深入分析Rollup技术、应用和数据

释放双眼,带上耳机,听听看~!

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2020年,DeFi热潮的爆发,将连锁活动推向一个新的高度,也将公共连锁的性能问题直接摆在了公众面前。作为目前最大的生态企业,以太坊的天然气价格在相当长的一段时间内一直保持在100GWEI以上,这使得以太坊获得了“高贵链条”的美称。虽然以太坊燃气价格近期有所下降,但并不能改变因冗余存储和冗余计算导致的效率下降的问题。在各种效率提升技术中,layer2轨道下的rollup技术无疑是当前解决方案中最引人注目的一种。

Rollup的技术方案继承了其他第2层前辈的思想,如lightning network、plasma等解决方案。但关键是将两层数据存储在第一层的想法。这一思想不同于以往所有的layer2方案,成为rollup技术解决用户使用layer2时易用性、易用性和衍生安全问题的关键。

围绕着RollUp技术,许多优秀的解决方案团队诞生了。本文重点研究了其中的四个实验室:材料实验室、优化实验室、链外实验室和星光实验室。他们在ZK-rollup、Optimismrollup和混合rollup等方面进行了大量的尝试,成为不同方向rollup技术体系的主要驱动团队。除了技术解决方案团队,还有很多团队在探索具有RollUp特性的应用,比如layer2.finance、Caspian,可以缓解layer2带来的流动性分割问题,Dai bridge,可以帮助优化RollUp用户进行快速取款等等。本文还将讨论这些应用解决方案。

从数据性能上看,由于layer2(不含侧链的数据统计)方案的应用场景尚未推出,整个layer2的锁定资金不到DeFi的3%,加总资金约占DeFi的1/3。目前,OptimismRollUp的实现已经迫在眉睫,一般的ZKRollUp解决方案还需要一段时间。OP系列技术有望将以太坊 TPS升级到500台左右,ZK系列技术可以提高100倍左右,还有一些混合RollUp方案,理论TPS可以达到20000台。

一般来说,layer2是公共链发展的必由之路,而rollup技术是迄今为止layer2技术中兼顾易用性、安全性、可扩展性和通用性的最佳技术。在接下来的几个月里,我们将看到rollup的解决方案和应用程序大规模落地,这是值得期待的!

1、 RollUp概述

1.1什么是RollUp?

在离线的世界里,人们习惯了高速的交易、即时的确认、海量的存储,集中和信任带来了效率。基于代码控制和博弈机制的分布式系统进入供应链,实现了去中心化和不信任。存储冗余和计算冗余成为保证系统安全的重要手段。但冗余不可避免地带来成本的提高和效率的降低,应用链上的体验让用户感觉落后。因此,各种提高区块链运营效率的改进方案应运而生。

链上改进方案包括扩展块大小、改变一致性算法、切片等。尽管在区块链技术目前的发展阶段,区块链的改进方案并没有充分展示其在提高效率方面的实力(例如ETH2.0的碎片化还在开发中),它不能改变区块链必须承受冗余存储和计算的约束才能保证安全的现状。这种约束可以通过链下的改进方案来打破。将存储和计算转移到链外,设计保证存储和计算的信任和安全的机制是链外扩展方案的核心。RollUp是链下的一种方案。

那么,什么是RollUp?在中国,它通常被翻译成“卷叠”,读起来很奇怪,但仍然很生动。它被打包成卷,压缩成栈,链下的事务数据被打包压缩后传输到链上存储。Rollup是一种layer2技术的总称,它符合这个特性。与此相关的一件有趣的事情是,matter实验室公开宣称zkswap不是rollup,而是Valium,因为当时zkswap没有满足这个特性。

1.2如何进入和退出RollUp?

在RollUp之前,第2层拥有几代技术。然而,由于不信任、安全性、易用性或普遍性等问题,它并没有成为一个被广泛接受的解决方案。卷取技术的出现是打破这种局面的关键。

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最早的Layer2是侧链技术,其发展一直不温不火。近年来,由于多边形的兴起,引起了广泛的讨论。然而,像多边形这样的边链的操作基础是信任一组验证器。这种具有强信任假设的方案,在没有无信任假设的易用方案之前,可以作为一种折衷方案,但决不是最终的Optimism方案。此外,业界对将侧链归为Layer2持怀疑甚至怀疑态度,因为侧链不会保持与主链的同步状态变化,主链更接近一个独立的链,一个新的第1层。

Lightning network是第一个尝试不信任假设的Layer2解决方案之一。通过RSMC和HTLC技术,释放了对交易对手的信任依赖和对资金路由节点的信任依赖。也就是说,用户不需要假设交易对手和资金转发的中间节点不会作恶。然而,该方案在安全性、易用性和通用性方面付出了代价,限制了该技术的应用和推广。

等离子体是继闪电网络之后的又一项技术。该模具有边链和闪电网络的双重特性。plasma和lightning network的区别在于链下交易的交付、组织和提交形式。lightning网络链中事务的传输是基于状态通道连接的网络。交易存储在交易双方的状态通道中,通道中的交易对手可以提交通道中交易带来的状态变化。然而,plasma选择了更靠近侧链的事务交付和组织形式。Layer2的操作员将负责接收交易,组织存储(在plasma现金方案中,用户需要存储部分交易信息),并将状态更改提交给链。然而,侧链是基于信任的,用户侧链上的运营商(或矿工)不会作恶。在不信任方面,plasma遵循闪电网络防欺诈的思想,通过设置挑战期和激励博弈来防止邪恶。然而,plasma也存在安全性、易用性和多功能性的问题。如今,它基本上是一条技术路线,作为独立的Layer2而被抛弃。

RollUp方案仍然保留了plasma借用两层操作符来接收、存储和提交状态更改的想法。然而,考虑到以往方案中数据链下存储的思想带来了安全性和易用性问题,直接将数据存储在链上并不能提高效率,于是产生了压缩链上数据的思想。事务数据链接后,最直接的解决方案就是用户易用性问题。链上的数据是公开透明的,这意味着用户不再需要为了防止欺诈而做一些非常有害的行为,比如保持一定的在线频率,自我保存数据以进行自我辩护(闪电网络和等离子都有这样的要求)。同时,还可以连接数据链路,解决一些可能出现的安全问题,如闪电网络了望台的隐私泄露、等离子的批量退出等,这些问题在RollUp场景中不需要考虑。

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因此,自其发展以来,rollup实际上吸收了许多以前的解决方案,并集成了其在链上压缩存储的独特思想。目前,rollup无疑是layer2中最令人期待的解决方案。在即将推出之际,笔者希望通过本文对rollup目前的技术、应用和数据进行梳

