雖然 Layer2 早期技術路線繁多,但當下 Rollups 已經佔據了絕對主導,這是什麼原因?2022 年 9 月的 Layer2 是怎樣的一個競爭格局?

9 月 15 日以太坊的合併受到了萬眾關注。然而,合併本身只是以太坊相關生態進化之路的開始,以太坊合併又會對 Layer2 的生態產生哪些影響?又有哪些新的創業和投資的機會?

如果你對上述問題感興趣,相信本篇 Layer2 的萬字長文可以解答你的疑惑。

作者:Mtyl

原用標題: Layer2 研究:ETH 合併當下,對 Layer2 的回顧與展望 (萬字長文)

核心觀點

  • L2 技術方案:由於數據可用性的優勢,當前 Rollups 已經佔據了絕對主導
  • OP Rollup:已經形成 Arbitrum、Optimism 兩強的競爭格局。以太坊後續的升級將更加利好 OP Rollup 的生態擴展。
  • ZK Rollup:長期來看技術優勢明顯,但有眾多實現上的挑戰。ZK Rollup 整體尚處於早期技術發展階段,可以分為通用擴容、專項應用、隱私保護三個細分領域。
  • 值得關注的 L2 創業與早期投資機會:新 ZK Rollup 方案、ZK 挖礦、L2 互通性

L2 當前生態概覽:Rollups 佔據絕對主導

—— “When we are talking about Layer 2 nowadays, we are actually talking about Rollups.”(現在當我們在討論 Layer 2 的時候,實際上我們討論的就是 Rollups)

Layer 2,簡稱 L2,指的是公鏈的二層擴容方案。這類方案一般指的是那些構建在公鏈之上、而不對公鏈本體做修改的擴容方案,和 “分片” 之類的對公鏈本體做出改動的 Layer 1 擴容方案相區分。

理論上,所有的公鏈都可以構建 Layer2 擴容方案,但是除了以太坊以外,其它能夠位於頭部的新公鏈基本都有不錯的性能,其 Layer1 本體就能承載當前上層應用的需求。因此,Layer2 對這些新公鏈而言並不是一個迫切的需求,也不是市場主要關注的方向;本文接下來討論 Layer2 的時候,默認指的就是以太坊的 Layer2

如果你從頭開始學習 Layer2,你可能會看到許多的技術方案。但隨著數年的演化,到了 2022 年 9 月,Rollups 方案已經佔據了 L2 的絕對主導。

從事實應用、TVL 的視角來看,根據 l2beat 的 TVL 數據統計(如下圖所示),當前 Rollups 技術路線技術路線的 TVL 佔比已經超過 95%,其中 OP Rollup 的兩大頭部項目 Arbitrum、Optimism 更是佔了整個 Layer2 的近 80%。這從事實應用上說明了 Rollup 在當前 Layer2 中的主導地位。

值得注意的是,有 $1.8B TVL 的 Polygon PoS 並未包含在 l2beat 的統計之內。這和 L2 的定義進一步精確化、一般側鏈在 l2beat 中不被視為 L2 有關,這將於後文進行闡述。

從技術發展、社區共識的視角來看,V 神等以太坊社區成員不僅已多次表達對 Rollups 的認可,更是公開宣布以太坊主鏈的後續更新將執行 “Rollup-centric” 路線。以太坊合併後將推出的 EIP-4844 和後續的 Danksharding,都和 Rollups 進行了很好的配合和聯動。

為什麼 Rollups 方案取得如此廣泛的認可和共識,從眾多方案中脫穎而出?在本文的第二部分,讓我們來對其它 L2 方案做些回顧和對比。

L2 技術方案回顧

2.1 狀態通道:場景有限

狀態通道(State Channels)是最早出現的 L2 擴容技術方案,也是大家接觸到 L2 方案的時候可能都了解過的:對於頻繁交易的雙方,我們可以給他們專門在鏈下構建一個” 交易通道 “,等他們做完一個階段的頻繁交易後再進行結算,以避免對每筆交易單獨上鍊對網絡的佔用和費用消耗。

這個方案在以支付場景為絕對核心的比特幣上得到了發展和應用,不斷演進成為了現在的閃電網絡;但對於遍布智能合約、應用場景繁多的以太坊而言,它的局限性就相當強了。另外,它能做的事後續的技術方案也能做,有更好的上位替代。

2.2 側鏈:安全性問題與 “真正的 L2”

