金色學院前沿課第三講:以太坊Layer2最新策略與趨勢

金色學院前沿課第三講:以太坊Layer2最新策略與趨勢

課程介紹：

早在2008年時候中本聰發明比特幣，區塊鏈只是為了保證比特幣系統穩定運行的技術手段。2013年VitalikButerin創造以太坊，區塊鏈才真正獨立于比特幣，成為改變互聯網運行模式的下一代網絡技術，逐步發展為新的數字網絡，可以通過智能合約部署一系列應用和交易的區塊鏈網絡系統。但取得成功同時缺陷逐漸顯現出來，費用高、效率低等等。以太坊的擴容問題，一直備受關注。在ETH2.0到來前，近年來Layer2成為最為有效的以太坊擴容方式之一，相當于在以太坊邊上架起另一座起橋梁，本期我們深入研究以太坊Layer2。

本期課程講師：

祁超?CelerNetwork?中國負責人?

課程大綱：

1.?Layer2的由來

2.?Layer2的設計思路

3.?狀態通道及特點

4.?側鏈擴容方案

5.?Rollup方案

6.?怎么看待各個layer2的優劣？

金色晚報 | 12月25日晚間重要動態一覽:12:00-21:00關鍵詞：1inch、SEC、華爾街日報、Gemini

1. Compound總法律顧問：美國SEC領導層變動“不太可能”對Ripple產生積極影響

2. 《分布式數據庫技術金融應用規范 技術架構》等3項金融行業標準正式發布

3. 數據：1inch最高日活1523個地址，8041個地址已申領空投

4. 何亦凡：BSN正在開發支持CBDC和穩定幣的企業支付平臺

5. 首個IEEE區塊鏈國際標準發布

6. 華爾街金融分析師：繼Ripple之后，SEC將瞄準其他“垃圾”幣

7. 華爾街日報：9月份以來，新大型投資者共購買了約50萬枚比特幣

8. Gemini聯合創始人：比特幣本身就能作為干預手段保護個人獲取的價值[2020/12/25 16:32:06]

7.?如何看待layer2以后的發展

課程內容：

1.??Layer2的由來

談到layer1和layer2就不可避免的要提到一個經典話題，不可能三角，即一個區塊鏈系統無法同時滿足三個條件：安全、可擴展性、去中心化。

金色財經挖礦數據播報 | BTC今日全網算力下降2.11%:金色財經報道，據蜘蛛礦池數據顯示：

BTC全網算力134.006EH/s，挖礦難度19.16T，目前區塊高度660836，理論收益0.00000714/T/天。

ETH全網算力285.962TH/s，挖礦難度3579.04T，目前區塊高度11428955，理論收益0.00617788/100MH/天。

BSV全網算力1.151EH/s，挖礦難度0.16T，目前區塊高度665066，理論收益0.00078208/T/天。[2020/12/11 14:53:30]

而對于一個底層區塊鏈系統來說，安全性和去中性化一定是最重要的，在保持了安全和去中性化的前提下，一個區塊鏈系統是肯定無法實現足夠的可拓展性的。

所以這個時候我們就需要在layer1上再搭一層來解決可拓展性，這就是layer2。

2.??Layer2的設計思路

我一直認為區塊鏈系統最有趣最優美的地方就是他的系統和經濟模型的設計，非常有趣的是，Layer1設計原理是把人往壞里想，它要防止人作惡，它要設計一個治理體系防止人們去作惡，要?can'tbeevil。Layer2剛好相反，因為layer2是一個應用層，它要把人往好了去想，因為不管是在區塊鏈世界還是在現實世界其實都是好人多，大部分區塊鏈世界中的交互，大家也是沖著互利互惠的角度去做的，我們可以先假定大家都是好的，只要有一個辦法可以在有人作惡是去很好的處理壞人就好了。

金色晨訊 | WIPO：今年已通過242件區塊鏈專利:1.肖磊：CBOE停止比特幣期貨交易說明比特幣在擁有嚴格監管的市場優勢并不明顯

2.BCH社區籌款接近800 BCH，決定將目標額提升至1600 BCH

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4.郎咸平：Libra若選擇與央行合作進入清算和支付行業，將對支付寶等帶來明顯沖擊