2、 RollUp技术要点

在上一章中,我们介绍了什么是rollup,以及layer2的概念是如何演变和传递的,直到rollup的诞生。在本章中,我们将介绍rollup技术的核心。不同的RollUp技术路线和同一技术路线下的不同团队在着陆RollUp时会有各自的差异。因此,本节主要介绍RollUp的一般思想。

2.1. RollUp是如何工作的?

如下图2-1所示,是rollup的工作原理示意图。在Layer2,用户的各种事务被发送给Layer2的操作员,操作员将压缩一批事务。压缩成为事务后,处理调用链上的处理契约。此调用事务将与第一层的其他事务一样进入事务内存池。在第一层,矿工将接收第一层网络中的所有事务,并将它们打包成块进行发布,其中包括Layer2打包的事务。

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虽然不同rollup的具体实现方式会有所不同,但它们都需要解决三个共同的问题:如何实现事务压缩、如何同步Layer2到第一层的状态转换、如何保证Layer2的操作员真实提交Layer2的所有状态转换。我们将在以下三节中讨论它。

2.2. 如何实现事务压缩?

为什么链接数据已经在上一章中解释过了。链接后,可以保证链上两层事务数据的数据可用性(或数据有效性和数据可用性)。但是,如果数据按原样链接,很难通过Layer2达到提高效率的目的,因此会被压缩。说到压缩,我们通常把它理解为占用字节的压缩,也就是体积的压缩。事实上,并非如此。压缩主要用于压缩事务消耗的gas数,因为以太坊上的块限制基于gas而不是字节数。较小的字节数对应较小的存储占用,但不等于较小的气体消耗。rollup中的压缩一方面压缩了事务占用的字节数,另一方面也减少了事务执行的计算量,降低了气体消耗。

事务字节的压缩方法主要包括更高效的编码方法、减少事务字节数、减少上传数据量等。

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图2-2显示了vitalik对层以太坊和rollup上的事务求和的字节数。虽然每个团队在最后的实现中与vitalik归纳法并不完全相同,但是思想是相同的,所以本文还是采用vitalik归纳法。

首先,在第二级事务中可以省略nonce;与天然气相关的价格和天然气不需要出现在每一个双层交易中;往返地址不需要使用以太坊的地址,而是使用其在状态树中的索引(如图2-3所示,Layer2的账户可以用Merkle树组织);通过科技手段节约成本;对于签名,可以对一批事务签名进行聚合,以减少每个事务的签名存储消耗。同时,这些交易数据将存储在成本较低的气田数据链上。

值得注意的是,第一层上传的数据不仅是上述事务内容,还是批量事务前后的状态根(图2-3中的状态根),以及用来证明(或供将来参考)状态转换合法性的数据。ZKrollup系统技术可以获得比Optimismrollup系统技术更好的压缩效果。一个重要的原因是ZK需要上传的事务数据比op少,op需要上传一些中间状态信息以方便验证者的质疑,而ZK只需要上传批量事务的认证信息。

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除了压缩事务占用的字节数之外,rollup中的事务的计算量小于直接在第一层上执行的事务的计算量,因为事务不必在第一层上再次执行,只需验证Layer2操作符提交的状态转换是否正确。对于ZK来说,主要来自于验证状态转移证明(零知识证明)是否合法;至于OP,主要来自欺诈交易的挑战。

目前,ZK系统技术经过压缩后,理论上可以提高吞吐量100倍,而OP大约是30倍。

2.3. 如何同步从第2层到第1层的状态转换?

在上一节讨论事务压缩时,提到了除了提交事务信息之外,Layer2操作员还将提交批处理事务前后的状态根。此状态根类似于以太坊第一级上状态树的状态根,它是帐户状态的集合。

如图2-3所示,rollup的状态可以用Merkle树来组织。叶子节点是账户状态,中间节点存储逐层哈希计算的信息,根节点是最终哈希值,是Layer2所有账户状态的rollup。

如图2-4所示,是批量事务处理前后状态转换的示意图。第二级事务会改变与该事务相关的账户的状态,引起叶节点的信息变化,最终导致根哈希值的变化。二级操作员在本地维护二级账户的状态树,记录批量交易前后的根哈希值,并在批量交易上传时将两个哈希值一起上传。

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2.4. 如何防止二线运营商作弊?

由于交易信息和状态转换信息是由两层运营商上传的,如何防止运营商上传虚假信息?所有想要与主链同步的第2层都存在这个问题。

在rollup诞生之前,lightning network和plasma都采用了防欺诈的方法,而OP技术继承了两者的思想,也采用了这种方法。也就是说,当运营商提交信息时,不会检查状态转换的合法性,但会为提交该批事务预留一个质询期。在质疑期内无人质疑其合法性的,确认交易;如果是这样,挑战者需要提供欺诈的证据,以证明经营者作恶。

欺诈证明相对容易实现(与后面提到的有效性证明相比),但代价是牺牲用户体验和财务效率。在不保证链上数据有效性的闪电网络和等离子方案中,用户需要保证一定的在线频率(也称为用户活动),以防欺诈。同时,用户资金无法及时取出,需要等待挑战期结束。在Optimismrollup的情况下,虽然也使用了防欺诈,但是对用户体验和资金效率的损害得到了改善。由于数据链的存在,挑战者可以由用户之外的第三方提交,减少了对用户活动的假设,极大地提高了体验。此外,在op计划下,尽管仍有一个质疑期,但对于非欺诈性交易,可以预期交易的最终结果。OP的用户可以建立自己的验证节点来快速验证事务的合法性,而无需等待质询期的结束。虽然交易仍需等到挑战期结束后由主链确认,但其最终性可以很快得到确认,有了这一点,流动性提供者可以提前为用户释放流动性。然而,这种解决方案并没有嵌入到OP中,它需要依赖于应用程序解决方案。

与欺诈证明相比,更具挑战性的防止欺诈的方法是要求两级经营者提供有效性证明,即两级经营者直接证明提交的状态转换是有效的(正确的)和自我辩护的。这也是ZKrollup系统的使用方式。这样一来,提交无误,用户就不用担心欺诈,而且取款也不会有冻结期。这个解决方案几乎是完美的,但要做到完美太难了。长期以来,ZK解只能为某些特定的运算生成证明,不能通用。然而,随着密码学理论和实践(plonk、多项式承诺等)的突破,一般ZK解已接近尾声。

3、 主要技术团队分析

最后一章介绍了rollup技术的核心。在本章中,我们将整理出几个具有代表性的rollup团队及其解决方案。同时,针对每种方案,我们将从安全性、退出时间、用户活动假设、通用性、计算复杂度、吞吐量提高等方面进行分析,以进一步了解rollup技术。

