自以太坊 2015 年誕生以來,其生態日益豐富。但與此同時,以太坊網絡的可拓展性無法滿足快速增長的需求,每秒只能處理約 15 筆交易,導致交易費用居高不下,許多應用無法大規模普及。
為解決該問題,開發者提出了不少解決方案,Layer2 正是其中一種。 Vitalik Buterin 曾表示,Layer2 是以太坊擴展的未來,用 Layer2 實現以太坊的擴容,可以巧妙保全它的去中心化。本文我們就從 Layer2 的運作方式、常見方案、主流項目和發展現狀等方面來進行了解。
什麼是 Layer2
Layer2 字面意思為二層網絡,相對的,當前的以太坊主網稱為一層網絡(Layer1)。
Layer2 的目的是為了擴展主網,通過將主網上的大量計算動作轉移到 Layer2 上進行,再將計算好的結果反饋給主網,從而提升主網的吞吐量以及其他性能。簡單來講,這個過程就類似於為了讓一條擁擠的道路容納更多的車輛和行人,從而通過搭建高架橋的方式來實現。
在該過程中主網不需要經歷任何結構變化,因為轉移後的計算動作在 Layer2 上是獨立進行的。因此,部分 Layer2 可以在與主網有相同安全保障和去中心化的前提下實現高吞吐量,同時節省 Gas 費。
值得注意的是,這和側鏈並不同,側鍊是一條獨立的區塊鏈,有自己的安全機制。 Layer2 一般依賴於主網的安全性,它仍然是整個網絡的一部分。
Layer2 常見方案
基於 Layer2 的基本運作方式,以下我們從各個方案對壓縮數據處理方式的差異來介紹 Rollup、Plasma、狀態通道和 Validium 這四類擴容方案。
Rollup
按照確認壓縮數據有效性方式的不同,Rollup 可分為 ZK Rollup 和 Optimistic Rollup。
ZK Rollup 採用零知識證明來保證鏈下數據的有效性,上傳壓縮數據時會提交相應加密證明。採用該方案的項目有 zkSync、Starkware。
Optimistic Rollup 默認壓縮數據有效,但設置了欺詐性證明來仲裁爭議。採用該方案的項目有 Arbitrum、Optimism。
Plasma
Plasma 主張在鏈下執行交易,在主網上進行結算,並使用欺詐證明來仲裁爭議。採用該方案的項目有 OMG 網絡、Polygon。
狀態通道(State Channels)
狀態通道主張只提交第一筆和最後一筆交易到主網,其他交易在鏈下處理後提交證明給主網。類似於比特幣常用的閃電網絡。採用該方案的項目有 Celer Network、Raiden Network。
Validium
Validium 也採用零知識證明來保證數據有效性。不過與 ZK Rollup 不同的是 Validium 的數據可用性保持在鏈下。採用該方案的項目有 DeversiFi 和 ZKSwap。
Layer2 四大主流項目
Layer2 的四大主流項目 Arbitrum、Optimism、zkSync 和 StarkWare。
Arbitrum
2021 年 5 月,Arbitrum 發布測試網後,一舉成為最受關注的 Layer2 項目。 l2beat 數據顯示,截至 2022 年 8 月 5 日,Arbitrum 以超 24 億美元的主導地位領先,佔據 Layer2 總鎖倉量的近 52%。
另外,據 DefiLlama 數據顯示,去中心化交易所 GMX 以超 2 億美元的數額佔據 Arbitrum 總鎖倉量的 27.85%,其餘排名靠前的分別為 Curve、Stargate、SushiSwap。在 DefiLlama 展示的 100 個 Arbitrum 生態項目中,鎖倉量超 100 萬美元的有 38 個。
總體來說,Arbitrum 作為主導 Layer2 的項目,已經成型。生態已經涵蓋了錢包、交易所、橋、基礎設施、DeFi 和 NFT 等各個領域。
Optimism
Optimism 是首批 Layer2 項目之一。今年 5 月宣布發行代幣 OP,在推出 OP 代幣並空投之後,Optimism 的用戶數量和鎖倉量曾短時超過 Arbitrum。
DefiLlama 顯示,截至 8 月 5 日,Optimism 的鎖倉量(12.2 億美元)佔據 Layer2 總鎖倉量的 25.15%,排名第二,僅次於 Arbitrum。
其中,AAVE 以 3.81 億美元的數額佔據其鎖倉量的 41.08%,其他超過 1 億美元的項目有 Synthetix 和 Velodrome。
zkSync
zkSync 是歐洲團隊 Matter Labs 推出的一款 Layer2 擴容方案,於 2020 年 6 月在以太坊主網發布。截至 8 月 5 日,zkSync 的總鎖倉量為 6543 萬美元,去中心化交易所 ZigZag 為該網絡上鎖倉量最大的應用。
今年 2 月,Matter Labs 在以太坊測試網上發布了zkSync 2.0,並稱之首個 EVM 兼容的 zk Rollup,這意味著用戶可以通過 zkSync 體驗別的 EVM 生態項目。
整體來看,zkSync 生態的很多應用還未正式上線,相比於 Arbitrum 和 Optimism,還處於很早期的狀態。
StarkWare
StarkWare 由 StarkWare Ltd. 於 2021 年 6 月在測試網上發布,並於當年 11 月上線主網,可以通過 STARKs 實現主網擴展。
數據統計,StarkWare 的鎖倉量僅佔 Layer2 總鎖倉量的 0.02%,與 zkSync 一樣,目前仍處於發展初期。目前 StarkWare 也是四大 Layer2 項目中唯一不兼容 EVM 的項目。
Layer2 發展現狀
以下將從鎖倉量、Gas 費和鏈上獨立地址數三個維度來分析 Layer2 的發展現狀。
鎖倉量
據統計,截至 8 月 4 日,Layer 2 總鎖倉量約為 48.7 億美元,在過去 7 天內增加了12.66 %。 Arbitrum 的鎖倉量(24.9 億美元)佔據總鎖倉量的 51.25 %,Optimism 的鎖倉量(12.2 億美元)佔據總鎖倉量的 25.15%。
來源:l2beat.com
如果將時間拉近到最近半年,可以看到 Layer2 上的總鎖倉量不增反減。
Gas 費
據 Dune Analytics 數據顯示,8 月 7 日以太坊上的平均 Gas 費為 $0.29,已經屬於近兩年來的較低水平。
來源:l2beat.com
儘管如此,從 8 月 11 日 l2beat.com 的數據對比來看,以太坊主網上兌換代幣的 Gas 費($2.81)是 Arbitrum($0.2)的 14 倍,是 zkSync 網絡($0.07)的 40 倍。
鏈上獨立地址數
來源:https://arbiscan.io/chart/address
Arbitrum 獨立地址數在主網上線時激增,之後呈緩慢增加的趨勢。截至 8 月 11 日,Arbitrum 累計獨立地址數接近 108 萬。受代幣發布影響,今年 5 月開始激增的 Optimism 累計獨立地址數也接近 132 萬。
雖然相比以太坊的獨立地址數(2.03 億),以 Arbitrum 和 Optimism 為主導的 Layer2 地址數只有 240 萬,但是其上線時間尚短(僅有 1 年多),按照目前的用戶增速和生態發展趨勢,未來仍有很大的發展潛力。