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Layer 2 概念的兴起与发展

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几乎与高性能公链的兴起同时,OP 提出的 optimism 提出了 Layer 2 的概念。

Layer 2 是指在底层公链(Layer 1)的基础上构建的二层网络,采用各种技术手段来扩展底层公链的容量,以提高性能。这个概念类似于传统互联网通过增加网络层级来实现业务分离,降低每个层级的负担。在区块链领域,可以使用技术手段在一层网络(Layer 1)上添加 Layer 2,以分担 Layer 1 的负担,从而实现扩展和性能提升的目标。

Layer 2 的原型是状态通道。状态通道使用多方签名技术,允许两个参与者提前将一定数量的资金锁定在智能合约中,以建立一个内部通道。然后,这两方可以在通道内进行多次小额交易,实现高速和低成本的交易,最后使用一次性提款操作来完成结算。这一概念的底层技术支持了类似比特币的闪电网络和以太坊的雷电网络。

侧链方案

为了克服状态通道无法执行复杂交易的限制,侧链方案成为备受关注的解决方案。侧链可视为相对独立的区块链,通常采用与主链(通常是以太坊)类似的体系结构,以便让主链上的项目能够轻松迁移到侧链上。在这个方案中,我们可以在主链的智能合约中锁定一定数量的资产,然后在侧链上铸造等额的资产,实现了所谓的“原子交换”。这意味着我们可以将资产存入侧链,进行各种交易,然后在必要时将其转移回主链。

为了减轻主链的交易压力,侧链通常采用不同于主链的共识机制,以大幅提高出块速度,或者通过较少数量的超级节点进行通信。这增加了侧链的出块速度,但也使得其安全性较以太坊主链更容易受到威胁。侧链的安全性由其独立的节点负责,因此如果侧链发生安全问题,如用户的资金被锁定在侧链上无法转移回主链等情况,将会对整个以太坊生态系统产生影响。因此,侧链是否应被视为 Layer 2 存在一定的争议。

Rollup 技术的发展

Rollup方案是Layer 2技术的一种,其核心思想是在一段时间内将所有交易先进行压缩和备份,然后定期上传到主网络。目前,主要的Rollup方案分为两个主要类型,即Optimistic Rollup (乐观的 Rollup)和零知识 Rollup(零知识证明的 Rollup)。

Optimistic Rollup采用“乐观”方法,它假设参与者是参与投票的,并允许少数验证节点(Validator)负责交易的收集、排序和验证。此外,它还引入了挑战者(Challenger)的角色,负责验证监督者提交的诚实性信息。

在这个过程中,监督者(Challenger)直接与Layer1的智能合约进行交互,最终决定Layer2的状态。

零知识Rollup依赖于非吸引力证明,它允许Layer2上的诚实验证者生成证明,而不是诚实的验证者无法生成正确的证明。另外,Layer1验证这些证明的成本非常低,一旦验证通过,就可以确认整个批次的交易是有效的。

复盘 Layer 2 的发展历程以及 Layer2 的未来展望

不同扩容技术解决了数据可用性的问题:

侧链在主链上不可用,无法继承其安全性。
Plasma能保障链下账本的完整性,但具体交易数据对主链不可用,使资金退出复杂。
OP-Rollup上传了所有交易数据和状态根到Layer1,保证了数据的可用性。
ZK-Rollup上传关键交易数据和零知识证明,确保安全性和一定程度的隐私。

未来,Layer2技术是否能解决数据可用性问题仍是一个问题。Validium只上传状态根和零知识证明到主网,交易数据保存在Layer2,Volition提供了选择的权利。一些小额交易可以选择更快速、更便宜的Layer2保存,而大额交易可以选择更安全的Layer1。

以太坊的Deneb更新是扩容路线DankSharding的前提步骤,旨在在保持信标链的安全性的同时,为Layer2提供更多的存储资源。唯一的缺点是Layer2需要自行解决交易数据可用性问题。

总的来说,Deneb更新之后,Layer2将在保证安全性的同时降低交易成本,提供更多实际应用的可能性。ZK和OP系技术未来可能会融合发展。

Web3要实现大规模应用,需要改善区块链的账户体系,而私钥管理对一般用户不够友好。账户抽象将成为未来的趋势,而Layer2可以为区块链的广泛应用提供更大的可能性,通过智能合约账户进行交易,从而实现更高效的手续费和交易速度。

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