类别:区块链 / 日期:2021-09-19 / 浏览:819

从NFT到GameFi,再到Loot,在市场热潮的几番更迭下,市场关于Layer 2的需求已经逐步加大,跟着Arbitrum主网的上线,越来越多的资金起头投身于Layer2 扩容协议市场,市场又掀起了新一轮的赛道合作。

固然现阶段的Layer 2收集总锁仓量屡立异高,但仍然无法满足目前市场上投资者的需求,并且,如今市场Layer 2热度都是基于Arbitrum、Opitimism等项目标炒热而升温,底子无法持久持续。基于此,Layer 2热潮能否会成为“好景不常”也成为了群众比力存眷的工作。那么Layer 2手艺目前开展若何?Layer 2收集的将来事实是如何的?而那一个个的疑问,路印协议CTO Steve Guo在一次演讲中给了我们谜底。

Steve用简单的体例讲述了Layer 2手艺的演进,深切阐发了每个Layer 2项目标优缺点,而且向我们论述了Layer 2收集将来的开展标的目的。以下内容来自Steve的演讲实录。

做者:Frankle

来源:Medium

编译:陈一晚风

跟着Layer 2热度的高涨,一个疑问逐步浮如今群众面前:Layer 2的实正将来到底是什么?

下图则代表了如今市场上对Layer 2的官方定义。但Steve的定义中,Layer 2是资产平安依赖于Layer 1的第2层收集。所以能够排除掉一些侧链,好比xDai和BSC。

一文深绘以太坊Layer2将来蓝图  智能合约 以太坊 交易 状态通道 zkRollup 第1张目前的Layer 2手艺能够分为三类手艺,最早是State Channel(形态通道)手艺,后来又演变成Plasma,再到最新的、比力热门的Rollup手艺。Rollup次要分为两个计划,Optimistic Rollup和zkRollup。那两种计划中的每一种内都存在着许多项目。

State Channel(形态通道)

一文深绘以太坊Layer2将来蓝图  智能合约 以太坊 交易 状态通道 zkRollup 第2张第一个Layer 2手艺State Channel的核心思惟其实来源于比特币的闪电收集。例如,假设Alice和Bob必需转移资金,而且他们都在链上,那么其成本会十分高。因而,能够先同意Alice和Bob先将他们各自的资金存入智能合约。在他们各自资金被存储后,Alice和Bob能够不用耗任何Gas费,无期限地在链下转移资金,然后在所有人退出时利用智能合约停止结算,那种过程的核心思惟就被称为形态通道。

固然那种链下转账的体例确实能够很快,并且廉价,但它也存在一些问题。起首,它需要两头存入资金,其资金占比十分高。此外,它是点对点的。例如,若是A想先与B转钱,然后再与C转帐,则需要成立多个形态通道,那种互动是不成取的。所以,在后来跟着Raiden Network、Celer等手艺不竭演进,如今的形态通道已经能够是点对中心了。任何想要交易的人都需要与中心停止交易,利用形态通道停止毗连。

但那仍然存在同样的问题,因为中心自己需要存入大量的资金以包管资金周转操纵率,因而该计划只能用于转账/付出的应用。因为形态通道的那些局限性,也使得它天然而然地演酿成了一种叫做Plasma的手艺,用以处理State Channels的资金操纵问题。

Plasma

一文深绘以太坊Layer2将来蓝图  智能合约 以太坊 交易 状态通道 zkRollup 第3张Plasma在链下供给了UTXO(Unspent Transaction Output)等构造模子。每小我的转账记录都类似于比特币UTXO交易。在Plasma链上确认交易后,Plasma将向以太坊上的智能合约提交所有Merkle形态,由智能合约记录所有链下形态。最初,Plasma依靠测试机造来确保所有链下交易都准确施行,例如,制止转账被双花攻击。

Plasma比State Channel手艺更精进的一点就在于它处理了资金操纵的问题,但同时它也带来了一个新问题。Plasma需要至少一周的退出期来确保交易的最末确认。同时,Plasma要求所有人监控Plasma链上的所有UTXO交易。也就是说用户必需本身监控那些交易,才气按照那些汗青交易对交易问题提出量疑,那也是通俗用户所不克不及承受的。

因而,Plasma也需要天然进化,进而演化为下一个相对热门的Optimistic Rollup手艺。Optimistic Rollup从现实上处理了Plasma所带来的问题。也就是说,Plasma链上的数据最末只是Merkle树(由差别数据块的散列构成的数学数据构造),所以测试起来会愈加困难。

Optimistic Rollup

一文深绘以太坊Layer2将来蓝图  智能合约 以太坊 交易 状态通道 zkRollup 第4张为领会决Plasma所存在的问题,Optimistic Rollup将所有链下原始交易数据,包罗世界形态的树,提交到链上,然后任何人都能够按照链上记录的所有原始信息停止测试。

