LAYER:多角度理解Layer 2生态：概念、扩容方案及代表项目

撰文：Footprint分析师Vincy

数据来源：FootprintLayer2Dashboard

据FootprintAnalytics最新数据显示，第四季度的以太坊Layer2总锁仓量较第三季度增幅600%，于11月25日突破71.7亿美元的峰值。截止当前TVL最高是Arbitrum，其次是dYdX，BobaNetwork以7.7亿美元的TVL位居第三。

Layer2的概念

在数据增大且网络拥堵的情况下，通过扩大容量，缓解当前所受的压力，Layer的概念就油然而生。Layer2是一个为提升以太坊网络性能的整体扩容解决方案。

关于区块链的扩容主要分为两个方向：Layer1和Layer2

Layer1：改进公链本身以提升性能，即链上扩容，包含增加区块大小(或数据结构)、分片技术和隔离见证，能提高交易处理能力的解决方案；

Layer2：不直接改动Layer1的区块大小等规则，而是构建一个链下的二层，包括状态通道、侧链、Plasma和Rollup，在二层处理部分交易以分担主链的压力，在必要时和主链进行交互，即链下扩容。

NFT数据存储平台NFT.Storage推出NFT Forever项目:3月15日消息，NFT 数据存储平台 NFT.Storage 宣布推出 NFT Forever 项目，以证明 Filecoin 的新虚拟机（FVM）可以通过智能合约保证可验证存储。

NFT.Storage 现在可以获取已经存储在 Filecoin 中的 NFT 数据，并通过智能合约自动更新数据存储协议。据悉，NFT.Storage 通过 IPFS 和 Filecoin 提供超过 1.15 亿个 NFT 资产。[2023/3/15 13:05:44]

Layer1和Layer2之间存在什么联系？它们好比母公司与子公司的关系，把一些以太坊上的交易数据请求跨链到Layer2处理，处理完后Layer2返回交易信息跨链到Layer1，减轻Layer1的交易压力，实现低gas费的交易结果，这是Layer2的主要核心技术要点。

除此之外，Layer2是对Layer1的扩展，突破Layer1的原有功能的限制，在不影响Layer1本身的特性上，还继承了以太坊的安全性。

DEX类型以及其他网络等，它们仍然是加密领域中最值得关注的趋势，从年初到至今，总TVL涨幅11400%，Layer2增长快速与Layer2的扩容技术调整后方案有直接的关系，当前主要有4种扩容方案，分别为Plasma、OptimisticRollup、ZKRollup和Validium。

数据：过去一月，Magic Eden占Solana NFT市场份额的77%:11月14日消息，据Messari数据显示，过去一月，Magic Eden占Solana NFT市场份额的77%，hadeswap在“其他最佳” Solana市场排行中攀升至第三位，这表明绑定曲线定价市场可能适合低费用的链。[2022/11/14 13:01:23]

1.Plasma相对保障资产安全性，信息不可用成为阻碍

Plasma是链下扩容解决方案，依赖主链交互最少的链下交易，它使用子链向根链报告方式来增加交易吞吐量。

Plasma是OMGXNetwork最早提出Layer2概念的以太坊扩容项目之一，它的工作原理为以下几点：

先在以太坊外构建Plasma链，用户将资产从以太坊上转移到Plasma链上，这个过程需要将主链资产发送到管理Plasma链的智能合约，该资产就可进入Plasma链中进行交互；

每隔一段时间，Plasma链上操作者会对该时间段内的交易进行批量处理，生成一个区块；

Plasma链上操作者会将计算结果返回到主链上，并将资产交易的状态发送给资产当前所有者。

数据：价值约1.61亿美元DOGE从未知钱包转移到未知钱包:金色财经报道，WhaleAlert监测数据显示，北京时间11月10日16时32分，1,999,999,999枚DOGE (价值约161,113,351美元) 从未知钱包转移到未知钱包。[2022/11/10 12:44:21]

Plasma链扩容解决方案的突破点在于它保障资产相对安全，即使在链下环境不可用时，也能在主链上提取交易结果，从而更好提高主链交易吞吐量；另外还减少与主链的交互，降低交易gas费。

但是，Plasma机制并非完美，其存在的问题也比较明显：

数据不可用。主链无法获取所有链下数据，只能通过根哈希进行简单验证；

退出周期长。因不具备主链数据可用性，导致退出机制比较复杂，需要更长的周期进行欺诈证明，导致提取资金周期更久，约7-14天之上；

通用性拓展难。在技术框架下限定子链的数据结构，加大难度。

代表项目：OMGNetwork使用Plasma的扩容方案

据FootprintAnalytics显示，当前OMGNetwork的TVL为310万美元，位居Layer2项目中排名14，相对其他项目体量较小，且从趋势上来看，属于停滞不前的项目。