側鏈(Side Chain),指的是在主鏈上構建一條新的區塊鏈,來分擔主鏈的交易。側鏈的機制、共識節點、運轉都是獨立於主鏈的,某種程度上可以把它看作一條獨立的公鏈,只不過在創建之初就天然和以太坊主鏈建立了比較緊密的數據通道。當下,比較知名的側鏈項目有 Polygon PoS(即大家平時看到的 Polygon 鏈)、Ronin(專門為 Axie Infinity 設計運行的側鏈)、xDai

一般來說,側鏈在機制設計上會聚焦於更好的性能,但它們的安全性比主鏈要低很多。如果你的資產轉移到側鏈上之後側鏈受到攻擊,你的資產是沒有辦法拿回來的,而後續的幾種 L2 並不會發生這種事情。例如,在 2022 年 3 月 23 日 Ronin 網絡受黑客攻擊事件中,超過 17.36 萬個 ETH 和 2550 萬個 USDC 被盜。對於這些資產的擁有者而言,他們的資產就永久丟失了。

以太坊之所以能夠穩居應用公鏈第一的位置,其遠超其它公鏈的去中心化程度和安全性保證是一個核心原因。側鏈作為一個不能繼承以太坊主鏈安全性的 L2 方案,是難以有發展前景的。

事實上,當前在一些 L2 技術討論的分類之中,已經出現有了 “真正的 L2” 這個概念,其對 L2 進行了更加明確的限定:擴容方案需要繼承主鏈的安全性;即如果 L2 由於漏洞、基礎設施故障而宕機,L1 也會在智能合約橋接內安全地保護用戶的資產。在這種定義下,普通的側鏈就不再屬於 L2 的範疇了。

2.3 Plasma、Validium、Volition、Rollup 之間的關係

除了 OP Rollup、ZK Rollup 兩種 Rollup 方案以外,Plasma、Validium、Volition,也是有一定關注度的 L2 技術。它們之間其實有著相關度度很高的聯繫,事實上,它們的區分主要就是圍繞著證明類型、數據可用性兩點展開的,如下圖所示:

2.3.1 證明類型:有效性證明 vs 欺詐證明

證明類型,指的是 L2 將採用何種技術方案,向以太坊主鏈證明自己計算結果的正確性。即,以何種方式繼承以太坊的安全性。目前主要的方案是有效性證明和欺詐證明,其中 Validium、Volition、ZK Rollup 採用前者,Plasma 和 OP Rollup 採用後者:

  • 有效性證明,是一種利用零知識(ZK,Zero-Knowledge)密碼學以實時確保交易有效性的數學證明。在一些地方也會直接寫作” 零知識證明 “、”ZK 證明 “。
  • 欺詐證明,會先默認交易有效,但引入了一個往往時長為 7 天的” 挑戰期 “。一旦證明提交至 L2,驗證者留有一定的時間以標記出無效的證明,發起挑戰;無效證明可能包含著不正確的狀態轉換,因而會對涉及的驗證者施加懲罰;隨後狀態回滾至最近的有效快照狀態處。

經常受討論的 OP Rollup 與 ZK Rollup 之爭,背後本質也是兩種證明類型之爭。現在以太坊社區基本已經對這個問題達成了共識:從長期來看,能夠實時確保交易有效性、確定交易狀態的 ZK Rollup 會勝出;但中短期內,由於 ZK 技術本身的困難和 EVM 兼容實現的進一步挑戰,其生態發展會落後於硬件需求更低、能夠更好的兼容 EVM 的 OP Rollup

2.3.2 數據可用性:狀態數據存放在鏈上還是鏈下?

  • 鏈上:狀態數據連同所有交易的所有執行的 calldata (智能合約函數調用、原生代幣轉移、簽名) 一起放入交易塊/rollup 的加密證明中,這使得可以在鏈上訪問和驗證所有數據。
  • 鏈下:執行的 calldata 和狀態由 L2 處理並存儲在鏈下,這使得這個方案不夠安全和去中心化。然而,鏈下存儲數據方案更容易將更多交易打包進一個 rollup 中,也因此比鏈上調用數據證明方案的速度快許多。

Plasma 和 Validium 的交易和狀態數據都是在鏈下存儲的,因此缺少鏈上的數據可用性;然而,在具體的實踐中,大家很快發現了數據可用性對於 L2 方案穩定運行的不可或缺。無論是 Plasma 還是 Validium,都面臨一個問題,如果在其他驗證節點計算數據的時候 L2 的節點拒絕提供數據,應該怎麼辦?

