自以太坊 2015 年诞生以来,其生态日益丰富。但与此同时,以太坊网络的可拓展性无法满足快速增长的需求,每秒只能处理约 15 笔交易,导致交易费用居高不下,许多应用无法大规模普及。
为解决该问题,开发者提出了不少解决方案,Layer2 正是其中一种。Vitalik Buterin 曾表示,Layer2 是以太坊扩展的未来,用 Layer2 实现以太坊的扩容,可以巧妙保全它的去中心化。本文我们就从 Layer2 的运作方式、常见方案、主流项目和发展现状等方面来进行了解。
什么是 Layer2
Layer2 字面意思为二层网络,相对的,当前的以太坊主网称为一层网络(Layer1)。
Layer2 的目的是为了扩展主网,通过将主网上的大量计算动作转移到 Layer2 上进行,再将计算好的结果反馈给主网,从而提升主网的吞吐量以及其他性能。简单来讲,这个过程就类似于为了让一条拥挤的道路容纳更多的车辆和行人,从而通过搭建高架桥的方式来实现。
在该过程中主网不需要经历任何结构变化,因为转移后的计算动作在 Layer2 上是独立进行的。因此,部分 Layer2 可以在与主网有相同安全保障和去中心化的前提下实现高吞吐量,同时节省 Gas 费。
值得注意的是,这和侧链并不同,侧链是一条独立的区块链,有自己的安全机制。Layer2 一般依赖于主网的安全性,它仍然是整个网络的一部分。
Layer2 常见方案
基于 Layer2 的基本运作方式,以下我们从各个方案对压缩数据处理方式的差异来介绍 Rollup、Plasma、状态通道和 Validium 这四类扩容方案。
Rollup
按照确认压缩数据有效性方式的不同,Rollup 可分为 ZK Rollup 和 Optimistic Rollup。
ZK Rollup 采用零知识证明来保证链下数据的有效性,上传压缩数据时会提交相应加密证明。采用该方案的项目有 zkSync、Starkware。
Optimistic Rollup 默认压缩数据有效,但设置了欺诈性证明来仲裁争议。采用该方案的项目有 Arbitrum、Optimism。
Plasma
Plasma 主张在链下执行交易,在主网上进行结算,并使用欺诈证明来仲裁争议。采用该方案的项目有 OMG 网络、Polygon。
状态通道(State Channels)
状态通道主张只提交第一笔和最后一笔交易到主网,其他交易在链下处理后提交证明给主网。类似于比特币常用的闪电网络。采用该方案的项目有 Celer Network、Raiden Network。
Validium
Validium 也采用零知识证明来保证数据有效性。不过与 ZK Rollup 不同的是 Validium 的数据可用性保持在链下。采用该方案的项目有 DeversiFi 和 ZKSwap。
Layer2 四大主流项目
Layer2 的四大主流项目 Arbitrum、Optimism、zkSync 和 StarkWare。
Arbitrum
2021 年 5 月,Arbitrum 发布测试网后,一举成为最受关注的 Layer2 项目。l2beat 数据显示,截至 2022 年 8 月 5 日,Arbitrum 以超 24 亿美元的主导地位领先,占据 Layer2 总锁仓量的近 52%。
另外,据 DefiLlama 数据显示,去中心化交易所 GMX 以超 2 亿美元的数额占据 Arbitrum 总锁仓量的 27.85%,其余排名靠前的分别为 Curve、Stargate、SushiSwap。在 DefiLlama 展示的 100 个 Arbitrum 生态项目中,锁仓量超 100 万美元的有 38 个。
总体来说,Arbitrum 作为主导 Layer2 的项目已经成型。生态涵盖了钱包、交易所、桥、基础设施、DeFi 和 NFT 等各个领域。
Optimism
Optimism 是首批 Layer2 项目之一。今年 5 月宣布发行代币 OP,在推出 OP 代币并空投之后,Optimism 的用户数量和锁仓量曾短时超过 Arbitrum。
DefiLlama 显示,截至 8 月 5 日,Optimism 的锁仓量(12.2 亿美元)占据 Layer2 总锁仓量的 25.15%,排名第二,仅次于 Arbitrum。
其中,AAVE 以 3.81 亿美元的数额占据其锁仓量的 41.08%,其他超过 1 亿美元的项目有 Synthetix 和 Velodrome。
zkSync
zkSync 是欧洲团队 Matter Labs 推出的一款 Layer2 扩容方案,于 2020 年 6 月在以太坊主网发布。截至 8 月 5 日,zkSync 的总锁仓量为 6543 万美元,去中心化交易所 ZigZag 为该网络上锁仓量最大的应用。
今年 2 月,Matter Labs 在以太坊测试网上发布了zkSync 2.0,并称之首个 EVM 兼容的 zk Rollup,这意味着用户可以通过 zkSync 体验别的 EVM 生态项目。
整体来看,zkSync 生态的很多应用还未正式上线,相比于 Arbitrum 和 Optimism,还处于很早期的状态。
StarkWare
StarkWare 由 StarkWare Ltd. 于 2021 年 6 月在测试网上发布,并于当年 11 月上线主网,可以通过 STARKs 实现主网扩展。
数据统计,StarkWare 的锁仓量仅占 Layer2 总锁仓量的 0.02%,与 zkSync 一样,目前仍处于发展初期。目前 StarkWare 也是四大 Layer2 项目中唯一不兼容 EVM 的项目。
Layer2 发展现状
以下将从锁仓量、Gas 费和链上独立地址数三个维度来分析 Layer2 的发展现状。
锁仓量
据统计,截至 8 月 4 日,Layer 2 总锁仓量约为 48.7 亿美元,在过去 7 天内增加了12.66 %。Arbitrum 的锁仓量(24.9 亿美元)占据总锁仓量的 51.25 %,Optimism 的锁仓量(12.2 亿美元)占据总锁仓量的 25.15%。
来源:l2beat.com
如果将时间拉近到最近半年,可以看到 Layer2 上的总锁仓量不增反减。
Gas 费
据 Dune Analytics 数据显示,8 月 7 日以太坊上的平均 Gas 费为 $0.29,已经属于近两年来的较低水平。
来源:l2beat.com
尽管如此,从 8 月 11 日 l2beat.com 的数据对比来看,以太坊主网上兑换代币的 Gas 费($2.81)是 Arbitrum($0.2)的 14 倍,是 zkSync 网络($0.07)的 40 倍。
链上独立地址数
来源:https://arbiscan.io/chart/address
Arbitrum 独立地址数在主网上线时激增,之后呈缓慢增加的趋势。截至 8 月 11 日,Arbitrum 累计独立地址数接近 108 万。受代币发布影响,今年 5 月开始激增的 Optimism 累计独立地址数也接近 132 万。
虽然相比以太坊的独立地址数(2.03 亿),以 Arbitrum 和 Optimism 为主导的 Layer2 地址数只有 240 万,但是其上线时间尚短(仅有 1 年多),按照目前的用户增速和生态发展趋势,未来仍有很大的发展潜力。