ROL:Layer2季节将至？ 一文读懂其分类与未来

Layer2分类

二层扩容主要有三种方案：Plasma、Rollup和Validium。根据数据存储位置可分为链下数据和链上数据，前者包括Plasma和Validium，后者为Rollup技术。Rollup又可以根据计算结果传回主链时的验证方法不同细分为ZKRollup和OptimisticRollups。

Plasma始终没有很好的解决方法，Matic也因此沉沦许久，直至更名为Polygon，转变赛道为layer2聚合器才得以重生。目前，解决数据可用性的思路有两种，一种是对layer2运营商进行监管，防止其篡改数据；第二种是直接数据放在链上。两种方法可以直观地看出优缺点，前者存在监守自盗隐患，后者扩容效果较差。区块链的世界，安全性远比性能更重要，因此实际上第二种方案更早被提出，这就是Rollup。Plasma被提出的时间最早，逻辑也最简单，它将数据的计算和存储都迁移至二层，定期将计算结果的默克尔根传回主链，再经过一段时间的等待期，如果等待期内有节点对计算结果提出质疑，并通过提供错误性证明证实该默克尔根存在欺诈行为，那么执行者就会被罚没保证金。Plasma衍生出不少问题，包括等待期过长等缺陷，但最重要的还是安全性，即如何证明数据的真实性，毕竟此时数据已经被转移至二层。

V神：ZK-Rollups或成为以太坊主要Layer 2解决方案:8月8日消息，以太坊联合创始人Vitalik Buterin在ETHSeoul演讲时预测，ZK-Rollups将在以太坊Layer2扩容之战中击败Optimistic Rollups，比如用户不需要7天的等待期。Vitalik Buterin指出，ZK-Rollups在将资金移入和移出主网时速度更快，这可能会导致更广泛地采用。从现在起的10多年甚至更久，我预计Rollups基本上都将会是ZK。ZK-Rollups的EVM兼容性正在开发当中，Vitalik Buterin补充道，我们实际上已经能看到zk-EVM几乎准备好实现与以太坊交易一起进行扩容，这太棒了。（the block）[2022/8/9 12:10:54]

Rollup将计算转移到链下，但数据保留在主链。因为不存在数据可得性问题，所以运营者如果作恶或者离线所造成的损失相对更少。更为重要的是，不存在数据可得性问题意味着，资产无需和所有者有明确的逻辑映射关系。相比其他二层扩容方案，Rollup是具有通用性的，比如可以在Rollup中运行EVM，从而使现有的以太坊应用可以在不写新代码的情况下迁移至Rollup。为了提高效率，Rollup使用了一系列压缩技巧，并尽可能地用计算替代数据，虽然最终可扩展性与链下数据无法相比，但还是能将layer1的TPS扩大至少100倍。

ZKSwap Alex Lee：Layer2 的市场规模将占以太坊市值的20%-30%:2月23日，在以《Layer2赛道下，ZKSwap的突破之路》为主题的AMA中，ZKSwap 社区负责人 Joe表示，目前DEX 已进入 Layer2 的 AMM 时期，其本质是链下安全高效的DEX产品。ZKSwap 基于ZK-Rollup 技术，资金层面可以实现和Layer1 相同的安全性，但是交易容量和交易效率是Layer1 的100倍以上，交易成本只有 Layer1 的1/100 。

ZKSwap 开发负责人Alex Lee表示，未来 Layer2 的市场规模至少有以太坊市值的20%-30%， 因为最终所有的用户都会使用 Layer2 的方案。用户从 Layer1 向 Layer2 迁移的过程，就是 Layer2 价值发现的过程。

Huobi 高级投资经理 Xin 表示，Layer2项目有几种技术流派，比如zkswap使用的zkrollup，还有Optimistic Rollup，Plasma等，不同技术方案在安全和性能上有各自的平衡，火币会努力覆盖各个路线中最好的项目。如果说Layer1的意义主要是维持网络安全稳定的话，Layer2则更偏向服务应用和用户。[2021/2/24 17:46:54]