在 Plasma 中,新的 L2 區塊會在” 樂觀 “假設下不斷生成;而原始數據不可用,意味著沒有人能夠發起對結果挑戰,在這種情況下,用戶的資產就可能會丟失。由此可見,這種數據可用性的缺失會給 Plasma 帶來極大的挑戰。再加上 Plasma 的” 數據可用性版本 “OP Rollup 的實現相對簡單,因此目前採用 Plamsa 項目技術方案的並不多。

在 Validium 中,由於當原始數據不可用時,驗證節點將無法生成 ZK 證明,從而 L2 上無法產生新的區塊;在這種情況下,雖然這個 L2 鏈的可靠性會受到質疑,但至少用戶可以從最後得到驗證的區塊處,取回自己的資產,避免額外的損失。因此,雖然數據可用性的缺失依然對其安全性構成了比較大的挑戰,這個代價是相對可接受的,Validium 也因此存在一些應用場景。zkPorter 是就是 zkSync 的 Validium 實現。

考慮到 ZK Rollup 當前的技術難點,StarkEx 首創了 Volition 架構,構建在其上的應用可以根據自己對數據可用性的需要選取 Validium 或者 ZK Rollup 模式。因為 Volition 技術本身和採用相關技術的項目和 ZK Rollup 高度重合,有時候 Volition 也被歸結為 ZK Rollup 的範疇進行討論。

鑑於以上討論,當我們對 L2 當前主要項目的競爭格局展開分析的時候,其實主要分析的就是兩種 Rollup。讓我們先來看 OP Rollup。

OP Rollup 的主要項目和發展前瞻

在 OP Rollup 領域,已經初步顯現了 Arbitrum、Optimism 兩強並立的競爭格局:當前 Arbitrum、Optimism 的 TVL 分別為 $2.51B、$1.58B,加起來占到了整個 L2 TVL 的近 80%。

3.1 Arbitrum、Optimism 的對比分析

首先值得強調的是,對於普通用戶而言,Arbitrum、Optimism 在使用體驗的差距實際上並不大。因為,在性能上,Arbitrum、Optimism 的吞吐量基本在一個級別,約為 2000-4000TPS,平時轉賬的 gas fee 低於 $0.05;如果以太坊在合併以後在 L1 成功進行 Danksharding 升級,結合 OP Rollup 的吞吐量可以達到近 10 萬;在生態發展上,它們都有了初步完整的生態,有自己的 DEX、dApp 和借貸協議等公鏈基礎應用,其中也有不少應用是共享的。

當前,兩個項目最主要的區別體現在技術細節和項目的治理模式上面。

在技術上,可以說 Arbitrum 的技術更勝一籌

  • 從驗證機制來看,Optimism 使用執行於 L1 的單輪欺詐證明,而 Artibrum 使用執行於鏈下的多輪欺詐證明,它比單輪欺詐證明更便宜、更高效
  • 從 EVM 兼容來看,Optimism 直接使用以太坊的 EVM,只有一個 Solidity 編譯器,而 Arbitrum 運行自己的 Arbitrum 虛擬機 (AVM),支持所有 EVM 編譯語言 (Vyper, Yul 等)

在項目治理模式上,Optimism 比 Arbitrum 更加去中心化、強調社區治理,不過 Arbitrum 的中心化運營能力也很強

  • Optimism 由 Optimism DAO 進行社區治理,它於 2022 年 6 月 1 日空投了治理代幣 OP,也是主流 L2 項目第一個空投上幣的項目。
  • Arbitrum 不是 DAO 治理的,完全由 Offchain Labs 開發運營。Arbitrum 團隊的運營和營銷能力很強,比如為期 8 週的 Arbitrum Odyssey 活動就吸引了大量的行業關注和新用戶的嘗試。

總結來看,從一些客觀數據來分析,Arbitrum 在 TVL 和技術架構上更勝 Optimism 一籌,但兩個項目大致處於同一梯隊的。

3.2 Boba Network 與 Metis

Boba Network 和 Metis 也採用了 OP Rollup 方案,雖然它們在技術上有所創新,但它們的生態發展還處於一個很早期的階段,這裡簡單做些介紹:

