Gas費暴漲，Layer2擴容能否解燃眉之急？_REU:THE

Ethereum的可編程性允許開發者設計出幾種在比特幣上無法實現的擴展解決方案。在過去，這往往只意味著創建新的智能合約。這使得團隊能夠快速獲得資金，通常是以ERC-20代幣的形式，并將其重點轉移到構建可擴展性協議上。這些協議中的幾個協議在一年左右后推出，但采用率極低。這是由于熊市導致對加密技術的興趣不斷減少，再加上在推出前人們興趣也不大。然而，在2019年底，潮流開始轉變。市場逆轉，興趣增加，網絡利用率提高，以及一些技術發展，使Layer2項目重新回到大家的視野中。

自2020年1月以來，Ethereum網絡的利用率提高，同時交易成本也增加了10倍，這鼓勵了一些團隊正式推出他們長期以來一直在努力的項目。最近，我們看到在過去的幾個月里有許多項目推出，他們進行著激烈的競爭為了被人們采用和關注。本文描述了這些解決方案，并從投資的角度討論了它們迄今為止成功的原因。

外鏈規模化解決方案進入了激烈的競爭模式

EthereumLayer2解決方案的類別

EthereumLayer2項目有不少。我們將它們分為三種：

第一種包括支付可擴展性解決方案，如Raiden、LiquidityNetwork和Spankchain。這些解決方案大多使用狀態通道，并受到比特幣的閃電網絡的啟發。這些項目在2017年底或2018年初成功通過ICO進行了融資。

Bitget推出去中心化聚合交易服務MegaSwap:12月26日消息，加密貨幣交易平臺Bitget宣布推出去中心化聚合交易服務MegaSwap，允許用戶以去中心化的方式交易他們的數字資產。

MegaSwap現已支持8個區塊鏈（包括以太坊、BSC、Polygon、OP、Fantom、Klay、HECO和OEC）和10個主要DEX平臺。此外，與普通DeFi交易中交易必須準備多個鏈上原生代幣來支付交易產生的gas費用相比，MegaSwap支持自動從用戶賬戶中的穩定幣余額中轉換gas費用。[2022/12/26 22:08:36]

第二種是出于對更靈活的擴展解決方案的需求，這些解決方案超越了支付擴展性。能夠支持任意智能合約交易和擴展dapp以及DeFi應用的解決方案。這個小組的先驅項目之一是PlasmaChains--它后來產生了Loom網絡、OMG網絡和Matic等項目。由于Plasma實現的復雜性，特別是圍繞數據可用性，一類新的通用可擴展性解決方案正在產生：Rollup解決方案類。Optimism/OVM開創了這一方向，它的解決方案如zkRollups也隨之而來。

第三種Layer2解決方案與前兩組方案相交，重點是增加Ethereum區塊鏈上沒有的額外功能，具體來說就是隱私。這方面的突出項目是Keep和Aztec。

一個以太坊側鏈的簡化圖

鏈外通用可擴展性解決方案

該組是目前最活躍、討論最多的Ethereum可擴展性解決方案。雖然"通用可擴展性"一詞在技術上可能并不準確，但它確實反映了這一類解決方案的目標：擴展任意Ethereum交易的數量，包括智能合約交易。這是一個比單純促進鏈外支付更難的問題。從技術角度來看，這些解決方案是Commit鏈，一般可以允許擴展任意交易。

Polygon團隊發布新NFT Minter版本，允許無Gas費用使用自定義程序創建NFT:據官方博客消息，Polygon團隊發布重新設計的NFT Minter版本，允許任何人使用自定義實用程序創建NFT，并且不需要支付Gas費用（由于集成Biconomy解決方案）。[2022/6/4 4:02:06]

雖然這個領域的項目可以根據不同的技術指標進行多種分類，但我們將其整理為：

等離子體鏈(PlasmaChains)

交易分組和壓縮(Rollups)

