迭代與競爭以太坊的Layer2擴容之路

1、 HYPERLINK / P.2 請仔細(xì)閱讀本報告末頁聲明內(nèi)容目錄 HYPERLINK l _TOC_250011 Layer2 擴容是什么？ 3 HYPERLINK l _TOC_250010 以太坊為什么要擴容？ 3 HYPERLINK l _TOC_250009 Layer 2 擴容的基本框架 4 HYPERLINK l _TOC_250008 為什么要關(guān)注 Layer 2 擴容？ 5 HYPERLINK l _TOC_250007 以太坊 Layer 2 擴容是怎么實現(xiàn)的？技術(shù)路線一文總覽 5 HYPERLINK l _TOC_250006 側(cè)鏈擴容路線成熟，生態(tài)活躍卻飽受爭議 5 H

2、YPERLINK l _TOC_250005 狀態(tài)通道專注于小額支付，但使用體驗和可用性較差 7 HYPERLINK l _TOC_250004 Plasma 保障資產(chǎn)安全，信息不可用成最大阻礙 8 HYPERLINK l _TOC_250003 交易數(shù)據(jù)壓縮上鏈，通用化平臺即將落地，Rollup 技術(shù)路線前景可觀 9 HYPERLINK l _TOC_250002 以太坊 Layer 2 擴容路線脈絡(luò)梳理，機制傳承而非一蹴而就 12 HYPERLINK l _TOC_250001 以太坊 Layer 2 擴容的未來展望 13 HYPERLINK l _TOC_250000 風(fēng)險提示 13圖表

3、目錄圖表 1 以太坊Gas 費機制 3圖表 2 以太坊平均交易費用 4圖表 3 Layer 2 擴容的基本框架 5圖表 4 跨鏈機制圖解 6圖表 5 側(cè)鏈擴容機制 6圖表 6 狀態(tài)通道擴容機制 7圖表 7 PlasmaMVP 擴容機制 8圖表 8 PlasmaCash 擴容機制 9圖表 9 Rollup 擴容機制中的壓縮交易舉例 10圖表 10 ZK Rollup 擴容機制 11圖表 11 Optimistic Rollup 擴容機制 12圖表 12 Layer 2 擴容路線對比 12 HYPERLINK / P.3 請仔細(xì)閱讀本報告末頁聲明Layer2 擴容是什么？區(qū)塊鏈擴容是為了提高區(qū)塊鏈

4、的交易處理速度，從而能在相同時間內(nèi)處理更多交易，可類比于車多路堵，需要新建高架、隧道來提供交通效率。Layer 2 擴容是鏈下擴容方案的統(tǒng)稱，指的是把區(qū)塊鏈上部分的運算過程放到鏈下，并將計算結(jié)果傳回區(qū)塊鏈，從而實現(xiàn)區(qū)塊鏈運算能力的提升。與之相對的 Layer 1 擴容就是在區(qū)塊鏈協(xié)議上進行改進，從而實現(xiàn)擴容。而 Layer 2 擴容不改變區(qū)塊鏈協(xié)議本身，通過鏈上智能合約與鏈下數(shù)據(jù)的交互來實現(xiàn)擴容。以太坊為什么要擴容？以太坊通過 EVM（以太坊虛擬機）實現(xiàn)了圖靈完備的計算，開發(fā)者通過鏈上智能合約可以實現(xiàn)復(fù)雜的程序邏輯，我們可以把以太坊抽象的看成是一臺去中心化的計算機。以太坊通過 Gas 費機制防

5、止惡意合約（如無限循環(huán)）的影響，限制單個區(qū)塊的容量大小，并且激勵參與者提高網(wǎng)絡(luò)的使用效率。Gas 費機制就是對用戶在鏈上的操作進行收費，費用根據(jù)規(guī)則按操作類型和復(fù)雜度計算。這些費用支付給維護網(wǎng)絡(luò)并運行合約計算的礦工群體，挖到區(qū)塊的礦工獲得區(qū)塊內(nèi)交易的總 Gas 費。Gas 費由操作類型和復(fù)雜度決定，讀寫鏈上信息和調(diào)用外部合約會比執(zhí)行普通代碼更貴。宏觀上看，以太坊本意通過 Gas機制動態(tài)調(diào)整了資源供需，防止惡意占用鏈上資源的情況。圖表 1 以太坊Gas 費機制資料來源：Ethereum EVM illustrated、交易的 Gas 價格受以太坊網(wǎng)絡(luò)水平影響，一般而言礦工會按照 Gas 價格高低