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8.歐洲央行行長：將對Facebook的加密貨幣進行監管

9.WIPO：今年已通過242件區塊鏈專利[2019/6/24]

以下為常見的layer2

3.??狀態通道

我打個比方來說狀態通道的實現方式，我和小明在現實生活當中有一個合作，我們會如何來做呢，我們其實不會像layer1目前處理方式這樣，把我們的合作公之于眾，讓大家都能驗證，而是私下簽個合同，然后按照合同的步驟一步一步去做，99%的情況下我們倆合作特別愉快，這事結束了，因為這是我們兩個人之間的合作，也就把這事了了，也不用讓別人知道，非常愉快就結束了。

金色晨訊 | BCH硬分叉成功 法國制定加密貨幣稅收框架:1、BCH硬分叉成功，新主網上線；

2、華爾街日報：ShapeShift CEO正接受SEC調查；

3、幣安建議伊朗剩余用戶撤回資金；

4、法國議會通過了加密貨幣資產稅收框架；

5、澳本聰：算力比賽是馬拉松比賽 不要太早認為看到勝利了；

6、菲律賓聯合銀行推動島對島區塊鏈計劃；

7、莫斯科國家特列季亞科夫畫廊接受加密貨幣捐贈；

8、畢馬威：數字貨幣要“機構化”才能成為真正的貨幣；

9、Reddit用戶：挖BTC比挖BCH的利潤高37.9%。[2018/11/16]

而如果發生了1%的情況，就是我們倆出現了糾紛，那也沒關系，我們之前簽了合同蓋了章，這個都是有法律效力的，我們可以拿著這份合同，不管是去仲裁機構仲裁還是去法院打官司，都可以把這個糾紛很好的解決掉，這是現實生活中，雙方有合作的處理方式。

其實在區塊鏈世界中我們可以用同樣的方式去做，區塊鏈世界中我們的私鑰簽名和時間戳，就可以類比現實生活中的合同和蓋章，我們鏈上的智能合約可以充當現實生活中的司法機構，在區塊鏈中非常多的交互都可以拿到鏈下來做。

分析 | 金色盤面：BTC短線快速反彈 突破5分鐘通道上軌:金色盤面綜合分析：BTC短線快速反彈，突破6450阻力位和5分鐘通道上軌，上方阻力關注6600。短線漲幅較大，注意控制風險，不宜追高。[2018/8/20]

一句話來簡述狀態通道就是雙方會在鏈下建立一個狀態通道，通過交換各自用私鑰進行簽名后的信息，在鏈下進行交易。

狀態通道的特點簡單總結一下就是：

●?即時確認，互聯網級別的延遲?

●?固定的參與者集合?

●?可以互相連通，形成通道網絡?

●?資金效率較低?

●?需要把應用邏輯寫成狀態機的形式?

●?不適用與大部分現有的?dApp，應用場景較為局限?

狀態通道是最極致、純粹的二層擴容方案，把延遲降到了互聯網應用的級別。但由于上述種種局限，特別是參與者集合的固定性，在以太坊生態內一直沒有得到大規模的應用。

4.???側鏈擴容方案

然后我們來看一種能支持動態的參與者集合的擴容方案：側鏈。側鏈在技術上的特點是：在與主鏈有一定聯系的基礎上，采用不依賴于主鏈的獨立共識。比如Polygon會定期把狀態根同步到以太坊主鏈上，但它本身的出塊是獨立于以太坊進行的。一般來說，側鏈會采用經典共識算法，例如結合了PoS的BFT或者PoA，而非中本聰共識。因此，它們的吞吐量相對較高，延遲也相對較低。

●?獨立共識，不依賴于主鏈?

●?相對較高的吞吐量?(TPS)、較低的延遲?

●?靈活的參與者集合?

●?一般采用經典共識算法，假設大部分驗證人是誠實的?