Boba Network 由 Optimism 分叉而來,主要對 Optimism 在退出週期上做了比較長打的優化:通過 “社區驅動的流動性池” 這一設計把 OP Rollup 的退出週期從 7 天縮短到幾分鐘。

Metis 的亮點在於使用了並行或分片式的 OP Rollup 架構。在 Metis 虛擬機 (或 MVM) 中,有著所謂的去中心化自治組織,即 DAC (Data Availability Committee),它們擁有獨立的計算和存儲層,可以根據 L2 應用 (如 DAO、dapp、協議等等) 的需求定制。這些 DAC 是 optimistic rollup 的並行執行層。由於 DAC 具有跨層通信協議,各個 DAC 之間是完全可互操作的,並且流動性可以無縫地在它們之間轉移。

3.3 OP Rollup 的發展前瞻

於 OP Rollup 實現相對容易,性能存在天花版。已有 Arbitrum、Optimistic 兩大高 TVL 項目的壓制,現在在做一個新的 OP Rollup 的 L2 公鏈的挑戰將會相當大。這個從 Boba Network 和 Metis 的發展和知名度即可見一般。可以預見的是,接下來一段時間在這個細分賽道都會是 Arbitrum、Optimistic 兩強爭霸的格局

現在市場上有一種觀點:” 既然大家都公認 ZK Rollup 才是終局,OP Rollup 的技術和項目就不必去關注、研究了。” 雖然之前提到,從長期的技術本身來看 OP Rollup 確實會遜色於 ZK Rollup,但這並不代表到最後 OP Rollup 項目就會退出公眾的視野實際上,現在使用 OP Rollup 的項目也可以發展 ZK Rollup 的技術,並且在未來某個時間點進行技術的切換

另一方面,現在 Arbitrum、Optimistic 的生態都在擴張,而如果以太坊合併後 EIP-4844 和 Danksharding 能夠順利實施,將會極大的降低所有 Rollup 方案因存儲而消耗的費用。由於 OP Rollup 的費用主要來源於存儲消耗,而不像 ZK Rollup 還需要額外支付 ZK Proof 的計算費用,因此費用降低的倍率會比 ZK Rollup 更高。再加上 OP Rollup 的應用生態的成熟度更高,其費用降低將更為用戶所感知,得到更加快速的擴展

當 OP Rollup 的網絡通暢、費用下降到幾乎可以忽略、安全性又得到保證的時候,ZK Rollup 技術提升帶來的邊際效應提升,不一定會高於在巨大網絡效應下用戶的遷移成本。如果這種情況真的出現,那麼對於後起的 ZK Rollup 項目的反超而言,將會是一個比較大的挑戰

ZK Rollup 項目分類梳理

圍繞 ZK Rollup 構建的 L2 項目主要可以分為三類:擴容方案,隱私方案,專項應用。

ZK Rollup 本身是一個有非常多值得研究討論話題的賽道:ZK 的技術類型,ZK Rollup 的網絡架構和節點角色,zkEVM……由於篇幅所限,這裡將省略一些細節性的討論,如有必要的話將在後文分析相關新興投資機會的時候涉及。

4.1 通用擴容方案:StarkNet、zkSync、Polygon Hermez、Scroll

通用擴容方案,指的是希望基於 ZK 電路構建圖靈完備的虛擬機(zkVM),從而可以在其之上編程,實現各種各樣的應用。在這些方案中,StarkNet、zkSync 的發展歷程比較久、進行了多輪融資,現在也都上線了測試網,一直是 ZK Rollup 的代表項目;Polygon Hermez 和 Scroll 在架構設計的創新、EVM 的等同性上展現了較大的潛力,也非常值得關注

StarkNet 是由 L2 服務商 Starkware 主導推出的,目前已經發布了 Alpha 版本,不過技術依然有待打磨。它的主要有兩個特點:在 ZK 方案上,基於自研的 ZK-STARK 協議,相比於更加主流的 ZK-SNARK 而言,它的可擴展性、潛在證明速度、抗量子計算的能力更加突出,但當前技術的成熟度也更低;在 EVM 兼容問題上,StarkNet 發明了 Cairo 編程語言,它不支持 zkEVM,Solidity 代碼需要先通過 Warp 轉譯器轉成 Cairo 代碼再做部署,並且部分特性明確不支持(如 SHA256)。EVM 兼容性的問題,使得其生態項目和以太坊的 DApp 重合度較低

zkSync 是社區驅動型的知名通用 ZK Rollup 擴容方案,已經上線了可用的 zkSync1.0 主網,不過 zkSync1.0 的開發需要用專門的 Zinc 語言,並沒有 EVM 兼容性。zkSync 在當前的 2.0 測試網版本強調了其 EVM 兼容性,因此獲得了 1inch、Yearn Finance、Aave、Chainlink、The Graph 等以太坊知名項目方的支持。zkSync 2.0 測試網已經運行約半年,可能會成為最早成熟上線的 EVM 兼容的 ZK Rollup。