在上層，Plasma解決方案創造了一個可以執行任意交易的替代空間。在這一類別中，鏈外交易數據被隱藏在Ethereum主鏈中，當用戶想要退出側鏈返回Ethereum主鏈時，這就帶來了挑戰。這就是所謂的數據可用性問題。

另一方面，Rollup解決方案可以被認為是壓縮技術。可以將多個交易壓縮在一起，減少交易大小和交易驗證成本，讓Ethereum鏈處理更多的交易。在這種情況下，所有的交易數據仍然存儲在Ethereum區塊鏈上，這提高了Layer2交易的安全保障。

競爭

在前面提到的每一個類別中，都有一些目標不同、技術結構不同的努力。對這些項目進行詳細的比較需要幾篇文章，所以我們將重點討論更高層次的問題。

Ethereum的一般可伸縮性解決方案的分類

V神：多維度定價可以最優化Gas成本并為以太坊增加另一層DoS保護:1月6日，以太坊創始人Vitalik Buterin（V神）發起提案探討“對交易手續費進行多維度定價”的可能性。他表示，在EVM中，對多種資源都有著不同的限制，如占用EVM的計算時長、區塊數據、見證數據、狀態大小。當前的資源定價模式是簡單地將這種資源抽象為Gas，無法實現Gas成本的最優化。此前社區對多維度定價的主要反對意見是，這會提高打包區塊的門檻，導致礦工的中心化問題。V神認為，在MEV以及EIP1559之后，這些反對意見的憂慮已經得到很大程度的減緩，而且多維度定價這種模式，除了最優化Gas成本，也將為以太坊增加另一層DoS保護。[2022/1/6 8:29:42]

基于等離子體的解決方案

在Vitalik的Plasma論文之后，等離子體縮放解決方案率先進入市場。對于不同的用例，Plasma的實現會有很大差異。Plasma的第一個生產實施是由LoomNetwork在2018年使用稱為PlasmaCash的Plasma變體完成的。Plasma現金專注于非可變代幣和游戲。該項目最終離開了Ethereum生態系統，創建了一個獨立的區塊鏈，并將其重點轉移到企業應用上。Loom是一個有趣的案例研究，說明Layer2項目在針對主流用例時面臨的掙扎，這些用例與ETH作為金融資產的關系并不緊密。

另外兩個項目，Matic和OMGNetwork，緊隨Plasma其后，并成功推出了各自的主網。這兩個項目主要專注于擴展一般的Ethereum交易。Matic使用自己的token在側鏈上使用PoS共識機制。OMG網絡在方向上是相似的，但該網絡目前依賴于固定數量的驗證者。

獨家｜以太坊當前建議Gas費用為69.16Gwei 環比上升19.16%:金色財經消息，據歐科云鏈OKLink鏈上數據顯示，以太坊24h鏈上活躍地址數逾55.48萬，環比上升10.52%；鏈上交易量近281.83萬ETH，環比下降16.54%；鏈上交易筆數逾113.02萬筆，環比上升0.32%。

截至下午2時，以太坊全網算力約為248.04TH/s，環比上升0.47TH/s，當前建議Gas費用為69.16Gwei，環比上升19.16%，未確認交易數約10.18萬筆。[2020/10/15]

Rollups?解決方案

Rollups擴展實施是市場上相對較新的進入者。它們旨在通過將存儲在Ethereum的區塊鏈上的交易數據以捆綁/壓縮的格式保存，來解決數據可用性問題。這種交易分組的主要目標是降低驗證成本。分組后的交易并不直接由Ethereum共識機制進行驗證。相反，使用不同的機制來證明這些交易的有效性。兩大類卷展解決方案。OptimisticRollups和zkRollups,執行這些驗證的方式不同.在OptimisticRollups中，FraudProofs用于捕獲任何無效交易，并懲罰允許這些交易的驗證者。在zkRollups中，零知識證明，例如SNARKs，用于證明Layer2交易的有效性。這些證明也和交易數據一起存儲在鏈上。