6、和交易指令的等待時間來選擇打包的交易，優(yōu)先打包 Gas 價格高和等待時間長的交易指令，用戶可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況決定Gas 價格。Gas 價格的單位一般為Gwei，1Gwei = 0.000 000 001ETH，單個交易所要支付的 Gas 費用操作所需的Gas（由規(guī)則確定）當(dāng)前的Gas 價格（由網(wǎng)絡(luò)情況決定）。Gas 費機制為 ETH 帶來了天然的使用價值，也激勵著用戶和開發(fā)者精簡自己的操作和智能合約，激勵礦工帶來打包交易。以太坊的單個區(qū)塊的容量大小也是通過Gas 費來限制的（比特幣是通過區(qū)塊大?。?，單個區(qū)塊所包含的所有交易的 Gas 費不能超過Gas 上限，從而限制了單個區(qū)塊的容量大小，挖到區(qū)塊的

7、礦工可對Gas 上限進行微調(diào)以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀況。 HYPERLINK / P.4 請仔細(xì)閱讀本報告末頁聲明隨著最近半年以太坊生態(tài)應(yīng)用的爆發(fā)，以太坊網(wǎng)絡(luò)交易量急劇上升，ETH 的價格也收益于生態(tài)發(fā)展而快速上升。各種套利機器人在 DeFi 應(yīng)用中開啟了自動套利。套利者的網(wǎng)絡(luò)速度敏感度要遠大于網(wǎng)絡(luò)費用敏感度，只要套利空間比費用要大，他們就愿意支付超高的 Gas 費用以換取交易的快速處理，網(wǎng)絡(luò)的平均 Gas 費也水漲船高。普通用戶在參與這些應(yīng)用的時候，則變得緩慢、網(wǎng)絡(luò)擁堵，高昂的 Gas 費加上 ETH 的高價格，一次普通的 Defi 合約調(diào)用甚至能達到數(shù)十上百美元。隨著交易的費用上漲，以太坊將會面臨熱度

8、減弱，項目創(chuàng)新減少的局面。圖表 2 以太坊平均交易費用交易手續(xù)費/美元50454035302520151050資料來源：blockchair、我們認(rèn)為目前以太坊網(wǎng)絡(luò)擁堵和高手續(xù)費是以太坊 Gas 費機制性問題，每當(dāng)生態(tài)繁榮，用戶的上升帶來了更多的交易請求，復(fù)雜合約和復(fù)雜調(diào)用的增加減少了單個區(qū)塊的實際交易容量，ETH 價格上升增加了交易的法幣計價手續(xù)費，擁堵的網(wǎng)絡(luò)又會進一步抬高 Gas 價格，這種機制性惡化會使得以太坊的項目上出現(xiàn)泡沫化和頭部效應(yīng)，初期項目和市場宣傳不夠的項目會因為高昂的手續(xù)費被用戶拒之門外，整體上是降低了以太坊平臺應(yīng)用的創(chuàng)新能力。上述矛盾對于公鏈而言是“甜蜜的煩惱”，只有當(dāng)鏈上

9、生態(tài)發(fā)展到一定程度，才會有 Gas費的問題，究其背后，是礦工、Token 持有人、生態(tài)項目方的三方博弈，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、激勵有效與應(yīng)用創(chuàng)新處處需要平衡，處理不當(dāng)會對社區(qū)造成傷害，尤其是 ETH 已成為區(qū)塊鏈“樣板工程”之后。同樣，這種問題理論上是每一個采用原生代幣Gas 費機制的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)都無法避免的，以太坊發(fā)展最快而最先面臨這樣的挑戰(zhàn)。在目前這種情況下，以太坊擴容既是眾望所歸，也是大勢所趨，只有緩解了這種機制性擁堵和高昂手續(xù)費，才能實現(xiàn)以太坊生態(tài)的良性發(fā)展。Layer 2 擴容的基本框架以太坊 Layer 2 擴容的核心思想在于：在主鏈的基礎(chǔ)上再搭建一個二層網(wǎng)絡(luò)，幫助 Layer 1 分擔(dān)網(wǎng)絡(luò)壓力