Scroll 是集成 ZK 各項前研技術和 GPU/ASIC 硬件加速的 ZK Rollup 方案。Scroll 創立之初以 EVM 等同性為其核心敘事,團隊成員和以太坊基金會 PSE(Privacy & Scaling Explorations)共同研究一年多時間,其 zkEVM 方案和 PSE 一致聯動的,有很強的正統性。Scroll 的網絡架構由 Node(Replayer、Sequencer、Coordinator)和 Roller 組成,把各個角色的定位分的更加清晰。Scroll 已經開放了 Pre-alpha 測試網的註冊。

Polygon Hermez(又名 Polygon zkEVM)是 Polygon 旗下的一個 L2 解決方案,其技術架構和 Scroll 很相似,它的主要亮點在於提出了 PoE 共識機制,激勵 ZK Proof 的生成方相互競爭,不斷優化其計算速度。這使得 “ZK 挖礦” 成為了潛在的一個新興賽道,將於後文進行討論。

4.2 專項應用:Loopring 與 StarkEx

與通用擴容方案相對的,是專精於某個特定應用場景的 ZK Rollup 方案,它的開發、上線更加容易,但不支持在其之上的二次開發。在早期 ZK Rollup 通用擴容方案技術開發困難、週期長的背景之下,這類方案以可用的高性能產品,獲得了一定關注。代表性的方案有 Loopring,以及基於 StarkEx 的 dYdX、Immutable X、rhino.fi、Sorare 四個項目

Loopring 是首個基於 ZK Rollup 的 DEX,同時支持訂單簿和 AMM 機制,交易費用遠低於以太坊主網。Loopring 當前主要在智能錢包、L2 NFT 交易市場的開源解決方案這兩個方向進行佈局,還有智能錢包產品。未來 Loopring 也有向通用 L2 發展的計劃。

StarkEx 是 Starkware 推出的 ZK Rollup 擴容引擎。StarkEx 可以認為是一種 “To B” 的模式,給其上的每一個應用提供專門的 Rollup 技術服務。它提出了 Volition 架構,即 ZK Rollup 和 Validium 兩種數據可用性模式,每個應用可以根據自己的需要進行取捨。以下是採用 StarkEx 的四個項目:

  • Immutable X,選用 Validium:L2 NFT 交易平台。它可以用接近於 0 的 gas fee 為鑄造和交易 NFT 提供快速確認。
  • rhino.fi(原 DeversiFi),選用 Validium:L2 DEX,同時支持訂單簿和 AMM 機制。項目於近期更名,並更改其定位為” 通往多鏈 DeFi 的 Layer2 網關 “
  • Sorare,選用 Validium:一款虛擬足球遊戲,選用 L2 以提高其可擴展性
  • dYdX,選用 ZK Rollup:L2 衍生品平台,以訂單簿模式運行。由於其良好的用戶體驗、較低的交易費用,它曾以超過 $1B 的 TVL 位居 L2 中的第一名。

2022 年 6 月 28 日,dYdX 宣布將轉移至 Cosmos 生態,將基於 Cosmos SDK 開發定制應用鏈,並在即將到來的 dYdX V4 版本中實現遷移。遷移的主要原因,是其對以太坊主鏈性能進步速度、ZK-STARK 的技術迭代速度的失望,即 ETH 和 StarkEx 難以滿足 dYdX 進一步提升產品性能的需求。這也從側面反映了當前 ZK Rollup 面臨的競爭和技術挑戰。

未來專用和通用 L2 方案會並存,因為專用 L2 的技術難度更低、上線更快,從性能上看也可以在其特定場景做到極致。對於那些主要服務於以太坊主鏈資產的高頻場景,專用 L2 方案可能會比通用 L2 方案上做的應用有更好的體驗。