如图所示,Optimistic Rollup允许用户提交世界形态并提交链上原始交易数据,然后任何人都能够按照那些数据测试转账能否有效。那个设法被称为Optimistic Rollup。

Optimistic

一文深绘以太坊Layer2将来蓝图  智能合约 以太坊 交易 状态通道 zkRollup 第5张事实上,那个设法已经在目前市场的两个主网项目中实现了。

第一个项目叫做Optimism。那个项目标开发团队现实上是来自Plasma,所以Optimism也就理所应当的扩展了Plasma的应用场景。此前的State Channel和Plasma都只是用于转账/付出的应用。那么Optimism若何扩大转账/付出?

如今市场关于扩大转账/付出的办法是,利用图灵的完好编程来兼容链下的EVM指令,如许每小我都能够间接在链下施行solididity法式。而Optimism的设法则是在链上摆设一个智能合约,然后利用智能合约承受链下EVM兼容指令的施行,也称为OVM。

Optimism试图做一件事,即包管OVM的字节码能够映射到EVM的字节码,但现实上,那种映射可能只要20个摆布的字节码. 所以Optimism目前的一个大问题是它无法实现100%的EVM兼容性。恰是因为Optimistic有那个问题,Arbitrum才提出了改良计划。

Arbitrum

一文深绘以太坊Layer2将来蓝图  智能合约 以太坊 交易 状态通道 zkRollup 第6张Arbitrum在Optimistic根底上的一个巧妙改良是,它不是在链上施行EVM比特码,而是定义了本身的AVM字节码,AVM的字节码是一个十分精简的子集。如许,当用户测试第一级时,Gas会更低,消耗也会更低。

目前,Arbitrum的转会费大约是Optimism转会费的二分之一。Arbitrum还改良了测试机造,允许用户通过火片停止测试。例如,一个区块中有1000个交易,但只要一个是错误的。然后就能够用类似二分法的思绪,让用户证明第一个512能否准确,若是准确就测试下一个,好比256,然后继续用二分法来测试,那就是Arbitrum。但Arbitrum其实不能就此代表Layer 2的将来。

zkRollup

V神曾在岁首年月暗示,Optimistic Rollup处理计划短期内最有可能兼容EVM,但中持久他更看好 zkRollup。

事实上,zkRollup和Optimistic Rollup的素质区别在于它不依赖任何测试机造,而是立即包管链上清理的最末确定性。zkRollup依赖于一组称为zk(零常识)证明的数学系统。

一文深绘以太坊Layer2将来蓝图  智能合约 以太坊 交易 状态通道 zkRollup 第7张zk证明素质上做了一件事,通俗来讲就是在不告诉对方谜底的情况下向对方证明你晓得谜底。

例如,问题y有一个函数f,我能够按照我的私家奥秘x计算y并通过那个函数得到y。最初,我向你开放的是函数f和问题y。但是我的x不克不及告诉你,我想让各人晓得我晓得一个x来计算y,那叫做zk证明。

如许的表述可能相比照较笼统。接下来举一个现实的例子,好比鄙人面那张图片中寻找Waldo。例如说,我想向各人证明的是,我晓得Waldo在那张地图上的位置,但我不克不及间接告诉你位置,所以我能够如许做:找一块足够大的黑布盖住图片,然后在黑布上剪下小数字,然后把小数字显示出来。 然后你就会大白我晓得Waldo在那张地图上的位置,但我没有向你透露那个位置。那就是zk证明的工做原理。

一文深绘以太坊Layer2将来蓝图  智能合约 以太坊 交易 状态通道 zkRollup 第8张我证了然一件事,但我没有告诉你那个奥秘。那一组手艺听起来有点像黑魔法,其核心手艺思惟被统称为zkRollup。现实上,zkRollup的核心思惟是将所有的世界形态归类为一棵大Merkle树,然后所有的链下交易素质上只是改动了一个账户的世界形态。

最初利用中继系统搜集所有的链下交易,然后将那些交易处置后的世界形态树的哈希记录在链上,并记录那些交易元数据的交易信息。与此同时,还提交了一份名为“零常识证明”的证书。只要那个证明在链上得到了验证,就意味着链下的计算已经忠实地处置了所有的交易信息。那是zkRollup和Optimistic Rollup之间更大的区别。

Optimistic Rollup只向链提交元数据和树哈希,而zkRollup还提交zk证明证书,如许它就能够包管最末结算,而不依赖任何测试机造。

一文深绘以太坊Layer2将来蓝图  智能合约 以太坊 交易 状态通道 zkRollup 第9张Loopring

Loopring协议于2019岁尾推出,是世界上第一个主网上的zkRollup。到目前为行,Loopring协议已履历经了3个版本:第一个版本只撑持订单簿中的DEX交易,第二个版本撑持转账付出,第三个版本中撑持AMM Swaps。而在本年9月初,Loopring协议已经正式发布了如今撑持 Layer-2 NFT最新版本。此版本撑持NFT在Layer-2长进行铸造、转账和交易,能够降低整体Gas成本。