剩下的问题便是计算结果的验证，这个问题同样有两种解决办法，从而形成了两种类型的Rollup。

福布斯：Layer1 通过「电力套利」降低比特币挖矿成本，低至每度电 1 美分:福布斯撰文报道比特币挖矿公司 Layer1 在美国德克萨斯州运营的细节，由于电网存在波峰波谷，而 Layer1 通过在当地的电网进行「电力套利」，实现了更低成本的比特币挖矿。Layer1 和当地的电网签署了称之为「按需求响应」的长期合同，通过在电力高峰期关闭矿机，也就相当于售出了更高价格的电力，据测算，他们挖出每个比特币的成本约 1000 美元，相比较当前比特币价格约 9200 美元，利润率约 90%。Layer1 表示，他们的比特币挖矿设备浸在矿物油中以实现冷却效果，而且得益于当地天然气和风力发电，电力成本是世界上最便宜的之一。但就算如此，电力高峰期间电价也会飙升，据估计德州的发电机在高峰时段的 1% 时间占年度收入的 15%。所以这也为 Layer1 提供了套利空间，他们与电网签署了长期合同，以较低价格获取电价，然后在高峰期间关闭比特币矿场就可以获得额外的收入以减少整体的挖矿成本，使得电价可以下降约 75%，至每度电不到 1 美分。[2020/5/23]

OptimisticRollup与Plasma相同，在验证环节同样使用欺诈证明：主链记录了链下每一步计算的默克尔根，如果有节点发现某批次计算结果对应的新默克尔根是错误的，他们可以在主链上发布错误性证明，如果校验通过则对该批处理之后的所有批处理交易全部回滚。ZKRollup使用有效性证明解决上述问题:每一次状态回传都需要提供零知识证明，该证明将由主链上的Rollup合约来验证，证明的确存在这些交易，且这些交易是由发起人亲笔签名过的，这就杜绝了运营者提交无效状态或篡改状态的可能。

动态 | EOS DApp EOSPlay 遭遇新型随机数攻击:据慢雾区情报，EOS DApp EOSPlay 中的 DICE 游戏于昨晚遭受新型随机数攻击，损失数万 EOS。目前项目方已经把游戏暂停。经过慢雾安全团队的分析，发现攻击者（账号：muma******mm）可能使用下列方式达到攻击目的。

1、攻击者为自己和项目方租用了大量的 CPU

2、攻击者发大量 defer 交易

3、由于以上两点原因，导致 CPU 价格被拉高，从而导致其它用户 CPU 不足

4、因为 CPU 不足的原因，其他用户难以发送交易，攻击者得以使用自己交易占满区块

5、根据提前构造的交易内容，攻击者可以成功预测出区块哈希

由于项目方采用的是使用未来区块 id 的方式开奖，通过控制区块内的交易内容，就能控制区块信息，进而控制区块 id，达到预测开奖结果的目的。慢雾安全团队建议 DApp 开发者使用更为安全的随机数生成方式，避免遭到随机数攻击。同时，特别感谢 WhaleEx 在此次分析过程中提供的帮助。[2019/9/14]

解决数据可用性的另一种思路——对layer2运营商进行监管，则催生了Validium。StarkEx在提出Validium协议时，引入许可型数据可用性委员会来缓解这一问题。每一次状态更新必须由达到特定人数的DAC成员签名，以此表示DAC确实收到了数据。在StarkEx中，DAC有8位成员，他们都是受到法律监管的知名组织。因此，你很难将Validium视作一个完全去中心化的协议。不过，牺牲去中心化换来的是超过600倍TPS的扩容性能，这对于一些追求极致速度而不太在意的可信任度的赛道具有一定吸引力，例如游戏行业。