4.3 隱私擴容方案:Aztec Network 等

由於隱私保護是另一個 ZK 技術在區塊鏈領域的主要應用場景,也有項目以隱私保護和隱私資產互操作性為核心來構建 L2,其中的代表就是 Aztec Network

Aztec Network 採用自主研發的 Plonk 協議,現在有兩個可用產品:隱私支付產品 zk.money,允許用戶以 L2 的成本進行加密的私人轉賬;加密連接橋 Aztec Connect,允許用戶在以太坊上秘密訪問世界級的 DeFi 服務,同時節省高達 10-100 倍的成本。未來,Aztec 將會推出 Plonk Rollup 的擴容二層網絡。Aztec 基於開源 EVM 彙編語言 Huff,沒有強調 EVM 兼容性。

Aztec 上線於 2021 年 6 月上線,TVL 峰值一度到達 1400 萬美元,現在穩定在 400 萬美元左右。除了 Aztec 以外,也有一些早期的 ZK Rollup 項目以隱私保護為其核心敘事,例如 Obscuro、Intmax。不過,由於 Tornado Cash 事件,隱私產品在未來 Web3 世界所處的生態位處於高度不明朗的狀態,這給該細分賽道的發展增加了不少不確定性。

Layer2 創業與早期投資的機會

上述是對 L2 技術的回顧和競爭格局的梳理,以便讀者對 L2 當前的發展有一個大致的框架。接下來,筆者也將討論一些 L2 創業和早期投資的潛在機會。

5.1 新的 ZK Rollup 通用擴容方案:zkEVM,隱私,OP+ZK

前文已經提到,OP Rollup 已經初步形成了 Arbitrum、Optimism 兩強的競爭格局,但 ZK Rollup 的通用擴容方案普遍還處在測試與技術迭代的階段,還沒有成熟的應用生態和用戶體驗,這就給新項目的發展帶來了機會。

新的通用擴容方案自然需要新的敘事亮點,而 zkEVM 是其中的焦點。因為 L2 最初的目的就是提高以太坊的性能,L2 上的很多項目其實是以太坊項目的遷移或者 fork,EVM 兼容可以讓開發者有非常低的遷移成本;如果去 L2 開發需要學一套專門服務於 ZK 的語言,那麼同樣是要學新語言,開發者就會有去其它新公鏈的備選。從事實上看,EVM 不兼容的 StarkNet、zkSync 1.0 生態發展的艱難也部分印證了這一點。

zkEVM 的實現是相當有技術挑戰的,其主要難點在於 ZK 電路的複雜性,以及需要利用 ZK 來重構整個 ETH 的狀態轉換。zkEVM 其實也分不同的級別,簡單來說可以分為”EVM 兼容 “和”EVM 等效 “。

  • EVM 兼容,代表- zkSync 2.0:Solidity 語言層面的兼容。它的實現相對簡單(但依然很困難),但即使成功做出來了,也可能會有部分 Solidity 的特性無法支持。
  • EVM 等效,代表- Scroll、Polygon Hermez:EVM 字節碼層面的兼容。它會給開發者帶來非常理想的體驗(遷移的時候幾乎只需要 copy-paste),但它的實現比 “EVM 兼容” 要難一個量級

除了 zkEVM 以外,L2 隱私方案也是一些新項目的核心敘事,前文已經提及

另外,還有一些項目會在 Rollup 的具體方案上提出一些創新。比如希望融合 OP Rollup 和 ZK Rollup 的 Intmax,其認為 ZK Rollup 並不必要實時計算 ZK Proof,而可以把它們都集中到一個 batch 里以後每過約 4 個小時統一計算;如果用戶對實時的狀態確定性非常在意,那麼可以繳納額外的費用提前進行 Proof 的計算。

5.2 ZK 挖礦

ZK 挖礦,指的是通過提供高性能的 ZK Proof 計算,從 ZK Rollup 的網絡中獲取獎勵。這個設想,主要起源於 Polygon Hermez 提出的 POE 機制。

在 Starkware 等經典的 ZK Rollup 架構設計中,有 Sequencer、Prover 兩個角色,分別負責執行交易和生成 ZK 證明。但 Sequencer 和 Prover 的工作效率相差至少 5000 倍,兩者之間始終存在延遲。在目前的家用電腦上,為每筆交易生成 Proof 卻需要約 1.5 秒~2.5 秒,相當於每秒僅能為 0.6 筆交易生成 Proof。如果 ZK Proof 的生成時間無法得到妥善解決,那麼用戶的實時體驗就可能不佳;如果交給專業的節點來計算,網絡就可能面臨過度中心化的問題。