10、，以達到整體效率的提升。目前以太坊 Layer 2 擴容技術(shù)架構(gòu)主要有四類：狀態(tài)通道、側(cè)鏈、Plasma 和 Rollup。Layer 2 擴容機制的關(guān)鍵點在于 Layer 1 的合約設(shè)計、Layer 2 的協(xié)議設(shè)計、跨鏈數(shù)據(jù)交互的設(shè)計尤其是資產(chǎn)存入和取出時的流程設(shè)計。由此我們勾勒出了 Layer 2 擴容機制基本框架，足以描述目前絕大部分Layer 2 擴容項目。 HYPERLINK / P.5 請仔細(xì)閱讀本報告末頁聲明圖表 3 Layer 2 擴容的基本框架資料來源：為什么要關(guān)注 Layer 2 擴容？區(qū)塊鏈擴容路線關(guān)注如何在保證安全性的條件下實現(xiàn)更高的運算能力，Layer1 擴容或許更能

11、從本質(zhì)上改變網(wǎng)絡(luò)擁堵，例如 ETH2.0 采用的分片擴容。但Layer1 擴容最大的弊端在于共識成本高，簡單的提高區(qū)塊容量會導(dǎo)致系統(tǒng)更加中心化，存在硬分叉的風(fēng)險（如BCH 從 BTC 分叉）。而 Layer2 擴容是一種更輕型、能夠快速實現(xiàn)的擴容方式，它可以承接主鏈已有的生態(tài)應(yīng)用，并且所需資源成本比主鏈擴容要少得多，這也是 Layer 2 賽道快速發(fā)展的原因之一?？v觀 Layer 2 擴容的發(fā)展，側(cè)鏈擴容和狀態(tài)通道擴容的思想要比以太坊網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)還要早，早在比特幣時期被提出，側(cè)鏈擴容的核心就是用另一條獨立的區(qū)塊鏈來承接目前交易，從而增大計算效率降低手續(xù)費。狀態(tài)通道在 2014 年左右被提出，它的

12、核心是通過哈希鎖定并在鏈下進行一系列交易，只把交易結(jié)果上鏈，尤其適合解決小額高頻支付的手續(xù)費過高的痛點。在 2017 年左右Plasma 的擴容路線被提出，為了解決側(cè)鏈擴容中的側(cè)鏈安全性對資產(chǎn)的威脅，Plasma 的設(shè)計原則就是在子鏈出故障的情況下也能保證用戶能提出自己的資產(chǎn)。Rollup 的概念則是在 2018 年被提出，將交易信息高度壓縮打包上鏈，即使鏈下數(shù)據(jù)完全不可用，也能提出資產(chǎn)。Layer 2 擴容試圖在保證去中心化和安全性的條件下，突破以太坊現(xiàn)有的計算瓶頸?！皻⑹旨墶钡?Layer 2 擴容方案將很有可能改變當(dāng)前的行業(yè)競爭格局，并且可能產(chǎn)生新的應(yīng)用落地，擴大行業(yè)想象空間。因此我們建

13、議關(guān)注 Layer 2 擴容的發(fā)展，本文也梳理了 Layer2 不同路線的實現(xiàn)方式。以太坊 Layer 2 擴容是怎么實現(xiàn)的？技術(shù)路線一文總覽側(cè)鏈擴容路線成熟，生態(tài)活躍卻飽受爭議側(cè)鏈?zhǔn)桥c主鏈兼容的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，它與主鏈?zhǔn)窍鄬Ω拍?，以太坊?cè)鏈擴容技術(shù)路線的本質(zhì)就是打造一個兼容以太坊的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，并運用跨鏈機制實現(xiàn)從主鏈到側(cè)鏈的資產(chǎn)轉(zhuǎn)移，并在側(cè)鏈上部署應(yīng)用，分擔(dān)主鏈網(wǎng)絡(luò)擁堵。側(cè)鏈?zhǔn)且粭l獨立的區(qū)塊鏈，擁有自己獨立的共識機制，安全性不依靠主鏈，往往會采取DPOS、POA 等更有效率的共識機制。側(cè)鏈技術(shù)路線的重點在于跨鏈機制的設(shè)計?？珂湙C制的基本原理就是通過鎖定主鏈上的 HYPERLINK / P.6 請

