LAYER:如何在 Layer3 上建造安全高效的 DEX

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时间：1900/1/1 0:00:00

撰文：康水跃，Fox Tech CEO；林彦熹，Fox Tech CTO

Layer3 概念目前在区块链社区备受关注，被许多人视为革命性的进步，因为开发者可以在区块链平台之上创建各式各样的智能合约和去中心化应用（dApps）。Layer3 是以太坊扩容生态系统的一项伟大工程创新。如果说 Layer2 的出现解决了通用型扩容问题，那么 Layer3 的出现则解决了更加高速、更加低成本、定制化的扩容问题。

目前已经有不少建立在 Layer2 上的去中心化交易所 DEX，那为什么还需要在 Layer3 上建立 DEX 呢？大多数建立在 Layer2 上的 DEX 均采用 AMM 模式，少数采用订单簿模式的 Layer2 DEX，比如 ZigZag，其交易成本比 CEX 高出一截。不管是 AMM 模式还是订单簿模式，Layer3 上 DEX 的交易速度、成本都会有更好的用户体验。

Layer3 完全可以建造出安全高效的 DEX 的原因有以下几点：

Layer3 的 DEX 可采用与 Layer1 Solidity 相比更强大的语言写撮合引擎比如 Rust；

陈茂波：如何将虚拟资产服务提供者纳入合适规管是特区政府的重点所在:金色财经报道，香港财政司司长陈茂波接受《大公报》最新访问时提到虚拟资产发展，特区政府去年发表有关虚拟资产在港发展的政策宣言，阐明政府为在香港发展具活力的虚拟资产行业和生态系统而订定的政策立场和方针，近期亦积极推动Web3生态圈发展。陈茂波表示，如何将虚拟资产服务提供者纳入合适规管，保护投资者利益，同时又保持金融稳定和安全，是特区政府的重点所在。[2023/6/23 21:56:03]

Layer3 能高度定制，简化用户交易步骤，不必在每次下单都调用钱包授权；

Layer3 的 TPS 相比 Layer2 再次提升 100 倍数量级，成本再次降低 1/100 数量级，支持 Orderbook 模式；

Layer3 与 Layer2 一样，二者的的共识层均由 Layer1 担当，安全性等级足够高；

Layer3 有独立的数据可用性层，链外交易与资产状态的可见性均能轻易获知、获得；

中央财经大学郭田勇：应深入研究如何用数字人民币组建更多功能:中央财经大学中国银行业研究中心主任郭田勇表示，在数字化的浪潮下，货币作为一种支付媒介，其本身的数字化是必然趋势。考虑到传统货币印制发行成本高、不易携带等局限，数字货币以其独特的优势，极大降低了交易成本。郭田勇指出，数字货币如果由政府或者中央银行来主导，必须协同好同原有银行体系为主导的支付关系。目前，中国的数字货币属于M0范畴，从金融学角度看，M0并不具有货币创造的能力，在整个货币储存量中占比也很小，因此，数字人民币的范围还非常有限，未来如何用数字人民币组建更多的功能，将其推向更大的领域，值得深入研究。这是一个循序渐进的过程，要把握好节奏。郭田勇称，数字人民币前期推进比较成功，有利于提升人民币国际化程度。随着中国经济实力增强，人民币国际业务更为广泛。面对庞大的国际结算量，数字货币高支付效率的优点更易凸显。（中国新闻网）[2021/7/7 0:32:14]

用户可以使用 EOA 钱包或者智能合约钱包实现资产自托管，更好保障资产安全。

直播｜Higer ：DeFi与ETH2.0如何引领下一个区块链时代？:金色财经 · 直播主办的金点Trend《2020 DeFi Dai飞吗？》马上开始！DeFi生态里，我们还应该狙击哪些项目？成长空间是多少？应该关注哪些风险？16:00准时开播！本场嘉宾来自区块链研习社的创始人Higer分享“DeFi与ETH2.0如何引领下一个区块链时代”，请扫码移步收听。[2020/7/31]

图 1: DEX 从 Layer 1 到 Layer3 的性能变化

目前区块链基础设施主要分为 Layer0、Layer1、Layer2、Layer3 四层。这些“Layer”到底指什么呢？我们最熟悉的 Layer1，通常指的是区块链的主网络，无需通过中心化客户端服务器即可通过每个节点 P2P 进行连接与交易，其中以太坊最为典型。每笔交易都会注册为一个区块并存储在分布式数据库中。Layer1 是这 4 个 Layer 里最早出现。为了实现资产跨链，出现了 Omnichain 互操作协议，也就是 Layer0，其主要应用便是各式各样的跨链桥。

分析 | BTC暴跌该如何操作?合约关注8300压力位:据Huobi数据显示，BTC现报8078美元，日内涨幅1.87%。针对当前走势，金色盘面特邀分析师保罗大帝表示：昨晚大饼再次下探了7700支撑，受到支撑反弹8000上方，白天基本维持了震荡局面。日线布林线呈开口向下扩散，各指标也是空头排列。

?技术上看，1小时看，比特币RSI运行在50附近，KDJ经过刚才的反弹后，底部有金叉趋势。但是可以看到，反弹的上方受到了MA30的压制，MA30成反弹的阻力位。合约15分钟看，这个位置与前高8300位置大约重合，BTC要想走稳向上这个点位要突破，是最基本的要求。

今日操作：上方压力位8200，上方强压力位9300美元，下方支撑位7700美元。合约方面，空单关注8300能否突破，不能突破站稳、空单可跟进。（若趋势反转向上，回踩平仓。）严格带好止盈止损。现货方面，关注下方7700支撑，跌破减仓。?注1：以上合约操作价格为火币季度合约价格，现货为火币现货价格。[2019/9/27]

