Layer 2遠比ETH2.0要來的更快

原文標題：《IOSG Weekly Brief | Layer 2 遠比 ETH2.0 要來的更快 # 49》

原文來源：IOSG Ventures

DeFi 熱潮下，以太坊鏈上資源緊張，Gas 費⽤再創新⾼。⽬前以太坊急需打破僵局，但以太坊 2.0 還處於⼀個起步探索的階段，離真正上線還有很⻓的⼀段路要⾛。在以太坊 2.0 上線之前，更貼合實際的 Layer 2 ⽅案有望解決以太坊的擴容問題。

Layer 2 解決⽅案不斷更新迭代，當下主要⼆層擴容熱⻔⽅案有：OMG，Plasma，Rollup (ZK Rollup 和 Optimistic rollup)，Validium。⽬前看來 Rollup 是最有可能被採⽤的⽅案，並且以太坊基⾦會和 Vitalik 本⼈也公開提出⽀持。我們按照時間順序把⽬前市場上的其他三種 L2 ⽅案介紹⼀下並且對⽐⼀下他們和 Rollup 都有哪些⽅⾯的不⼀樣。

1. Plasma VS Rollup

⾸先是 Plasma，這個由 Vitalik Buterin 和 Joseph Poon 在 2017 年共同提出的⽅案曾被社區寄予了厚望，可以說是開啓了以太坊擴展研究的先驅。⽽ OMG Network V1 成爲⾸個落地的 Plasma ⽅案。⽬前的 Beta 版可將以太坊 TPS 提升到每秒 4000～ 筆交易（理論 9000 筆/秒），同時將交易費⽤降低到⽬前的 1/3 左右。

爲了獲得更好的擴展性，Plasma 將計算和數據存儲都遷移到⼦鏈上，只是把⼦鏈上處理的結果放到以太坊主鏈上做⼀個確認和公證, 這樣可以⼤⼤減少主鏈的⼯作量。

因爲把⼤量的智能合約從主鏈上移⾛了，主鏈上如果只負責節點共識的達成和交易糾紛處理等安全問題，那麼⼀個區塊鏈可以容納的交易量就⼤⼤增加了，這種⽅式就可以極⼤地擴充以太坊⽹絡的容量。

Plasma 是⼀種具有⾮託管特徵的側鏈，與⼀般的側鏈相⽐，如果 Plasma 鏈中出現任何錯誤，那該錯誤可以被檢測到，且⽤戶可以安全地從 Plasma 鏈中退出，阻⽌攻擊者造成任何持久的破壞。

在 Plasma 誕⽣的⼀年後，名爲 Rollup 的技術浮出⽔⾯。Rollup⽅案和 Plasma⽅案的最⼤不同在於，前者將交易的數據放到鏈上，⽽Plasma 只是把鏈外的數據在以太坊鏈上進⾏⼀個公證，這會引發⼀個數據可⽤性的問題，這使得 Plasma 的⽤戶體驗很糟，也沒有辦法真正做到⽆需信任。

所以整體來看，Rollup 的技術相⽐較 Plasma，最關鍵的是解決了數據可⽤性的問題，所有交易數據都是在以太坊鏈上的，安全性也能和以太坊主鏈相同級別。

2. ZK Rollup VS Optimistic Rollup

⽽現在最⽕爆的 Rollup 擴容⽅案則⼀再被 Vitalik Buterin 認可爲他最喜歡的 Layer 2 擴展⽅案。基於 Rollup 概念，還誕⽣了多個分⽀，最主流的是 ZK Rollup 和 Optimistic Rollup 兩個⽅案。它們的區別主要是前者使⽤了零知識證明，後者使⽤了欺詐證明。在表現上，zkRollup（這⾥主要指 zkSNARK, zkPlonk 等）對通⽤型智能合約的⽀持較差，因此短期只適合代幣的轉移，這也是它⾮常適合去中⼼化交易所或者⽀付轉賬的原因之⼀，⽽Optimistic Rollup 則⽀持任意智能合約邏輯的實現，因此⾮常適合複雜的 DeFi 應⽤。

在可擴展性⽅⾯，ZK Rollup 表現則要優於 Optimistic rollup。在以太坊 1.0 上，ZK Rollup 最多可處理 4000 TPS，保守地說，在採⽤分⽚⽅案的以太坊 2.0 上（取決於 ETH2.0 實現細節），吞吐量可以實現最⾼ 100,000 TPS。這已經是⼀個巨⼤的成就，它可以和 Visa 2.4 萬的 TPS 相媲美。

關於安全性，Optimistic Rollup 模型基於兩個假設：

1. ⾄少 n 個節點中有 1 個誠實節點執⾏所有 Optimistic Rollup 交易，並且在⽆效狀態轉換髮布時提交欺詐證明（也稱爲 99% 容錯共識）。

2. Layer 1 ⽹絡有強⼤的抗審查性。

ZK Rollup 模型則基於：

1. Layer 1 ⽹絡有強⼤的抗審查性。

在延遲⽅⾯，ZK Rollup 是要遠遠優於 Optimistic Rollup 的，ZK Rollup 只要證明遞交上鍊就意味着交易已最終結算，但 Optimistic Rollup 則需要等待⼀段很⻓的挑戰期（⾄少以天爲單位），依賴於欺詐證明來保證最終結算性。

總的來說，ZK Rollup 和 Optimistic Rollup ⽅案各有⾃⼰的權衡，如果單從簡單的 ERC-20 代幣交易來看，ZK Rollup ⽅案明顯要更勝⼀籌。

3. Validium VS Rollup

最後說說 StarkWare 採⽤的 Validium，簡單來說 Validium 就是融合了 Plasma 和 ZKP(Zero-Knowledge Proofs) 零知識證明，是今年才推出的新的可擴展性解決⽅案。Validium 的機制跟 ZK Rollup 很相似，主要的區別在於在 ZK Rollup 中的數據可⽤性是在鏈上的，⽽Validium 依賴於鏈外數據可⽤性解決⽅案（需要信任中⼼化的服務商不作惡），好處是可以實現更好的可擴展性，這樣的選擇理論上可以達到 20000 TPS。

StarkWare 既將交易數據放在鏈下（類似於 Plasma），⼜使⽤零知識證明來將鏈下交易打包在⼀起，他們所⽤的零知識證明⽅案叫 zkSTARKs，是⼀種不需要可信任啓動設置（trusted setup）的⽅案。

Validium 可能更適合於對⽆須信任要求沒那麼⾼的較爲⾼頻應⽤（如遊戲 dApp），⽽Rollup 更適合於對安全要求較⾼的⽀付和交易所等場景。

綜上所述，從安全性、性能/經濟性和易⽤性的綜合⻆度來看，Rollup ⽅案是⽬前最優的。

⽬前 Layer 2 賽道百花⻬放，整體趨勢已起，V 神也稱以太坊的 Layer 2 擴容解決⽅案的初步部署基本成功，剩下的便是改進⼯作。

今年 DeFi ⼤熱，各種 DeFi 都在積極尋找合適的 Layer 2 ⽅案合作。相⽐因以太坊鏈上擁堵就將項⽬直接遷移到其他⾼性能公鏈來說，選擇與 Layer 2 可擴展性解決⽅案合作來降低交易成本提⾼⽤戶體驗，看起來更爲合理可⾏的。有了 Layer 2 項⽬加持的 DeFi 產品可以解決交易確認慢、⼿續費⾼昂的痛點。Layer 2 + DeFi 的組合將會加⼤吞噬中⼼化平臺的市場，並且帶領⼤家進⼀步往去中⼼化⾦融世界遷移。

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