在OptimisticRollups領域，一個重要的項目是Optimism。Optimism正在構建Optimistic虛擬機，其目的是在Layer2上擴展任意Ethereum交易。該團隊最近與Synthetix合作運行了一個演示來擴展DeFi協議。演示的結果令人鼓舞。沿著OR的思路進行的另一項努力是IDEX自己的擴展解決方案。IDEX團隊在去年10月運行了該解決方案的演示。

以太坊開發者提出批量元交易改進提案，通過批量代付功能減少Gas消耗:開發者提出以太坊改進提案EIP-3005，擴展同質化代幣標準（ERC-20）以支持批量元交易（Batchedmetatransactions），這將允許鏈上的交易發送者進行無Gas交易（由第三方代付），并且通過批量的交易減少Gas消耗。元交易標準曾被業內多個錢包或者應用采用，如Argent、MYKEY、Authereum等，但是此次提出的批量元交易可以通過聚合多個發送者的交易，減少整體Gas消耗。[2020/10/1]

zkRollups是另一個Rollups擴展方案，旨在實現EthereumLayer2在每秒Layer2交易量方面的更大擴展性。然而，該技術仍然局限于特定的用例，例如支付或交易所，并且受到zk證明生成復雜性的瓶頸。在這個領域，有兩個競爭項目。Loopring和Matterlab的zkSync。Loopring最初使用zkRollups實現了二級DEX，此后又擴展到二級支付領域，推出了LoopringPay。相比之下，zkSync首先專注于二級支付。該團隊最近推出了該產品。

其他擴展解決方案

還有其他Ethereum的縮放解決方案，在技術上不符合Plasma/Rollup分類。其中一個例子是Starkware，它實現了交易數據在鏈外的擴容方案，類似于Plasma。然而，鏈外交易也是使用一種不需要可信設置的零知識證明形式進行捆綁，稱為STARKs。Starkware和Vitalik將這種方式稱為Validium。

Ethereum鏈外支付解決方案

2017年和2018年，支付規模化解決方案率先上市。它們都深受比特幣的閃電網絡的影響。這些解決方案專注于擴展支付交易，但它們不允許任意的智能合約鏈外執行。因此，它們不支持DeFi、dapp或游戲。這是Ethereum生態系統中的一個關鍵弱點，很可能解釋了為什么這些類型的解決方案沒有設法獲得多少吸引力。這些解決方案之間共同的主要基礎技術是狀態通道。RaidenNetwork、Connext/SpankChain和LiquidityNetwork都是試圖在Ethereum之上構建鏈外支付網絡的項目。

RaidenNetwork(雷電網絡)

雷電網絡被認為是Ethereum上最接近LN的同類產品。與LN類似，它實現了網絡上不同節點之間的1對1通道，以創建一個運行在Ethereum之上的微支付網絡。Raiden的第一次主網發布發生在2020年5月。使用Raiden資源管理器我們可以看到，在撰寫本文時，該網絡只有25個獨特的賬戶和大約50個通道。由于ethereum領域的重點主要轉移到更靈活的擴展解決方案上，因此很難看到像Raiden這樣的1對1支付渠道網絡的強大前景。

流動性網絡

與雷電網絡類似，流動性網絡旨在在Ethereum之上實現支付渠道。然而，該項目沒有遵循Raiden和LN中使用的1對1渠道模式，而是利用1對N渠道模式。該網絡依賴于多個用戶可以連接的支付中心。從這個意義上說，Liquidity與支付渠道網絡相比，斷然類似于側鏈。該項目由一群來自倫敦帝國學院的學術研究人員領導，他們以在項目網站上展示自己的學術研究為榮。該項目于2018年在mainnet上推出，基本上未能吸引用戶--盡管最近Ethereum網絡利用率上升，gas費增加。