动态 | Kakao旗下区块链平台Klaytn称 公共测试网Baobab已正式发布:Kakao旗下区块链平台Klaytn称，在完成自去年10月以来由合作伙伴独家使用的私人测试网“Aspen”的试运行后，公共测试网Baobab已正式发布。Baobab提供新功能和开发人员工具，可根据合作伙伴的实时反馈增强安全性和可用性。[2019/3/29]

Layer2比较

1、Rollup具备链上数据可用性，因此中心化程度较高，Validium需要机构作为监管方，因此去中心化程度不够。

2、OptimisticRollup的安全模型基于一个假设：至少存在1个诚实节点，会执行所有OR交易并在无效状态转换发布时主动提交错误性证明。由于活跃节点的数量存在上限，所以还是有可能会出现一些复杂的攻击，虽然概率非常小。另一边，零知识证明技术需要一个普遍性的可信任初始设置，因此如果该设置出现问题，ZKRollup的安全性也会打折扣。

3、零知识证明技术下的TPS高出许多，因为免去了反复的验证过程。如果考虑隐私计算，根据Vitalik的预测，OptimisticRollup的TPS提升将不足100倍，但ZKRollup却超过500倍。

4、欺诈证明需要长达一周的等待时间，虽然有第三方提供流动性，但那需要支付额外的成本，承担额外的第三方风险。

5、ZK-SNARK技术相对更复杂。

6、理由同上，更复杂的计算自然开销更大，不过由于TPS更高，实际手续费更少。

7、几乎所有在以太坊上可以执行的计算都可以在OptimisticRollup上完成，包括智能合约的可组合性。ZKRollup目前只能进行简单的支付、转账和其他特定程序。

Layer2布局展望

区块链项目，无论哪个赛道，技术都只在早期进行比拼。随着用户数量的不断积累，生态的不断建设，商业模式逐渐清晰和稳定，此时比拼的是流量。因为当一个项目参与者多了，人们对它的共识也就增强了，这时即便存在技术上的不足，人们也愿意等待它的迭代。比特币如此，以太坊也是，那些号称TPS上万的公链实际对以太坊毫无竞争压力，因为以太坊也能做到，只是时间问题。

回到layer2赛道，虽然Arbitrum锁仓量暴增，但个人不认为共识能这么快形成，技术的竞争还是首当其冲。OptimisticRollup技术上的缺陷就是欺诈证明存在安全隐患和等待时间过长，ZKRollup的技术难题是需要可信初始设置以及无法通用性计算。相对而言，OptimisticRollup的技术难题是天然的瓶颈，目前看不到可以提升的空间，而ZKRollup的通用计算却是可以在不久的将来实现的。这也是为何多数人认为短期看OptimisticRollup，长期看ZKRollup，毕竟ZKRollup还有TPS和取款时间上的优势。

不过，OptimisticRollup技术上的低门槛也为其抢占市场带来许多额外机会。事实上，其它公链也可以成为以太坊的Rollup，它们只需要创建一个遵守Rollup设计模式的桥梁，并将必要的数据发布到以太坊上就可以了。而能够接纳它们的，大概率是OptimisticRollup了。

总之，三种layer2方案各有各的优势：

1、ZKRollup即使在技术上无法突破，一样可以在简单的支付领域发挥其高TPS和高去中心化的优势。对应传统金融的支付功能，需要秒级的速度分毫不差确度。

2、OptimisticRollup即使被迫接受ZKRollup在技术上实现突破，一样可以作为Rollup桥梁吸纳“投奔”的公链。对应传统金融的借贷功能，山寨公链上存在大量借贷平台，人们在借钱时往往不那么在意TPS的高低和取款时间的快慢。

3、Validium则可以在牺牲去中心化的情况下将TPS优势发挥到极致，这非常适用于机池这类基金产品。对应传统金融的投融功能，人们在进行股权交易时对速度的要求是最高的。

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