3.1MatterLabs

Zksync是matter labs的两层解决方案,是ZK rollup技术路线的龙头项目。目前版本的主网承载了900多万美元,二级单笔交易的手续费可以低至0.001美元(但目前的水平是0.1美元)。然而,虽然理论吞吐量可以达到几千,但由于需求不足,实际TPS小于0.1。同时,退出时间仍处于小时水平。

这些数据在一定程度上反映了目前ZK系统解决方案的性能不好,但这种不好更多的是由于目前整个Layer2的发展阶段和ZK系统技术的瓶颈。Matter labs在ZK rollup技术路线上处于绝对领先地位,其EVM兼容虚拟机将是ZK技术下一阶段的里程碑。

3.1.1. 项目进展

基于密码学证明,matter实验室开发了zksync解决方案,将于2020年7月在主网zksync1上推出。X于2021年5月上线,2.0版公测网于2021年5月上线,主网于8月上线。

版本1.0支持资产转移,不支持一般智能合约;版本1.X支持NFT原子交换和转换;版本2.0将使用ZKrollup和zkporter混合帐户体系结构。该体系结构支持两个帐户的完全互操作性,支持图灵完整的zincvm,移植现有的可靠源代码,并且本机支持所有以太坊钱包。正在开发中的Zkporter放弃了链上的数据可用性,极大地提高了TPS,远远超过了zkrollup2000的理论值,可以达到20000多个。

3.1.2. 技术方案

目前,zksync的主网版本基于ZK rollup技术,其解决思路与前两章介绍的ZK rollup基本相同。我们不会再重复了。然而,4月中旬物质实验室的官方文件中再次强调的zkporter解决方案值得关注。

纯rollup技术解决方案最重要的特点是保证链上数据的可用性,链上数据的可用性性能不受用户活动的要求,极大地提高了用户体验和可用性,但带来的可扩展性有限。因为链上的每个区块都有一个气体上限,理论上,所有保证链上数据可用性的技术解决方案都会有一个可扩展性上限,这只能带来线性改善。

为了避免用户活动的假设,大大提高可扩展性,zkporter将数据存储在链下,避免了gas限制带来的吞吐量非常有限的问题。同时,对于所有交易,状态转换证明仍将提交链下监护人审核。zkporter中的另一个重要点是引入碎片。ZK rollup所在的shard是基本shard。所有其他碎片都可以由用户自己决定。这些碎片的可用性可以由zksync的守护者或碎片上的协议来维护。在这种架构下,TPS可以增加到2W,处理费用可以再减少10倍(如图3-1所示)。

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3.1.3. 特点

安全性高,资金量没有上限。rollup部分的安全性与第一层相同,Layer2携带资金量的增加不会降低Layer2的安全性。第一层的数据有效性和零知识证明是zksync解决方案的关键。智能合约可以根据第1层的状态、数据和证据自动验证交易的有效性,而无需其他安全假设。

退出时间相对较短。目前zksync的实际退出时间长达数小时,但理论退出时间约为15分钟。主要原因是目前二线交易量不大。延长启动时间可以减少每个事务的处理费用。即便如此,与采用防欺诈技术解决方案(如OP rollup、plasma、lightning network等)相比,几周的推出时间还是比较短的。

假设没有用户活动。由于该技术解决方案确保了layer1上数据的可用性,并且所有交易都有有效性证明,因此不需要用户保证一定的在线频率来防止欺诈。

通用性较差,因此不支持通用智能合约。目前版本的zksync只支持提现和转移,而且其能力太有限,所以目前zksync的应用场景不多,在ZK方案中整体锁量不是很好。这是整个ZK rollup技术路线面临的共同问题,即只支持特殊操作。不过,zksync团队目前正在研究EVM兼容性和通用智能合约的实现,该团队预计将在今年推出,以支持通用智能合约和EVM版本2.0。

大量的计算。对于每个事务,除了计算每个事务本身的状态转移外,还需要生成相应的状态转移证明,这消耗了大量的计算资源。相比之下,其他计算资源,如闪电网络,等离子和Optimismrollup节省。在同一交易中,zksync二级运营商的成本将高于OP系列解决方案,但在目前二级利用率较低的情况下,资源消耗并没有成为zksync发展的重要挑战。如果基于ZK rollup的两层应用场景增长,那么专用的prover或定制的硬件也可以缓解这个问题对资源消耗和用户体验的影响。此外,zkporter的解也为低计算量和高TPS提供了一种解决方案。

高复杂性。由于零知识证明技术的复杂性,普通的应用程序开发团队很难使用ZK-rollup的解决方案来迁移和开发应用程序。与EVM兼容的ZK-rollup方案将极大地改善这一问题,但代码的复杂度也将显著增加,代码审计将比OVM困难得多。可能需要几年时间来验证zincvm的安全性和健壮性。

rollup的吞吐量提高是有限的,但是zkporter的吞吐量有望得到很大的提高。由于gas-limit的上限,rollup的吞吐量改进无法与其他Layer2方案相比,后者不能保证链上数据的有效性。然而,matter实验室团队也意识到了这个问题,并提出了一个新的zkporter方案来极大地改进TPS。

3.1.4. 应用

目前,zksync作为ZK-rollup技术的核心解决方案,已经引起了众多生态应用的关注。例如,curve在以太坊测试网络上集成了zksync,imtoken与zksync达成了深度合作,将在钱包中支持zksync。Sushiswap和argent选择zksync作为最终的扩展解决方案。但由于zksync目前支持的业务有限,集成和应用较少,主要集中在支付领域。例如,gitcoin、storj和Golem都将zksync集成为一种支付方式。与第一层繁荣的生态相比,这些应用场景在实用性和资金回报上相差甚远,导致zksync的实际吞吐量仅为0.05tx/s左右。

3.2Optimism

正如matter labs是ZKrollup技术的负责人一样,optimization也是Optimism rollup技术路线的负责人。这个团队诞生于最初研究等离子技术的plasma group团队,后来放弃了plasma,转向优化rollup。

提出的OVM为降低代码从第一层迁移到Layer2的成本提供了一种重要的方法。便捷的代码迁移是生态快速集成的基础。尽管synthetix的主要网络尚未上线,但它一直在其基础上运行。目前,它承载了1亿多美元,单笔交易的成本可低至0.07美元左右。在吞吐量方面,Optimism rollup的理论值约为500。

数据性能不强的主要原因是乐观情绪仍处于有限访问阶段,仅对部分授权应用进行了少量功能测试,但其对一般智能合约的良好兼容性仍受到众多用户的青睐。短期内,其应用场景将更加广阔。

3.2.1项目进度

基于Optimismrollup技术,优化提出了OVM,构造了Optimism以太坊。它将于2021年1月启动optimal Ethereum主网络的软启动(试运行)。然后在3月,synthetix开始迁移到OE。目前,它已经能够在synthetix的layer2上进行staking,但其更核心的合成资产和事务业务尚未部署到主网。预计OE将于2021年7月上线。