经典的区块链 Trilemma“三难困境”是指在相同一个 layer 里的不同解决方案，在去中心化、可扩展性、安全性三个方面，难以同时高度满足。典型案例是 ETH 选择了去中心化和安全性从而牺牲了可扩展性，而像许多后来的公链则是依赖去中心化程度较低的框架实现更高的 TPS。正因为有“三难困境”的存在，之后随着交易数量的增加，不可避免出现了交易延迟和费用飙升问题。为了解决网络拥堵，开发者们提出了基于 OP 或者 ZK 的 Layer2 扩容方案。

芝加哥商品交易所集团就比特币期货将如何推出做了更为具体的解释:芝加哥商品交易所集团的股权产品负责人蒂姆-麦考特在接受外媒采访时表示：“交易所已经采取了保护措施，如更高的保证金水平、限制头寸和价格以抑制它即将推出的比特币期货的风险。”随后芝加哥商品交易所还阐述了三个层面的细节即交易、市场数据和双边市场的缺乏。[2017/12/3]

在这种多层结构的设计里，Layer1 为 Layer2 提供共识并保障交易安全，而 Layer2 将计算从主区块链上分离出来作为相对独立的执行层，最大限度地减少延迟并降低交易费用。Layer3 在用户和底层区块链技术之间提供了一个抽象层，使用户更容易与 dApps 和智能合约互动，同时通过底层区块链确保其安全。Layer3 能在 Layer2 的基础上进一步做数据压缩，再通过 Layer2 将证明打包回 Layer1 进行链上验证，从而实现比 Layer2 更加快速和低成本的交易。

在 Laye2 完成了通用型扩容目的之后，开发者和用户将转入 Layer3 以获得更加定制的功能以及更高的性能，因此预计 Layer3 将出现丰富多彩的大型应用。目前有一大批 dApps 正在使用去中心化技术将 Web2 各式各样的商业模式搬到 Layer2 上实现。Layer3 将给这些应用带来更多的可能性、更大的想象空间。

DEX 是很重要的一类 Layer3 应用。如果想在 Fox Tech 开发的 Layer3 上建造一个名叫 OX Exchange 的 DEX，那么实现这个目的最关键的技术是什么？在 Layer3 部署这样的去中心化交易所，零知识证明的使用最为关键。

从交互逻辑上来看，用户在 OX Exchange 当中的操作，会以调用智能合约的形式实现，也就是说每一次买入卖出订单都会转化为对合约函数的一次调用交易（transaction），而这样的每一笔交易都会被提交到 Layer2 节点当中，并通过 zkEVM 执行。

在具体的实现方面，在 Layer2 特定部署的智能合约会与 Layer3 的应用进行交互。而接收到来自 Layer3 的批量交易之后，Layer2 的 Fox 节点会进行 zkrollup 的证明生成，包括拆分 opcode 并生成电路，之后依据零知识证明算法证明执行的正确性。最终将生成的执行正确性证明提交到 Layer1 链上，通过链上合约的验证，接受状态更新。

Layer2 的 zkrollup 提供的服务可以获得更低的延迟，更好的用户体验。具体来讲，OX 需要与位于 Layer2 的 Fox zkRollup 进行交互，从而利用 Fox 的“打包”来获得更大的吞吐量。OX 可以提供丰富的前端操作界面，底层复杂的交互逻辑完全对用户透明，用户可以像在所有的 DEX 当中那样，连接 Web3 钱包就直接使用 DEX 的各种服务。

从这个过程当中可以看出，Layer2 的 zkRollup 层依旧在承担着链下执行计算，链上提交证明更新状态的职责，而 Layer3 则主要负责执行更为具体的直接与用户交互的订单引擎功能。通过将复杂的计算从链上分层次执行，可以高效地提高效率，让交易成本以及吞吐量发生质的变化，用户体验也因此得到显著提升。

图 2: Layer3 DEX 架构图

在所有 Web 3.0 项目中，数据可用性 (Data Available) 都扮演至关重要的角色。包括中心化交易所 CEX 在内的所有传统应用通常都不会使用 DA，因此用户数据透明度极低零，而 CEX 用户的资产安全等级完全取决于交易所做恶与否。Layer3 DEX 由于采用专有的数据可用性（DA），所以在极大降低用户手续费的同时，也保障了用户交易数据、资产安全。

Layer3 DEX 具备高吞吐量，这意味着有海量的数据需要处理。这些数据采用“DA 层 +L2”的混合存储模式以兼顾的效率与安全性。部署在 L2 的合约只需要纪录少数关键的数据以及一个 Merkel 根，而过程中的所有其他数据将记录在 DA 层。当用户与 L3 的应用交互时，交互过程中的原始数据将存入 DA 层，而 DA 层会对更新后的数据计算新的 Merkel 根；与此同时，L3 应用也会向 L2 的合约发送一个证明，合约将由此检查 Merkel 根更新的正确性。这样的机制可以确保 L2 合约的状态与 DA 层的一致性，即保证记录的状态始终是正确的。

中心化应用的数据就像黑箱，而有了 DA 层的 L3 应用就像用一个既透明又安全的保险箱。L3 应用的用户不用担心项目方跑路或破产，因为他们资产的安全性不再依托于项目方而是依托于以太坊三层 Layer。在像 Fox 这样的 zk-Rollup 的例子中，以太坊共识层提供为 Layer3 应用提供最好的安全性。