范一飞：实现数字人民币体系与传统电子支付工具互联互通:金色财经消息，中国人民银行副行长范一飞9月8日在2022年中国（北京）数字金融论坛上表示，为了实现数字时代的“钱同币、币同形”，要从信息交互、业务流程、技术规范等维度加快推进数字人民币体系的标准化建设。具体来讲，要推动数字身份、报文规范、二维码制、蓝牙和NFC等方面规范和标准的统一，实现数字人民币体系与传统电子支付工具的互联互通，让消费者可以“一码通扫”，商户也不用增加成本即可支持各类支付工具。此外，为避免用户信息泄露，消除数据安全隐患，也需要统筹组织各方对相关技术进行升级加固，提升安全防护水平，保障支付的安全便捷。（中国证券网）[2022/9/8 13:16:21]

但随着Layer2网络中OptimisticRollup等新方案不断涌现，OMGNetwork的定位方向逐渐削弱，通过升级品牌且采用OptimisticRollup扩容解决方案重回战场，从而得到更多发展的机会。

OptimisticRollup及ZKRollup通过验证交易包的真实性，从根本上解决Plasma数据不可用的问题。

2.OptimisticRollup压缩上链交易数据，但验证效率低下

Cloudflare已修复中断问题，正在监控和观察结果:6月21日消息，Cloudflare官网发文称，在6月21日14:34宣布了严重的P0事件，目前该问题已被确定并完成修复，Cloudflare正在监控和观察结果。受此影响，多家加密公司和网站短时出现访问中断。[2022/6/21 4:42:52]

OptimisticRollup是Optimistic合约和链上数据可用性组合而成，选择相信操作者提交的交易包真实性，对欺诈行为作出处罚。

它的操作原理是，当Layer2计算结果返回Layer1时，如果验证者认为结果可能存在欺诈行为，那么验证者就可以发起挑战，主链冻结资产，进行交易数据和记录验证，证明其是真实的交易还是欺诈的交易。另外，如没有验证者怀疑该计算结果，主链默认交易是真实的。

这种模式提高了上链效率，将多笔交易打包操作，节约时间和节省gas费，拥有较强的兼容性，减少开发者的工作量，更好解决以太坊网络拥堵的痛点。

其缺点是：

验证效率低。验证欺诈证明机制使得资产存入和转出需等待较长的质疑期；

资金可能会被冻结。如果验证者认为结果存在欺诈行为，容易被主链冻结资产；

扩容程度不及ZKRollup。交易压缩率相对较低。

代表项目：Arbitrum、BobaNetwork多个项目使用OptimisticRollup的扩容方案

据FootprintAnalytics显示，当前Arbitrum链是Layer2的龙头，而BobaNetwork是近一个月以来新兴网络，增长快速。它们使用OptimisticRollup扩容解决方案，可以实现高吞吐量，让开发者以低成本部署，运营智能合约，同时可以保持无需信任的安全性。

用户转入并锁定资产，Layer2添加账户资产信息；?

在Rollup网络中，用户签名并发送交易；

操作者收集交易，批量打包，生成零知识证明；

操作者将交易包和零知识证明广播到主链；

智能合约通过零知识证明验证交易包的真实性，更新数值，执行转账操作。

其优点是：

实现去中心化；

上链效率高。交易压缩率更高；

验证效率高。没有验证等待期；

安全性以及隐私性更优。零知识证明不透露交易细节，ZKRollup技术保证了提交给主链的数据真实有效。

其缺点是：

生成零知识证明过程复杂；

应用定制化开发难度大，兼容性低。

代表项目：dYdX采用ZKRollup技术方案

dYdX在为交易加密资产建立一个强大而专业的交易所，让用户可以真正拥有自己的交易，并最终拥有交易所本身。

DeFi衍生品龙头，也是ZKRollup技术最早采用者之一。整体的数据表现：继8月份以来，TVL持续上涨的态势稳住Layer2项目的前2名，当前TVL为9.76亿美元，其Token(DYDX)价格有所下降趋势，当前为9.04美元，市值为5.7亿美元。

游戏DApp），而ZKRollup更适合于对安全要求较高的支付和交易所等场景。

代表项目：DeversiFi和ImmutableX采用Validium技术方案

投资、交易和发送Token而无需支付gas费用，当前最大的基于Validium的去中心化交易所，据FootprintAnalytics显示，于12月4日，TVL突破1亿之上创历史新高。

ImmutableX，是以太坊上NFT的第一个第2层，承诺为游戏、应用程序、市场提供零gas费以及即时交易可扩展性的项目。当前位居Layer2排名第7位。

总结

Layer2扩容解决方案经过多年的更新迭代，实现在以太坊上扩容的安全方案，缓解以太坊网络的拥堵和高gas费等问题，成为了解决区块链技术规模化应用的主流技术方案，每种方案都有自身的优势和劣势，但每个Layer2项目都根据自身情况去开发相应的技术，从而实现其最大的价值。

Layer2的技术创新以及快速的发展，同时也在推动了DeFi市场、NFT和虚拟世界等的发展，在提高网络吞吐量、减少开发者的工作量和交易效率等中，象征着Layer2是以太坊扩展的未来。

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