Polygon Hermez 在其 POE 方案中稱,允許多個 Prover 節點以競賽的方式提交 Proof 並獲得獎勵,如果某個 Prover 是第一個(或者前幾個)生成正確 Proof 的節點,該筆獎勵由 Sequencer 以懸賞的形式進行支付。這樣一來,Sequencer 或 ZK rollup 項目方相當於把 ZK Proof 加速策略委託給 Prover 節點運行者去研發,通過懸賞市的競賽機制,可以很大程度上調動廣大礦工的積極性,不失為一種共贏策略。

除了 Polygon Hermez 以外,Scroll 和 Taiko 也提出了類似的激勵設想,也不排除 Starkware 和 zkSync 後續也會做相應的改動。如果 Prover 節點順利去中心化,並且全部的 Proof 獎勵分配給性能最優越的幾個 Prover 運營方,類似比特幣礦池的組織形式極有可能出現,這些 Prover 礦池由許多散戶礦工貢獻的設備連接而成,按照每個人貢獻的算力分配獎勵;同時,由於 ZK Proof 生成任務可以並行化,可切分,擁有的加速芯片越多、使用的生成策略越優秀,獲得的獎勵就會越多。照此看來,ZK 挖礦很有可能複制比特幣挖礦的老路,挖礦設備會不斷的更新迭代,組織形式將以礦池為主,而 ZK Rollup 本身也將大幅受益於這種變遷。

ZK 挖礦是一個尚處於構想期的 ZK Rollup 伴生賽道,其發展速度、市場上線存在著高度不確定性。不過,現在也已經有創業項目開始在做相關的佈局了

5.3 L2 互通性/L2 跨鏈

L2 的初衷是解決以太坊生態的性能問題,但眾多 L2 方案的出現,也在把以太坊的流動性進行了碎片化。因此,也有一些早期項目開始著眼於 L2 的互通性和流動性的整合,類似於 “L2 跨鏈”

從技術角度上來看,這種 “L2 跨鏈” 的實現要比 L1 之間的跨鏈要更加簡單、安全,畢竟對於當前主流的 Rollup 方案而言,原始數據都在 L1 鏈上,這對於跨鏈的安全性有天然的保證;這也是 Rollup 技術優勢的一種體現。

不少新興的項目都希望實現 L2 的互通性:Hop、Connext、Synapse、Celer cBridge、deBridge、Tokemak……具體的應用形態可以有很多種,比如 protocol、DEX、錢包。但從用戶視角來看,他們在 L2 互通性上做的事情是類似的:在應用層面提供多個 L2 的支持,與無摩擦的跨 L2 資產轉移、代幣交換、信息通信等操作

總結

經過數年的競爭,由於數據可用性的原因,Rollups 已經成為了 L2 的絕對主導。並且,Rollups 已經得到了以太坊社區的認可,以太坊未來的升級也會以 Rollups 為中心進行。

OP Rollup 在相當一段時間內可能都會是兩強爭霸的競爭格局,並且由於 EVM 兼容性,其生態發展非常迅速。以太坊後續計劃的幾次升級對 OP Rollup 的體驗提升也要超過 ZK Rollup,這對 OP Rollup 的擴張也很有利。因此,二級投資者可以重點先關注 OP Rollup 相關的項目。

ZK Rollup 還處在一個百花齊放的早期階段,頭部的通用擴容項目多處於測試網階段,並且缺少 EVM 的兼容性,生態較弱。但從長遠來看,隨著技術的成熟,ZK 所帶來的基於密碼學的安全性肯定是由於 OP 基於博弈論的安全性。對於創業者和早期投資者而言,ZK 相關的敘事會更加多樣、有吸引力。

參考資料

  1. https://mirror.xyz/0xB383977e48F68Cf6cF7337b36cF0D626B9A6b813/NuizUzlcR2A7SRg57L3GFTvipEUl5pPO-T4P0iEU9DY
  2. https://www.odaily.news/post/5181202
  3. https://mirror.xyz/0xee0FF4092C52696e2cCA7977A0C00ef831cE5bEb/37rH6OP8D4aSCIBEq3zvp5p9hgOsHdzLJxYTEd1t9rM
  4. https://news.marsbit.co/20220824210359716960.html

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