14、仔細(xì)閱讀本報告末頁聲明資產(chǎn)，并在側(cè)鏈發(fā)行相關(guān)資產(chǎn)，如果想要回到主鏈，只需要銷毀側(cè)鏈上的資產(chǎn)，并在主鏈上解鎖相關(guān)資產(chǎn)。因為區(qū)塊鏈自身不能獲取其它鏈上信息，那么誰傳遞并確認(rèn)信息從而決定資產(chǎn)的鎖定與發(fā)行就成為了關(guān)鍵問題，為了解決這個問題，可以采取通過第三方主體驗證的公證人人機制，或者通過區(qū)塊鏈自身進行驗證的中繼機制。公證人可以采用單一主體，也可以是是多個主體進行驗證并多簽確認(rèn)交易。圖表 4 跨鏈機制圖解資料來源：側(cè)鏈擴容的最大風(fēng)險在于側(cè)鏈自身的安全性和跨鏈過程的安全性：一旦側(cè)鏈出現(xiàn)故障，轉(zhuǎn)移到側(cè)鏈的資產(chǎn)便極有可能丟失。公證人和側(cè)鏈的運行節(jié)點一旦作惡，便可以從主鏈上轉(zhuǎn)移用戶的資產(chǎn)(Plasma 和 R

15、ollup 技術(shù)路線都是為了解決這個問題，保障用戶免受中心化和系統(tǒng)故障的威脅)。圖表 5 側(cè)鏈擴容機制資料來源：盡管跨鏈機制已經(jīng)日趨成熟，側(cè)鏈擴容變得越來越方便和高效，但這種擴容路線卻存在著很大的爭議。2020 年年底火熱至今的交易所公鏈，就可以看作是一種以太坊的側(cè)鏈擴容，承接了以太坊的生態(tài)外溢，取得了引人注目的用戶增長速度和鏈上資產(chǎn)數(shù)量。以幣安智能鏈 BSC 為例，它兼容了以太坊的數(shù)據(jù)與智能合約，采取相似的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與協(xié)議，并采用了 TPS 更高的 DPos 共識機制。以太坊資產(chǎn)和應(yīng)用可以輕松轉(zhuǎn)移到 BSC 上，開發(fā)者也有成熟開發(fā)工具在 BSC 上進行應(yīng)用開發(fā)。同時交易所憑借自身的生態(tài)和

16、用戶優(yōu)勢，為 BSC引流了數(shù)量可觀的用戶。因為與以太坊協(xié)議的相似性，大量對標(biāo)以太坊 Defi 的 BSC 項目快速上線，以太坊上的生態(tài)應(yīng)用也有部分向 BSC 上遷移。 HYPERLINK / P.7 請仔細(xì)閱讀本報告末頁聲明相較于以太坊，交易所公鏈大大降低了合約運行的手續(xù)費，對小額資產(chǎn)或者初次接觸區(qū)塊鏈應(yīng)用的用戶更為友好，快速增長的用戶和鏈上交易也證明了這一點。對于行業(yè)而言，交易所公鏈的崛起對去中心化生態(tài)的利弊存在著很大的爭議，既降低了用戶門檻、帶來了生態(tài)活躍，也是一種中心化的威脅。側(cè)鏈擴容還存在另一個爭議點，用于擴容的側(cè)鏈還屬于以太坊的生態(tài)嗎？側(cè)鏈本身能算是以太坊的 Layer 2 擴容方案

17、嗎？如果交易所公鏈算是以太坊 Layer 2 擴容的一種，從發(fā)展現(xiàn)狀和用戶數(shù)量來看，側(cè)鏈擴容目前確實是 Layer 2 擴容最成熟和活躍的路線。狀態(tài)通道專注于小額支付，但使用體驗和可用性較差狀態(tài)通道是交易雙方在鏈上鎖定資產(chǎn)創(chuàng)建支付通道，并在鏈下進行交易，當(dāng)用戶從主鏈取出資產(chǎn)時，只需把鏈下多次交易的結(jié)果證明提交至主鏈智能合約驗證即可。狀態(tài)通道攤薄了多次交易的手續(xù)費用，尤其適合小額多頻的交易場景。這種技術(shù)早在比特幣時期就被提出，因為鏈上交易的手續(xù)費都與交易金額無關(guān)，這導(dǎo)致小額交易的手續(xù)費用占很高。以狀態(tài)通道擴容項目雷電網(wǎng)絡(luò)為例，流程如下：參與者雙方需要將資產(chǎn)鎖定在智能合約中，這一步保證了參與者可以