●?安全性較弱

5.??Rollup方案

由于側鏈獨立于主鏈進行共識，安全性是比較差的。那么有沒有一種擴容方案可以結合側鏈的性能和主鏈的安全性呢？這就是Rollup。。Rollup這種技術的關鍵點是:?交易歷史數據的存儲開銷遠遠小于鏈上狀態的存取和計算。在側鏈的基礎上，把所有交易歷史數據打包，加上這些數據產生的狀態樹的根，匯總到主鏈，并且提供一種驗證狀態轉移正確性的機制，就成了Rollup。

Rollup分為OptimisticRollup??和zkRollup??兩大類。這兩大類的主要區別在于鏈上驗證狀態轉移正確性的機制。在OptimisticRollup中，鏈上的合約提供了所謂“欺詐證明”或者叫“過失證明”的機制。在一個挑戰期限之內，任何人一旦發現某個狀態根是錯誤的，都可以發起過失挑戰來證明這一點，并將Rollup鏈回滾到錯誤的狀態之前。而在zkRollup中，運營者在提交交易歷史數據和狀態根的同時，還會提交一個由零知識證明技術生成的有效性證明，從數學和密碼學上證明所有狀態轉移都是有效的。

目前，兩種Rollup都已在以太坊主網上投入使用了。OptimisticRollup由于技術相對簡單，比較容易支持通用智能合約。例如Optimism,Arbitrum都已經完整支持了EVM。zkRollup的復雜度比較高，因而對支付、交易、NFT等特定應用的支持會比對于智能合約的支持進展更快。目前有StarkNet,zkSync等智能合約平臺正在進行開發和測試。

6.???怎么看待各個layer2的優劣？

我們在系統設計中一般都會有個取舍問題，也就是說很多時候并沒有完美的方案。目前來看，OptimisticRollup由于能比較快地支持智能合約，短期內會更容易推廣。從長期來看，zkRollup由于提現延遲小，并且安全性由可證明的密碼學而不是難以證明的經濟學來保障，可能會得到更廣泛的應用。另外，側鏈方案也可能會長期應用在諸如游戲一類的，對TPS要求比較高而對資金安全要求較低的場景中。

7.?如何看待layer2以后的發展

思考：目前layer2的數量是不是過多了，有沒有可能會變得非常少，讓生態更具有可組合性。

開篇我就提到了不可能三角，由于不可能三角以太坊無法滿足所有的需求，會有各種各樣的需求溢出，也正是因為這樣產生了各種各樣的新型公鏈和layer2，我認為在相當長的一個階段里，會是一個多鏈多layer2共存的狀態，

我并不認為L2會出現一家獨大的情況，相反，多個L2并存更可能是長期的方向。我們看到BSC、Polygon這樣的側鏈也時不時出現擁堵。而Arbitrum、Optimism、zkSync、Layer2.Finance這些Rollup，由于需要把交易歷史記錄在主鏈上以確保數據可用性，最終還是會受制于主鏈的性能，所以理論TPS一般會比側鏈更低一些。從技術上講，每個去中心化的擴容方案無論性能多好，最終都會遇到瓶頸，所以我認為很難出現單獨一個L2承載所有需求的情況。

除了通用的、兼容EVM的L2以外，還會有各種專用L2。例如Arbitrum在自己的ArbitrumOne主網之外還會部署一個為Reddit積分系統專門定制的Rollup。Layer2.Finance也是一個定制化Rollup，專為聚合DeFi而生。另外還有ImmutableX等NFT專用L2。

至于”可組合性“，我覺得可以分為同步和異步兩種。諸如閃電貸之類，在一條鏈上的一筆交易內對多個協議進行操作，可以稱為“同步可組合性”。這種場景在多層多鏈時代會有所犧牲。與此同時，跨鏈轉賬、合約調用等“異步可組合性”會得到很大的發展。Celer也是在今年1月推出了Celer消息跨鏈架構CelerIM，開發者可以通過CelerIM?使用跨鏈函數調用進行dApp的多鏈組合；用戶可以不必切換所鏈接的區塊鏈即可一鍵使用多鏈應用。

下次和大家分享跨鏈的時候我會和大家詳細的介紹一下這個話題～今天就到這里，感謝大家的時間

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