3.2.2技术方案

优化的Optimism以太坊是Optimismrollup的一个典实现。它的技术核心思想在前两章已经讨论过,这里不再赘述,但是需要对它的OVM做一个特别的解释。

它一方面与以太坊虚拟机兼容,保证了最大的通用性,另一方面进行了一些自适应调整,保证OVM能够实现Optimismrollup机制。这些调整主要包括三个方面。第一种是调整虚拟机中的一些操作码,以确保在第一层和Layer2执行程序时可以得到相同的结果,例如调整时间戳和地址等操作码;二是调整编译器,保证solidity编写的程序能正确编译成OVM支持的操作码;第三个方面是修改gETH客户机,使其与OVM的事务处理兼容。

3.2.3特性

安全性比一层弱。防欺诈路线的方案依赖于一层反审查。如果第二级交易中存在大量资金,可能会诱使第一级矿工发起51%的攻击,并对质疑交易进行复审,导致第二级犯罪排名人提交的虚假交易无法成功被质疑。

退出周期长,资金效率低。基于经济激励的OP-rollup博弈模使得交易在挑战期结束前具有不确定性,所有节点的最终用户都无法提前验证交易的确定性。因此,OP rollup的验证时间比ZK rollup的验证时间长。POW共识机制下的挑战窗口期约为2周,POS共识机制下的挑战窗口期为1周。

没有用户活动假设,但是需要一个验证器。优化团队的解决方案确保了第一层数据的可用性。虽然它仍然需要监控第一层和Layer2的状态以防止欺诈,但是它不需要用户自己的监控,并且可以由第三方验证器来代替。

高度灵活性和对一般智能合约的支持。Optimal Ethereum是第一个无需大规模重写智能合约的完整跨层迁移功能的rollup解决方案,即以太坊上应用的合约代码迁移成本非常低。因此,在短期内,它已经成为许多应用团队关注和选择的解决方案。

计算成本低,单层气耗低。该方案中状态转移的有效性不需要在一个层次上进行验证。与ZK溶液相比,节省了大量的煤气消耗。并且节省了在Layer2生成证明的计算成本。

吞吐量的提高非常有限。由于第一层区块的气体限制,纯rollup技术的生产能力提高受到限制。另外,Op需要提供更多的中间状态数据以方便挑战,因此只能带来几十倍的吞吐量提升。在各种Layer2技术中,它是最有限的方案。

3.2.4应用

虽然基于Optimismrollup的Optimism以太坊的安全性和资金效率不如ZK系列技术,但其EVM兼容解决方案有望成为rollup系列技术中的第一个,很多团队都将其作为下一阶段的扩展解决方案。目前,synthetix已经在optimal Ethereum上实现了质押服务,Uniswap也一直在与之合作推动Layer2的实现,最近还宣布将在其上推出alpha版本。。Volmex开发应用程序并将OVM部署在本地的乐观测试网络上。IDEX以低延迟和高TPS版本2.0上线。Makerdao为乐观主义者提供了两级Dai快速退市方案,将退市时间缩短到几分钟。Compound希望选择Optimism的rollup,而saddle将在未来把智能合约迁移到乐观的状态。

3.3Offchain Labs

Arbitrum方案是由链外实验室提出并创建的。起初,这是一个纯研究性的学术项目。经过不断的优化和完善,逐步走向实践。

该方案还基于Optimismrollup解,通过经济激励博弈模来保证安全性,通过防欺诈来保证交易有效性。主要区别在于挑战机制和实施形式。目前arbitrum的主网还没有上线,但已经在以太坊的主网上运行了一段时间,性能良好。测试用例的数据表明,最佳吞吐量约为几百,挑战周期仅为几十分钟。但是,较短的挑战时间可能会带来一些安全问题,需要技术团队进一步解决和改进。

3.3.1. 项目进展

到目前为止,arbitrum测试网络已经平稳运行了大约6个月。2021年3月,offchain实验室团队更新了第四个测试网络版本,并选择它作为主网络的候选。5月28日,其主要网络测试版本arbitrum one向开发者开放。如果没有意外,它的公共主网络将在2021年上线。根据arbitrum的路线图,该团队的下一步是正式启动主网络。为此,该团队正积极与多个项目方合作,开展网络集成、审计和压力测试。

从目前的进展来看,arbitrum有可能超越Optimism以太坊,成为以太坊上的首款通用rollup,这是以太坊和rollup整个生态的重大突破。

3.3.2. 技术方案

仲裁机制的设计与乐观机制类似,与以太坊智能合约兼容,通过防欺诈和经济博弈来维持交易有效性。两者的主要区别在于挑战机制。乐观主义只需要排序器和验证器进行一次欺诈证明的交互来判断结果,而仲裁庭则认为一次交互可能导致欺诈证明中的大量交易,从而超过了gas的限制,并提出欺诈证明是由单个指令的异常执行引起的,不需要执行所有指令。因此,仲裁庭将欺诈证明分为多个步骤。执行指令时只需证明分拣机异常即可,证明分拣机邪恶,节省成本。

3.3.3. 特点

Arbitrum的方案符合优化rollup的主要特点。我们不再重复,主要关注的是欺诈证明机制变化带来的变化。

多轮防欺诈交互。Arbitrum使用多轮欺诈证明来验证交易的有效性,并在不担心天然气成本超过限额的情况下减少一次挑战的天然气消耗。

更兼容EVM。尽管优化团队的OVM与EVM兼容,但并非100%兼容。现有项目在从第一层迁移时仍然需要修改代码。Arbitron团队的解决方案几乎100%兼容。

多步骤交易可能存在安全问题。arbitrum事务的有效性验证需要多轮交互,内置的虚拟机需要支持异步机制,异步机制比较复杂,代码量较大,可能存在安全问题。

3.3.4. 应用

由于人们对阿比特姆的应用寄予厚望,许多应用都宣布支持阿比特姆的生态学。包括Uniswap、sushiswap、mcdex、Bancor、imtoken等,其中Uniswap社区投票决定在arbitrum上部署V3;由去中心化的永久合约交易所mcdex发起的未经许可创建的合约V3版本已登录arbitrium测试网络,与开发团队合作推动方案的测试和应用;同时,mcdexv3还计划在arbitrum主网上线并向用户开放后立即完成部署;此外,okex还宣布将支持arbitrum网络的充值和取款。用户不再需要与以太坊层交互以降低交易费用。