18、相互轉(zhuǎn)賬和接收資產(chǎn)，直到參與者關(guān)閉了支付通道；參與者維護者自己的賬戶余額，雙方通過發(fā)送簽名后的交易證明進行交易；交易可以不斷地進行，直到其中一方?jīng)Q定取出資產(chǎn)并關(guān)閉通道，他可以隨時向智能合約展示交易證明來關(guān)閉通道，另一方如果與退出方有交易的話也需要在當(dāng)時展示交易證明；當(dāng)雙方都展示余交易明后，便可以從智能合約中取回存款。當(dāng)另一方不能及時展示交易證明時，系統(tǒng)會判定他沒有接收到任何轉(zhuǎn)賬，并按照單方的證明進行分配，這種機制保證了任何人都一定能取回他的資金，即使對方不配合。圖表 6 狀態(tài)通道擴容機制資料來源：我們可以看出狀態(tài)通道的優(yōu)勢在于：采用了雙方凈結(jié)算降低了單次交易費用；雙方交易細(xì)節(jié)不上鏈保障了交易隱

19、私；同時退出機制最大程度的保障了參與方的資金安全。但在使用體驗上有著嚴(yán)重不足：第一，只能和開通通道或者在支付網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的用戶進行交易；第二，必須經(jīng)常性地關(guān)注交易對手方是否選擇關(guān)閉通道，從而展示接收的交易以保 HYPERLINK / P.8 請仔細(xì)閱讀本報告末頁聲明障自己的權(quán)益；第三，狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)擴容機制的拓展性較差，難以實現(xiàn)鏈下交易外其他操作。Plasma 保障資產(chǎn)安全，信息不可用成最大阻礙Plasma 可以看作是一種保障資產(chǎn)安全的側(cè)鏈技術(shù)，它將鏈下的狀態(tài)證明上傳主鏈，即使鏈下出現(xiàn)了安全問題，用戶也能夠證明并提出資產(chǎn)。Plasma 技術(shù)架構(gòu)目前主要有兩種主流的機制 Plasma MVP、PlasmaC

20、ash。Plasma MVP 是通過 UTXO 和 Merkle proof 來實現(xiàn)用戶在不借助第三方的情況下實現(xiàn)資產(chǎn)退出的。在鏈下的交易以 UTXO 的形式記錄在Merkle tree 上，并把相應(yīng)哈希值上傳至主網(wǎng)的智能合約，這樣用戶只需要提供 Merkle proof 便能證明自己所擁有的UTXO，從而提出資金。當(dāng)用戶提出資產(chǎn)時需要一段質(zhì)疑期進行欺詐證明，其他任何人都可以通過舉證該用戶已被花費的 UTXO 實現(xiàn)質(zhì)疑。因為主鏈通過智能合約雖然能夠驗證用戶提供的證據(jù)，卻無從得知的用戶隱藏的信息（比如有些 UTXO 已經(jīng)花費掉了）。Plasma MVP 的“群體離開問題”：當(dāng)大部分用戶都想離開

21、Plasma，則所有的狀態(tài)證明全部都要被提交到以太坊上，并在挑戰(zhàn)期內(nèi)接受“挑戰(zhàn)”。由于 Plasma 是不限用戶數(shù)量的，但以太坊區(qū)塊的處理能力卻很有限，因此如果整個 Plasma 的有效狀態(tài)全部都提交給以太坊進行處理，會徹底堵死以太坊，導(dǎo)致交易的處理時間被大大拖延甚至遙遙無期。圖表 7 PlasmaMVP 擴容機制資料來源：Plasma Cash 的機制與 Plasma MVP 非常類似，不同之處在于資產(chǎn)在子鏈上以 NFT的形式進行記錄，其具體流程如下：1、 用戶在合約中鎖定資產(chǎn)時，在Plasma 上會收到一個代表所有存入資產(chǎn)的 NFT；2、 Plasma Cash 采用特定的默克爾樹，每個

