣的主流智能合約平臺的兼容能力就相對的更強。

其次是用戶遷移成本，開發者在考量是否遷移至?Layer2時，一個重點考量必定是用戶不能流失。這也是為什么目前可能已經有許多的公鏈性能優于以太坊，但是以太坊仍然擁有巨大的生態優勢的原因。因此，如果遷移到Layer2之后，用戶的使用習慣必須改變，那么勢必是dApp運營商不愿意看見的。

我們可以看到像是近期?ZKRollup上的Curve測試網版本，以及在OptimisticRollup上的Synthitix，都會盡力的去整合metamask等等以太坊用戶習慣的錢包做為登入的方式。

最后一點，是對業務場景的考量。不同的業務場景適用于不同的?Layer2方案，Rollup雖然可以透過壓縮鏈上占用的空間，但是仍然只能達到有限度的擴容。雖然可以解決部分DeFi緊急的擴容需求，但并不是每一種場景都能夠很方便的應用Rollup。例如在未來的IOT或者API所引領的流支付等點對點的高頻交易，就會是支付通道擅長的場景。

鏈捕手:不少觀點認為，目前項目從Layer1遷移到Layer2的成本與門檻仍然很高，因此并沒有形成規模性的項目遷移，你如何看待這個觀點？為什么Layer2還沒有被大規模使用？

呂國寧:目前主流的Layer2方案都是基于Ethereum平臺設計，但是很多的Layer2不一定能夠兼容EVM，必須重新實現其智能合約。

當Layer2沒有辦法兼容EVM時，在這樣的Layer2上進行開發就必須重新用不同的語言去編寫同一套業務邏輯的應用。不但會花費大量的時間成本，同時在編寫完畢后，還必須花時間和金錢去進行代碼審計，對于開發者而言都是負擔。

因此，我們可以發現，像是?zkRollup上的zkSync，即使沒有辦法100%兼容EVM，也致力于花很多時間，去打造一套和EVM相似的語言。繼續回到以太坊平臺，很多密碼學原語要通過硬分叉才能兼容，這對于許多零知識證明的簽名算法的Rollup應用會成為很大的技術發展限制。

關于安全，目前?Layer2的安全假設和實現，仍然需要時間去驗證。Layer2上的dApp至今仍然非常的少，因為大家都沒有辦法很輕易的就斷言Layer2的環境是否真正安全可靠，除了技術上的證明和審計之外，也需要時間為其安全性做證明。

最后一個問題是?Layer2的互操作性問題，Layer2彼此之間并不互通，沒辦法產生網絡效應。目前的Layer2，彼此之間是沒有辦法產生交互,看來安全性、互操作性、以及編程語言都是阻礙。

當今區塊鏈上最熱門的?DeFi領域，之所以能夠不斷的產生創新，正式因為在ETHLayer1上能夠不斷的組合，各種DeFi的樂高積木式組合創新。

在新的環境中，不但單一個?Layer2上的dApp就已經非常的少，而且不同的Layer2之間更是缺乏合約交互的機會，等于讓DeFi等應用最引以為傲的網絡效應大打折扣。

鏈捕手;你認為Layer2市場目前面臨的主要難題還有哪些？接下來會呈現怎樣的發展趨勢？

呂國寧:Layer2的難題：和Layer2存在競爭的還有許多過去自稱為EthKiller的Layer1。未來的Layer2，其實還面臨著許多和以太坊環境高度相似的其他Layer1公鏈，他們其實會是Layer2的強勁對手。

他們可能還具有可以和以太坊進行資產跨鏈的特色，而且天生的因為承襲以太坊的架構。因此能夠對于?EVM的環境做到更完善的兼容，因此他們可能對于ETH上面的Layer2產生競爭的關系，甚至在許多面向有更大的優勢。

未來勢必是多鏈并存的世界，每條鏈有個各自的需求和擅長的業務場景。未來的世界勢必是一個多鏈并存的大航海時代，不同的鏈勢必會有著不同的擅長，例如有些公鏈可能主打金融、有的主打?NFT、游戲，另外還有些主打存儲等等。

我認為這些公鏈上，最終一定會有部分特別有價值的資產，并且在特定的業務場景中嶄露頭角，這時候，上層的?Layer2勢必會更多的角色要進行扮演，不僅要幫助擴容，甚至還會承擔跨鏈等互操作性相關的工作。

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