3.4Starkware

Starkware是一家来自以色列的零知识证明研发机构,专注于以太坊双层扩展技术的研究。团队在Layer2也有深厚的技术积累,包括Layer2技术路线、Layer2网络、零知识证明协议、编程语言和Layer2应用。它几乎涵盖了Layer2的所有技术核心点。

layer2的底层技术是安定,然后介绍了意志。starkware团队推出了一个去中心化的两层扩展网络starknet,它支持以太坊上的通用计算,并具有一定的免许可和反审查特性。根据星光公司今年1月底发布的星光路线图,该方案分为四个阶段,逐步实现去中心化化和生态一体化。目前,该团队已经完成了0阶段的建设,主要改进了三个重要组件,即证明协议ZK stark、编程语言Cairo和交换扩展方案starkex。

3.4.1. 项目进展

Starkware改进了目前流行的snark算法,自主开发了新一代零知识证明协议stark。该协议将于2020年6月投入主网,可大大提高运营效率,并提供针对量子计算的零知识签名。它是整个starknet去中心化证明层的基石。

此外,starkware还创建了一个独特的编程框架Cairo,为通用计算生成严格的证明。Cairo将于2020年10月在所有开发商的主网络上推出。该框架不仅具有图灵完备性,而且避免了零知识证明中复杂的电路设计,实现了证明生成与验证的分离。starkware团队继续通过引入许多新函数、语法和内部插件来改进Cairo。最近,他们正在探索在投票场景中的应用。

Starkware还在0期推出了第一款基于stark的ZKrollup应用starkex,starkex不仅是starknet的第一批具体应用,也是一款专注于交换场景的双层扩展引擎。Starkex于2020年6月首次推出以太坊主网,并于2020年12月推出2.0版本,2.0版本完全建立在Cairo框架之上,目前支持一层和二层交互、erc721、链下硬币、智能合约密钥恢复等功能,starkex仍处于迭代更新状态。该团队计划在2021年5月推出Starkex3.0,其中包括L1限价订单和批量长期闪贷功能。

根据团队计划,未来三个阶段分别对应单操作员单应用rollup、单操作员多应用rollup和去中心化操作多应用rollup,2022年底逐步完成部署(图3-2)。

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3.4.2. 技术方案

starkware提出的第一个两层解决方案是validium,它将数据保存在链下,同时结合ZK的思想来证明状态转换的有效性。具体来说,链下数据的有效性由链下公证人保证。同时,公证员将生成链下交易状态转换的snark证明并上传到链上。Snark证明避免了公证员上传错误状态向链的转换。但是,由于数据存储在链中,公证人可以合谋不提交数据并冻结用户的资产。因此,事实上,valium解决方案并不是一种rollup技术,而是在讨论了valium解决方案中用户资产被冻结的问题之后,starkware推出了一个新的解决方案,即volition。意志实际上是ZKrollup方案和安定方案的组合(图3-3)。用户可以根据自己的需要,选择将数据可用性的保障放在链上还是链下。因此,我们仍然将starkware团队的工作放在这篇总结文章中。

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在上一章中,我们介绍了物质实验室的zkporter方案。这个方案的思想是从安定中衍生出来的。但是,在zkporter中,链下的守护者不能冻结用户的资产,在zkporter中,有一个ZK rollup的片段,并且数据的可用性是由链保证的,用户可以选择将自己的资产放在ZK rollup分区中,也可以选择将可用性放在链下的其他zkporter分区中。所以事实上,zkporter的方案更类似于volition的方案。

3.4.3. 特点

保证金低于一级,公证人有权冻结资金。Validium将数据存储在链下,二级公证员只提供链状态转换的证明,不会提交详细的交易信息。因此,如果二级公证人不向用户公布最新状态,用户就无法构造证明帐户状态的证据。因此,存在两级公证员冻结用户资金进行敲诈的可能。

退出时间相对较短。由于validium方案中的公证人为状态转移提供了有效性证明,因此不存在质疑期,退出时间相对较短。

假设没有用户活动。虽然该方案不能保证链上数据的有效性,存在欺诈的可能,但snark证明可以避免公证员提交虚假交易,因此用户不需要保持在线频率来防止欺诈。此外,即使发生上述公证员冻结资金的情况,也无法通过用户在线解决。

多功能性比zksync好,但它与EVM不兼容。Starkware团队开发了Cairo语言,应用团队可以使用该语言开发应用程序,这样可以节省编写和生成证明的工作。然而,由于与EVM不兼容,以太坊现有生态应用的迁移需要额外的开发工作,这也是starkware团队的解决方案没有被广泛采用的重要原因之一。

吞吐量大大提高了。由于数据放在链下,validium的吞吐量比ZK rollup高一个数量级。

3.4.4. 应用

目前,许多应用程序已经宣布集成starkware的两层扩展方案。分权自治组织badgerdao于2月在starknet成立;塞勒还计划使用Cairo编程语言为自己的扩展方案layer2开发一个基于零知识证明的版本。财务;现货交易所dydx、衍生品交易所Devifi和NFT market immutable均已上线,以支持starkex计划,该计划迄今已创造逾10亿美元的交易额。其中,devosifi首先使用starkex扩展引擎提供代币交换功能,用户从第一层进入网络无需支付任何GAS FEE;dydx二层网络版4月在以太坊主网正式上线,提供10种代币的永续合约交易;同时,immutable trading market与starkex在NFT领域展开合作,发布了两层解决方案immutable x的alpha版本,支持区块链卡片游戏玩家进行交易。

4、应用方案解读

在前面的章节中,大部分内容都是围绕着rollup技术的理念和主要技术团队的落地情况进行分析的,但除此之外,应用也是rollup生态的重要组成部分。除了一些在以太坊层上运行了很长时间的项目将在rollup上实现外,还有一些专门针对rollup的特点或缺点(如流动性碎片化、挑战期等)设计的应用程序。本节还将解释三种具有代表性的应用程序方案,向读者展示如何设计具有rollup功能的应用程序。

4.1. Celer:Layer2.finance

2021年2月,赛勒网络发布了最新的解决方案layer2.finance,以降低DeFi的使用门槛,并通过聚合需求来分摊个人用户承担的交易费用。2021年4月底,layer2.finance V0.1主网络正式上线。目前,它支持三种WiFi协议:AAVE、compound和curve。从该团队披露的数据来看,该方案推出一周后锁定持仓总额已超过140万美元,为900多笔交易节省了近3.4万美元的燃气手续费,业绩良好。

4.1.1. 解决的问题

目前,在谈到layer2时,我们更多考虑的是将layer1上的应用程序移动到layer2上,从而将计算和存储部分转移到layer2上,减少主链的负载。然而,在实现这个解决方案时,往往涉及到代码、资本和生态的迁移。在layer2的当前开发阶段,这些迁移并不容易。塞勒的layer2.finance的工作方式正好相反。它不会传输链上的原始应用程序。它将事务指令聚合到第2层,然后在第1层统一执行,绕过了上述问题,降低了事务成本。