22、NFT 都有指定的位臵，當(dāng)發(fā)生轉(zhuǎn)賬時，相應(yīng)位臵記錄轉(zhuǎn)賬信息，并將默克爾樹的根哈希上傳主鏈；3、 在交易時需要提供該 NFT 之前的交易記錄；4、 當(dāng)用戶退出時，需要提交前兩次交易的merkle proof；5、 當(dāng)用戶取出資產(chǎn)時，存在一個質(zhì)疑時段，任何人都可以通過交易記錄進行質(zhì)疑該用戶操作。 HYPERLINK / P.9 請仔細(xì)閱讀本報告末頁聲明圖表 8 PlasmaCash 擴容機制資料來源：總體而言，Plasma 技術(shù)路線的優(yōu)點在于能夠在 Layer 2 發(fā)生故障的情況下保證用戶的資產(chǎn)安全，這種運用去中心化密碼學(xué)的保障機制使得 Plasma 路線一度被社區(qū)熱捧。但 Plasma 技術(shù)路線

23、存在的問題在于以下幾點：第一，在這種技術(shù)框架下限定了子鏈的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使得通用性拓展變得非常困難；第二，Plasma 機制存在數(shù)據(jù)不可用問題，即主鏈沒辦法獲取所有鏈下數(shù)據(jù)，只能通過根哈希進行簡單驗證，這也導(dǎo)致了退出機制比較復(fù)雜，往往需要很長的周期（數(shù)日）進行欺詐證明，同時用戶需要保存自己的數(shù)據(jù)，時刻注意子鏈變化，非常影響使用體驗。交易數(shù)據(jù)壓縮上鏈，通用化平臺即將落地，Rollup 技術(shù)路線前景可觀Rollup 機制指的是高度壓縮交易并打包上傳主鏈，并通過零知識證明或欺詐證明驗證交易包的真實性，解決了 Plasma 的數(shù)據(jù)不可用問題。Rollup 機制實現(xiàn)了數(shù)據(jù)在鏈上，運算在鏈下的分層模式，從而最

24、大程度地保證了資產(chǎn)的安全性。為了實現(xiàn)交易的高度壓縮，Rollup 子鏈上維護著賬戶資產(chǎn)數(shù)據(jù)，每個賬戶都有自己相應(yīng)編號。因此只需 4 個字節(jié)就能實現(xiàn)232個賬戶的索引，足以應(yīng)對絕大多數(shù)情況。與此類似， Rollup 在所有能夠壓縮、又不影響可讀性的地方都進行了壓縮（如圖 12），壓縮后的交易只有不到原來的十分之一。通過對交易的壓縮，Rollup 機制能夠更有效率地利用現(xiàn)有的 Layer 1 網(wǎng)絡(luò)容量，從而實現(xiàn)擴容，并且在擴容的同時保證了數(shù)據(jù)的鏈上可用性。 HYPERLINK / P.10 請仔細(xì)閱讀本報告末頁聲明圖表 9 Rollup 擴容機制中的壓縮交易舉例參數(shù)（字節(jié)）以太坊交易Rollup交

25、易參數(shù)意義壓縮方式Nonce30交易序號，為了確定交易前后順序，并防止交易重放在Rollup 中Nonce 被記錄在了賬戶狀態(tài)樹上，因此不需要該參數(shù)Gas Price800.5Gas 價格減少取值范圍（完全夠用）Gas limit300.5Gas 最大值減少取值范圍（完全夠用）To214接收方地址通過狀態(tài)樹映射地址Value93轉(zhuǎn)賬數(shù)值減少取值范圍（完全夠用）Signature680.5交易簽名通過 BLS 聚合簽名From04發(fā)送方地址通過狀態(tài)樹映射地址Total11212資料來源：vitalik.ca、國盛研究所Rollup 機制的核心問題就是驗證壓縮交易包中交易的真實性。對于這個問題，解