一文深绘以太坊Layer2将来蓝图  智能合约 以太坊 交易 状态通道 zkRollup 第10张zkSync

zkSync与Loopring协议更大的区别在于利用的零常识证明算法差别。Loopring利用一组称为 Groth16的算法,zkSync利用一组称为Plonk的算法。两种算法的素质区别在于能否有最早的初始可信设置。Loopring是需要的,其改动任何电路的行为都需要一个可信的设置,而zkSync则不需要如许做。

Matter Labs现实上履历了两个版本,1.0 和2.0。2.0称为zkPorter,1.0称为zkSync。它们之间的次要区别在于,为了进一步削减2.0上的Gas消耗,Merkle树和元数据交易数据不在链上,而是利用类似于Community POA的链下Proof来保留数据。

一文深绘以太坊Layer2将来蓝图  智能合约 以太坊 交易 状态通道 zkRollup 第11张但是各人请记住,一旦元数据不在链上,用户资产的平安就无法实正得到Layer 1的保障。不外如许的系统素质上允许用户做出本身的选择。若是您想平安,请利用1.0,若是您想更廉价(但不太平安),请利用2.0版本zkPorter。同时,Matter Labs目前正在开发一个与EVM兼容的 zkRollup系统。它定义了一种名为Zinc的编程语言。简而言之,Layer 2项目是最末目的是最末成为一个zkEvm。

StarkEx

一文深绘以太坊Layer2将来蓝图  智能合约 以太坊 交易 状态通道 zkRollup 第12张另一个出名的zkRollup项目是StarkWare推出的StarkEx。

在早期,群众对其其实不看好,因为它第一次上线时声称它是一个zkRollup,但现实上它并没有将应用法式的元数据上链,所以如许的系统不克不及称为zkRollup。所以其时V神将其定名为Validium。后来,StarkEx又被扩展到撑持向链提交元数据的形式。所以如今也能够将StarkEx称之为实正的 zkRollup。

StarkEx在早期定义了本身的编程语言,从一起头就想做一个具有可编程性的zkRollup系统。StarkEx定义的语言称为Cairo,其核心思惟是允许用户用Cairo语言编写智能合约。然后它会帮你转换成例如EVM字节码,然后在StarkEx的整个zkRollup系统长进行验证和计算。

zkEVM

从上述的Layer 2协议来看,并没有完美的Layer 2处理计划,都存在局限性,或者它们没有数据可用性。Steve则认为,最末完全可用的Layer 2收集应该是zkEVM。

zkEVM是什么?望文生义,只要开发者用EVM写一个智能合约,就能够在zkRollup类型情况中间接施行那个智能合约的字节代码。它不像如今那样在EVM的虚拟机中施行,而是在一个叫做zkEVM的虚拟机中施行。zkEVM能够包管在字节码施行后,zkEVM能够向Layer 1收集证明 zkEVM链下施行的智能合约确实被施行了。

一文深绘以太坊Layer2将来蓝图  智能合约 以太坊 交易 状态通道 zkRollup 第13张关于zkEVM,目前的设想思绪其实分为两类。

类似于Matter Labs的Zinc和StarkWare的Cairo语言,包罗另一个名为Hermez的项目,比来也提出了zkEVM。他们的核心思惟是本身定义一套语言,然后把那个语言翻译成EVM的语言。也就是说,他们会本身定义一种EVM语言,然后将EVM字节码翻译成本身的EVM代码,素质上在zkEVM中施行本身的字节码。但是,那种处理计划很可能无法实现100%的兼容性。

一文深绘以太坊Layer2将来蓝图  智能合约 以太坊 交易 状态通道 zkRollup 第14张另一个新的处理计划是以太坊基金会正在停止的一个项目,被称为“zkEVM”。

它的思绪是间接将Solidity代码编译成EVM的字节码,无需任何翻译,在zkEVM的虚拟情况中间接施行字节码。它的虚拟情况做了两件最重要的工作。一是证明字节码的施行是准确的,称为EVM证明;二是证明世界形态的修改是准确的。

Steve认为“zkEVM”处理计划可能是最末的Layer 2收集。

开发者只需要编写一套EVM代码就能够在Layer 1上运行,然后也能够在Layer 2上无缝运行。而那个计划是一个zkRollup,能够包管最末结算的立即性。当然,那个处理计划并没有那么容易上线。Steve暗示,估量再过一年摆布应该就能看到一个原型,以至第一个贸易版本。

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