4.1.2. 方案

Celer提出了一种新的layer2解决方案layer2.finance基于原位扩展。该方案包括以下几个部分

首先,用户需要将以太坊链上的资金存入layer 2.Finance的rollup资金池合约。这些资金可以分为三种不同的状态:闲置、承诺和分配。其中,承诺资金代表了交易从提交到实际执行的中间状态;划拨资金是指用户在交易完成后收到的流动性凭证sttoken,可用于将来赎回流动性,并将收入转为闲置资金。

然后,用户可以在金融公司的两层网络中分配资金,也就是说,他们可以将资金投入到不同的DeFi协议中以获取收益或退出协议。

然后,layer2.finance的传出节点将收集rollup链上的事务,并根据目标DeFi协议地址进行聚合和分类。当有足够的交易rollup或固定期限结束时,冻结节点将这些交易打包成区块,并向主链提供每个用户的状态根和具体的资金分配方案。

最后,Layer2的链上契约。财务根据收到的指令进行相应的资金分配操作。同时,封杀节点还会根据第一层的交易结果更新Layer2用户的资金状态。确认资金拨付正确后,返回用户对应的流动性凭证

rollup

由于layer 2.finance当前使用的是Optimismrollup框架,因此当rollup块与第一层交互时,将有一个挑战期。在挑战期间,如果第2层。金融协议使得资金分配错误,任何人都可以提交欺诈证明来回滚交易。未来layer2.finance将采用ZK rollup路由来适应高并发聚合事务场景,不需要设置挑战周期来保证状态转换的有效性。

4.1.3. 优势

低成本。如果你把DeFi比作地铁站,那么layer 2.finance就是通过各种DeFi协议穿梭的地铁。用户只需购买便宜的“地铁票”,通过“多人拼”的形式,降低个人与DeFi的互动成本,而不是以往高消费的“专车”。

不需要迁移DeFi协议。对于用户来说,他们自己的资金仍然可以像以前一样在链上的多个DeFi协议中使用,减少了layer2造成的流动性碎片化;对于每一个DeFi协议,不仅可以节省开发专用二层网络版本的工作,还可以通过连接layer2.finance实现二层用户的积累。

//可staking的可扩展性。在短期内,单一的Layer2融资受到供应链能力的限制,可能不会随着交易规模的增加而保持;但从长远来看,ETH2.0一旦实现,系统就可以在相应的流动性系统中添加多个layer 2.finance rollups,突破了可扩展性的上限。

4.1.4. 局限性

目前,layer2.finance也有一些局限性。第一个是包聚合事务引起的延迟问题。用户在表达资金分配意向到实际资金分配时有固定的延迟,需要在成本和及时性方面做出选择;其次,该方案存在高级操作的局限性,用户不能执行多个DeFi协议的高级定制组合;最后,该方案限制了用户的选择性。目前layer2.finance只推出了三个DeFi协议。虽然未来会逐步整合更多的战略协议,但回报相对稳定保守的项目可能会优先考虑。

4.2. Starkware:Caspian

Starkware于2021年4月发布了L2 AMM流动性聚合方案Caspian,该方案能够有效地解决一层流动性转移到二层造成的流动性碎片化问题。据该团队估计,该解决方案预计将在6月份推出的starkex3.0升级版中实现,但目前似乎推迟了。

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4.2.1. 解决的问题

随着链下扩展逐渐成为2021年以太坊网络开发建设的主旋律,新的AMM项目将在Layer2诞生,现有的部分AMM项目将在第一层转移到Layer2,导致一级流动性分流,加剧了资本碎片化问题。对于AMM应用来说,它们的资金聚集效应非常显著,往往需要大量的资金来提供良好的交易体验。因此,要妥善解决流动性碎片化问题,提高资本效率。

4.2.2. 方案

Starkware提出了一种两层驱动的AMM设计方案Caspian,将事务分为两层,然后从一层AMM池中向每个事务地址分配资金。里海分为两部分:链外部分和链上部分。链外部分包括运营商、交易员和流动性提供者。运营商是一个做市商,可以处理两层网络交易。它可以批量处理多个事务。批量交易结束时,生成有效性证明,并根据状态变化进行批量结算;交易员指的是每个Layer2应用程序上的用户;流动性提供者是以太坊链中的流动性提供者。链上有一个由第2层驱动的AMM智能合约和一个starkex合约。前者是标准的AMM合同,但稍有不同的是,其唯一的对应方是链下的运营商,只有在前一批交易处理完成后才能进行取款;后者是支持运营商服务的starkex系统。具体流程如下:

首先,运营商聚合Layer2用户发送的事务数,并自行匹配收到的报价单;然后,运营商可以在链上的AMM合约中生成限价订单,并将批量生成的交易净余额与订单进行匹配,完成用户剩余资金的分配;最后,操作员将该批事务发送到starkex系统,生成批量stark证书,并在验证者验证后完成该批事务的结算和状态更新。在整个过程中,AMM合约池中的代币流动性由一层流动性提供者提供。其实质是保持一级的代币流动性,并根据二级交易指令进行资金分配。

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此外,在Caspian的设计中,增加了flash loan的功能。通过将贷款期限延长至整个交易批次,经营者可以提前将硬币发送给交易员,前提是在交易结束时将硬币销毁。这样,就可以大大提高运营商作为中介匹配订单的效率。

4.2.3. 优势

目前,很多应用只能依靠多个做市商在不同的网络中配置资金,实施做市策略。Caspian方案可以在Layer2实现指令部署和事务聚合,将资金发送到第一层流动性池中的用户地址,完成跨L1和L2的AMM,缓解Layer2和第一层资金分流造成的流动性碎片化问题。

4.2.4. 局限性

从方案的设计机制来看,里海存在集中化的风险。因为运营商不仅是AMM智能合约的相对方,而且是与第一层交互的唯一对象,可以决定部分交易需求是否被保留。一旦出现恶意行为,很可能导致用户资金损失;此外,该方案仍处于概念阶段,还有一些部分需要补充,如L1限价单、批量闪贷等。在6月份升级starkex3.0网络之前,这些功能的具体实现是不可能的;最后,Caspian的设计理念与celer在4月份推出的layer2.finance类似,具有一定的先发优势。

4.3. MakerDAO:Dai Bridge

3月初,makerdao智能合约团队在其官方论坛上发布了支持快速退市的新解决方案optimization Dai bridge,用于解决最Optimismrollup需要一周退市时间的问题。据该团队透露,该功能将于今年第三或第四季度正式推出。