與Layer2支付解決方案相關的令牌的ROI

增加功能的鏈外解決方案

最后一組EthereumLayer2的重點是為Ethereum添加在基礎層上無法實現的功能,最受歡迎的功能：隱私。這包括隱藏交易金額和完全隱藏交易參與者的地址。這些隱私功能不能直接在Ethereum主鏈上實現，需要作為單獨的Layer2解決方案來實現。這個領域的兩個主要項目是Aztec和Keep。

Aztec的目標是在Ethrereum之上構建一個UTXO層，其中zk證明可以用來提高交易的隱私性。該項目利用公開的大規模多方計算儀式完成了最初的可信設置，并開發了zk.money供社區試用產品。由于Layer2隱私方案與擴展方案是正交運行的，Aztec團隊正致力于將兩者結合起來，將隱私增強技術棧與zkRollup技術棧合并，創建zk2Rollup。

同樣，KeepNetwork也在為Ethereum開發一個鏈外隱私層。該項目并不專注于私人交易，而是為私人數據創建存儲，稱為Keeps，可以被Ethereum的智能合約訪問和使用。Keep主網于2020年5月初推出，以支持該項目旗艦產品TBTC。我們在本系列的第一部分討論了TBTC作為幫助擴展比特幣網絡的可行候選者。為了實現TBTC的高安全性保證，其交易只支持鏈上交易。然而，沒有根本性的限制阻止這些交易在鏈外執行。

多個EthereumLayer2的風險是什么？

在比特幣中，LightingNetwork是一個單一的Layer2解決方案，作為許多來自不同項目的比特幣開發人員的統一平臺。來自LightningLabs、ACINQ、Blockstream、Zap、Bitrefill等眾多項目的增量開發都會涌入同一條河流。在Ethereum中，情況截然不同。不同的Layer2擴展方案基本上是不兼容的，這就造成了它們之間的摩擦和競爭。這種競爭也可能導致生態系統的分裂，這將延遲或阻止任何這些Layer2解決方案達到臨界質量。

另一方面，在Ethereum生態系統中進行更廣泛的實驗可能意味著確定實際有效的可擴展性解決方案的更快路徑。一個性能良好的可擴展性解決方案最終可能會擊敗或吸收效率較低的解決方案。

有一些關于通過在不同的Layer2鏈之間建立鏈外橋梁，即不需要回到Ethereum主鏈的橋梁來減少潛在的碎片化的轉賬。這讓人聯想到Cosmos的區塊鏈間協議的愿景。鏈外橋可以成為將不同的Layer2項目粘合在一起的粘合劑，以實現Ethereum的全網可擴展性。然而，鑒于大多數Layer2項目的早期狀態，圍繞Layer2橋的討論一直很少。

結論

第一波專注于支付的EthereumLayer2擴展方案主要由ICO提供資金，它們基本上沒有實現PMF。2017年和2018年推出的熱門代幣繼續失去價值，看不到盡頭。然而，對可擴展性解決方案的需求只會增加。這鼓勵了最近幾代解決方案，如Rollup解決方案，提供更靈活的框架，超越支付。這些解決方案試圖通過使其解決方案與生態系統中不斷增長的行業保持一致來避免其前輩的錯誤，比如DeFi。Optimism與Synthetix和LoopringExchange的演示是這種趨勢的兩個明顯例子。由于許多這些解決方案最近才在主網推出，因此評估或預測它們未來的成功還為時過早。更重要的是，這些項目之間存在著強烈的競爭意識，最終可能會顛覆它們的努力。在評估這些可擴展性協議時，最后需要考慮的是它們與Ethereum2.0路線圖的兼容性。盡管一個功能完備的Ethereum2.0網絡可能還需要幾年時間，但與Ethereum2.0基本不兼容的擴展性解決方案對開發者來說，建立在此基礎上的吸引力會降低。盡管沒有人能夠可靠地指出哪種Layer2解決方案將成為贏家，但我們希望這能成為致力于使Ethereum成為更強大網絡的項目的可靠指南。

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