26、決方案 主要分為兩種類型：基于零知識證明的 ZK Rollup；基于欺詐證明的 Optimistic Rollup。目前兩種方案都在快速發(fā)展，不同的團隊選擇了不同的技術(shù)機制，以太坊主鏈上的項目 們也做出了自己 Layer 2 遷移的選擇。采用零知識證明的 ZK Rollup 是通過在發(fā)送交易包時，同時發(fā)送交易對應(yīng)的零知識證明，智能合約通過零知識證明驗證交易包的真實性?？傮w流程如下：1、用戶轉(zhuǎn)入并鎖定資產(chǎn)，Layer 2 狀態(tài)樹添加賬戶信息并生成對應(yīng)資產(chǎn)；2、在Rollup 網(wǎng)絡(luò)中，用戶簽名并發(fā)送交易；3、排序者收集交易，壓縮打包成交易包，并生成零知識證明，并按照交易包更新狀態(tài)樹；4、排序者將交

27、易包和零知識證明廣播至主鏈；5、智能合約通過零知識證明驗證交易包的真實性，并且更新數(shù)值，執(zhí)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)賬操作。ZK Rollup 的最大優(yōu)勢就是高度去中心化和驗證效率高。在側(cè)鏈更新狀態(tài)的同時生成零知識證明，礦工運行的智能合約能夠通過零知識證明驗證交易包中的新狀態(tài)是否源于舊狀態(tài)疊加交易產(chǎn)生，從而實現(xiàn)了 Layer 2 數(shù)據(jù)到Layer 1 去中心化的數(shù)據(jù)驗證，同時因為Layer 1 能快速識別來自Rollup 的數(shù)據(jù)真實性，能快速完成資產(chǎn)的取出。ZK Rollup 的劣勢在生成零知識證明的過程復(fù)雜且困難，不僅需要大量運算，而且應(yīng)用的定制化開發(fā)難度大，難以實現(xiàn)兼容現(xiàn)有應(yīng)用的通用平臺。 HYPERLI

28、NK / P.11 請仔細(xì)閱讀本報告末頁聲明圖表 10 ZK Rollup 擴容機制資料來源：Optimistic Rollup（OP Rollup）技術(shù)路線選擇相信操作者提交的交易包真實性，并對欺詐的行為做出處罰。操作者需要質(zhì)押了一定數(shù)量的資產(chǎn)，只有滿足資產(chǎn)質(zhì)押的條件智能合約才會接收其發(fā)送的交易包，任何人都可以針對交易包的真實性發(fā)布欺詐性證明，一旦欺詐行為被判定便會失去所有的質(zhì)押資產(chǎn)。通過對排序者和質(zhì)疑者的經(jīng)濟學(xué)激勵，使系統(tǒng)達到安全性的平衡。當(dāng)質(zhì)疑者通過重新計算狀態(tài)值，發(fā)現(xiàn)交易包的錯誤時，他可以向智能合約發(fā)送一個欺詐性證明。欺詐性證明包括所有必要的信息，包括交易前的賬戶狀態(tài)、交易對應(yīng)的 Me

29、rkleproof 等。智能合約能夠運用欺詐性證明，通過重放交易的方式檢驗交易包的真實性，實現(xiàn)欺詐交易的檢驗。這種模式下的驗證效率被降低了，但它的好處在于能夠更容易實現(xiàn)通用平臺，從而兼容 EVM 智能合約，使得開發(fā)者工作量大大減少，這使得項目遷移的難度大大降低，為 OP Rollup 項目占領(lǐng) Layer 2 藍海提供了先天優(yōu)勢，也能最快速度地解決以太坊網(wǎng)絡(luò)的燃眉之急。OP Rollup 機制的缺點在于欺詐證明機制使得資產(chǎn)的存入和轉(zhuǎn)出都需要等待較長的質(zhì)疑期，因為一旦合約中儲存的資產(chǎn)離開 Rollup 合約后，就不太可能進行交易的回滾和資產(chǎn)的追回了。相較于 ZK Rollup，Optimistic Rollup 的驗證效率低，交易壓縮率也更低，因此擴容能力也更差。 HYPERLINK / P.12 請仔細(xì)閱讀本報告末頁聲明圖表 11 Optimistic Rollup 擴容機制資料來源：以太坊 Layer 2 擴容路線脈絡(luò)梳理，機制傳承而非一蹴而就從側(cè)鏈擴容到 Rollup 機制，不難發(fā)現(xiàn)這些技術(shù)路線之間并不是涇渭分