4.3.1. 解决的问题

由于plasma在防欺诈机制的设计上持乐观态度,令牌从1层到2层网络的转移可以很快完成,但反向移动需要用户等待一周左右的争议期来验证状态是否正确更新。创客团队认为,资金提取时间过长将成为制约Optimismrollup发展、影响用户体验的重要因素。

图5-4银行存、取款时间对比

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4.3.2. 方案

优化Dai桥引入了Oracle来快速验证sequencer提交的事务。验证后,通过中间令牌fdai的桥接将Layer2用户要提取的Dai预先铸成第一层相同数量的Dai,避免了长时间等待造成的资金利用率和可组合性下降的问题。

该方案的具体过程如下:首先,所有与Layer2odai(本方案中Layer2的Dai称为odai)相关的事务请求都由链上的CTC(规范事务链)合约记录;然后,交易撤销请求将由制造商的Oracle进行验证,以确认交易的有效性和金额;验证后的取款交易将映射到一楼并铸造相应的fdai号,可作为用户对原来锁定在一楼的Dai的取款凭证;最后,用户可以通过手中的fdai来在第一层铸造一个新的Dai。当交易的质询期结束时,锁定在第一层合同中的抵押fdai和Dai将被清除,用户只需支付一定的利息。这样,用户几乎可以立即取款,而无需等待一周的锁定期。

此外,maker团队还建议将该服务扩展到任何Layer2令牌的快速交换。除了稳定的货币Dai外,用户还可以先在Layer2将资产转换成odai,然后使用优化的Dai桥将odai转换成Dai,最后根据比率将原始资产转换回来。这个过程需要在L2上集成AMM,并在L1上与AMM协作。如果成功实施,它可以极大地改善从第2层到第1层的资产快速流动。

整个方案的核心是相信预测机能够提前验证交易状态,因此我们相信取款交易的最终性,并将资金提前发放给用户。

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4.3.3. 优势

取款时间很快。它解决了乐观主义使用者的痛点,并将戒断时间从一周缩短到几分钟。

不需要交易对手。创客本身就有傣族分销的能力。在这里,我们只是把fdai作为实现Dai分布的桥梁。此外,该计划在逻辑上与现有的按揭贷款协议相联系,提供资产保护。用户只需要与创客协议本身进行交互,不需要交易对手参与交易过程。

灵活性强,流动性强。系统建立了maker协议的fdai库。用户不仅可以根据上述方案获得fdai,还可以从其他用户处进行fdai交易,从而进行Dai的投出和退出。

确保二级用户的利益。即使甲骨文不能正常工作,导致Dai的过度发行,也不会影响到二级用户的利益。原因是增加的Dai相当于maker协议的负债。此时,maker中的债务拍卖机制将被触发,系统将增加流通中的MKR数量来偿还债务,并将损失转移给MRK持有人。一级合同中锁定的Dai的价值仍然等于二级合同中锁定的odai的价值。

4.3.4. 局限性

在该方案中,假设Oracle正常运行且可信,但原方案没有详细描述Oracle的工作原理,不排除Oracle与Layer2sequencer串通或Oracle宕机的情况。

5、 数据性能

详细介绍了目前主流的rollup方案和应用方向。虽然大部分还处于上线初期或刚刚上线,但也有一些数据值得关注。本章将从资金承担、开发进度和实际绩效等方面对主流项目进行比较分析。

截至6月25日,以太坊 layer2(本节layer2数据不包括侧链)项目承载价值超过11.8亿美元,占以太坊 DeFi近459亿美元总锁量的2.57%。其中,集合资金占Layer2资金的32.77%。根据各方案首部项目资本承载力数据,ZKrollup占29.23%,其次为Optimismrollup(3.54%)和安定(1.73%)。

由于rollup系统落地速度慢,项目迁移难度大,自zkswap、loopring等先锋项目启动以来,整体资金承载力尚未达到第二个突破点。同时,随着近两个月多角形生态的兴起,整个二层轨道格局被打乱,4月底以来,集合网点携资比例下降50%以上,近两个月累计下降17%以上。

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ZK通过ZK互换和循环,提前快速布局以太坊二级交易所,ZK仍持有近85%的资金向上滚;OP基于synthetix项目的早期布局,该项目承担了分支机构近10%的资金;以starkware为代表的Validium推出较晚,其应用场景仅限于几家去中心化化交易所,仅承载近5%的分支机构资金。

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5.1开发进度

在开发进度方面,ZK最抢眼的项目zksync已经在1.X版主网上线,并已连接到curve、sushiswap等头部应用;其2.0版于本月初推出,预计8月正式发布。值得一提的是,zkporter已在公测版2.0中开放,以支持链下的数据可用性;同时,我们正在加快开发zkevm,为项目方提供更好的智能合同兼容性。另一方面,zkswap和loopring分别于去年12月和今年2月底推出了基于ZKrollup技术的去中心化交易所。然而,他们并没有在技术开发上继续寻求突破,而是转向生态探索。Aztec和HERMEZ这两个专注于转移的应用也已经在主网推出,但生态应用很少。

在Optimismrollup技术的研究和开发中,最主流的团队是乐观主义和燃料实验室。目前,乐观团队仍处于启动状态,主网推迟7月份上线。不过,synthetix已于今年4月与其技术兼容,率先推出SNx保证功能。Fuel labs于2021年1月宣布推出其1.0版,但应用端仍处于钱包集成和UI开发阶段。

Validium解决方案由以色列研发机构starkware开发。目前,stage 0的部署已经完成,Starkex2.0版本的exchange扩展方案已经推出。在应用方面,目前dydx、subversifi和immutable X都在基于各自的技术进行开发,但总体生态和参与者仍然很少。

arbitrum的第一个版本最早出现在2014年,目前arbitrum one的主网络测试版已经向开发者开放。在应用方面,早期开发团队包括mcdex、Bancor等;主网络测试版推出后,Uniswap V3、sushiswap、dodo等著名项目相继展开。目前,已有250多个项目申请准入。

5.2资本数据

在携带资金方面,截至6月25日,部分具有rollup功能的主流项目携带资金情况如下:

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总的来说,zkswap和looping作为ZK系列的先驱,分别承载了约1.23亿美元和1.4亿美元,目前是本文研究的四条技术路线中的第一条。值得一提的是,zkswap作为一款新的L2 DEX,近两个月来从13多亿美元缩水至1.23亿美元,缩水幅度超过90%,这可能是自主开发ZKrollup路径的DEX面临的共同困境:早期矿业分红消失后,不支持EVM的技术如何突破L2资产岛的封锁。从解决的角度来看,zkswap做了两种尝试:通过挖掘不断刺激用户进入,回购和破坏生态通关ZKS;通过NFT协议的开发尝试增加播放量,此功能尚未上线。目前,前者是股票用户的策略,后者则可能开拓新的增量市场。此外,作为一个早期项目,dydx也采用了starkex方案,但它使用了ZK rollup版本。依靠其一级TVL转,它还为ZK的轴承基金提供了奖金。

op解决方案受到优化团队发布延迟的限制。目前,账面资本基本上由synthetix的质押功能支撑。未来,随着synthetix core的合成资产铸造、Uniswap V3二级版本的接入以及其他head DeFi应用的迁移,其承载资本可能会大大增加。与目前的ZK路径不同,OP对EVM和智能合约开发自然友好,或者更容易复制和创造生态热;但同时,OP-in机制退出周期长,会从另一个维度加剧资产孤岛问题。用户在进入生态之前可能需要三思而后行,这对每个项目的稳定性在安全性和收益性方面提出了更高的要求。据推测,早期或成熟的项目可以吸引大量资金。

最后,validium的subversifi和immutable x等项目生态环境较小,因此整体承载力较小。不过,arbitrum刚刚进入开发者测试阶段,在其主网正式上线并接入用户后,一定规模的资金量仍需观察。

5.3实际业绩

在实际性能方面,我们主要观察了吞吐量(TPS)、退出/退出Tier 1的时间以及与以太坊相比的总体速率的增加和变化。

在图5-2中,我们列出了统计范围内每个项目的近期实际吞吐量(TPS)的比较。可以看出,每个项目的理论TPS比以太坊 15 TX/s的值有更大的增长。ZK系统支持的理论吞吐量峰值是以太坊的100倍以上,而OP系统大约是以太坊的33倍(500 TPS)。但由于整个项目还处于启动初期,交易活跃度还不高,功能还没有完全开放,实测吞吐量值还很低。

从提取资金到一楼的时间来看,rollup方案整体上还是比较缓慢的。虽然从理论上讲,ZK rollup在一、二层之间转账时可以在几分钟内提取资金,但由于缺乏交易活动,提取时间只能在几个小时内,以降低单笔交易的成本;像zkswap和HERMEZ这样速度最快的也需要20分钟。由于防欺诈机制,提取资金的最佳rollup通常需要大约一周的时间。

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从成本角度看,已经上线或正在测试的项目,在二级执行过户、清算等基本功能的成本大大降低,美元定价低于1美元;交易行为取决于每个项目的盈利模式,这是完全不同的。在第一层和Layer2充值和取款中,由于涉及到合同与以太坊第一层的交互,因此仍需按照以太坊费率进行充值,该费率小于或等于以太坊的一般交易成本。其中,充值部分的费用是由于交易自动执行的,所以一般要看项目代码的复杂程度。据调查,该项目的整体回灌成本约为以太坊一般过户成本的0.5-1倍。例如,zkswap收取固定的L1网络费5美元;测试中的优化团队决定在早期阶段降低成本;路印实际取款成本约为以太坊交易的1/4,前期有所降低;Zksync基本上相当于以太坊传输事务。

结合资金数据和业绩,Layer2的生态还处于初级阶段,首批DeFi项目需要聚集在同一个两层项目下,以其可组合性吸引大量用户迁移和引领潮流。目前,主要困难在于zksync成熟度低,乐观主义支持大量DeFi head项目平台。支持所有功能的官方版本计划分别在8月和7月上线。head项目包括curve、sushi、Uniswap、compound等,目前还没有版本供用户测试。

未来,随着这两个项目以及上述项目的两层版本的顺利实施,用户可以在Layer2生态系统中体验到更加完整的连锁活动,速度和成本可以“更快、更好、更便宜”,将逐步形成良性循环。同时,Uniswap V3推出以来,虽然资金效率有了很大的提高,但相应的成本也持续上升,这在二级版本中可以得到很大的缓解,或将得到更多中小流动性提供商的支持,然后根据其NFT开发得出新的项目,这也是预期的。

从总体上看,2020年以来,各rollup项目进度加快,开发进度和资金承载量明显提高,但仍处于起步阶段;由于zkswap和loopring的提前进入,ZK系列正在快速登陆,而OP系列已经准备推出。在绩效方面,由于生态和活动的不成熟,各项目的实测绩效按其理论峰值仍有较大差距,但高成本已基本降低。但由于技术研发和实施难度大,项目方出于安全和生态的考虑,用户基于习惯的选择等因素,整体还处于初级阶段,生态还不完善。

6、 总结与展望

作为新一代以太坊两层技术,rollup比闪电网、等离子、侧链等都有更高的期望。目前,rollup尚处于技术积累和攻关的早期阶段,尚未大概率推广应用生态。

从技术实现的角度来看,可以预见Optimismrollup路由的解决方案可以率先实现EVM兼容的通用二层网络,并且通用解决方案将先于ZK系列技术实现。对于Layer2来说,无论是哪种类的rollup,与EVM的兼容性都将是决定生态能否快速发展的重要因素。这不仅体现在rollup上,也体现在侧链领域。我们可以看到EVM兼容多边形和不兼容xdai在发展上的巨大差异。同时,由于技术本身的局限性,预计ZK系列和op系列将分别努力降低EVM兼容性和退出时间,以克服障碍。此外,从长远来看,跨第2层的交互将是另一个重要问题。该领域解决方案的可能性在于,基于场景和基于信任的解决方案将首先诞生。

从生态学的角度看,卷起方向下的所有树枝都处于早期阶段,生态并不完善。尽管我们已经观察到,head项目已经部署在ZK、OP和arbitrum上,但总体项目仍然主要是DEX。随着去年下半年rollup技术的发展,我们将在今年下半年看到rollup各领导团队的重要更新和落地。因此,我们也推测,首批登陆的仍将是head DEX、wallet、Oracle等一些数据中间件项目;随着第一批基础设施的不断完善和rollup项目的不断技术优化,head DeFi的应用将开始在Layer2大规模实施;随着吞吐量的提高和交易费用的降低,单层应用的桎梏将被释放,跨层2交互和跨以太坊交互技术将同步跟进,一个新的DeFi场景将诞生。

我们期待着rollup的未来。

关于火币研究院

火币区块链应用研究院(以下简称“火币研究院”)成立于2016年4月,自2018年3月起,致力于全面拓展区块链各领域的研究和探索。以泛区块链领域为研究对象,旨在加快区块链技术的研发,促进区块链产业的应用,促进区块链产业的生态优化,主要研究内容包括产业趋势、技术路径、应用创新、,模式探索等,火币研究院将本着公益性、严谨性、创新性的原则,与政府、企业、高校等机构以多种形式开展广泛深入的合作,构建覆盖区块链全产业链的研究平台,为区块链产业提供坚实的理论基础和趋势判断,促进整个区块链产业的健康可持续发展。

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