目錄
爲什麼需要第 2 層解決方案？
瞭解第 2 層解決方案
當今以 Rollup 爲中心的 Layer 2 格局
領先的第 2 層解決方案
Arbitrum：最成熟的 Rollup
Optimism：超級鏈
Base：連接數十億用戶的公鏈
ZkSync 時代：黑馬
第 2 層解決方案對比
分片鏈：數據可用性的提高對 Rollups 的影響
領先 Rollups 的當前階段
凝聚一切：誰將獲勝？
隨着以太坊的不斷髮展，爲應對可擴展性挑戰，出現了第 2 層解決方案。這些解決方案在克服技術障礙方面取得了重大進展，從而顯著提高了第 2 層平臺的可用性。最初僅限於狀態通道、Plasma 鏈和特定於應用程序的rollup，現在的形式以 Arbitrum、Optimism 和 zkSync 等通用rollup爲特色，Coinbase 等行業巨頭也帶着他們的Base第 2 層進入該領域，預計其他公司也會效仿。
第 2 層解決方案的吸引力在於其較低的交易費用、更快的速度、蓬勃發展的 dapp 生態系統和潛在的空投。這導致用戶數量激增，推動第 2 層在不到一年的時間內處理的交易數量是以太坊主網的五倍。隨着第 2 層解決方案市場的競爭日益激烈，本文旨在概述主要參與者，並深入分析可以使一個第 2 層解決方案有別於其他解決方案的功能。
爲什麼需要第 2 層解決方案？
平衡可擴展性、安全性和去中心化
區塊鏈設計的一個挑戰是在可擴展性、安全性和去中心化之間找到平衡。像 Solana 這樣的高吞吐量區塊鏈需要強大的硬件能力來滿足處理需求。因此，能夠運行節點的參與方更少，這會導致潛在的權力集中，並增加受到操縱和多數攻擊的脆弱性。
另一方面，以太坊對運行節點的硬件要求相對較低，這鼓勵了去中心化並增強了安全性。然而，這種設計選擇會導致可擴展性受損——以太坊每秒最多可處理約 30 筆交易 (tps)，而 Solana 理論上可處理 65,000 筆交易。隨着用例和用戶數量的增加，可擴展性對於這些網絡取得成功至關重要。
第 2 層必要性的早期跡象
隨着區塊鏈技術的發展和用例擴展到點對點交易之外，以太坊的可擴展性限制變得更加明顯。當基於以太坊的流行遊戲 CryptoKitties 在 2017 年流行起來時，交易費用和等待時間急劇增加。這一事件凸顯了區塊鏈網絡需要快速處理交易並提供更低的費用以支持更多用戶和複雜的去中心化應用程序。
2021 年牛市之後，以太坊交易費達到 200 美元以上的峯值，進一步凸顯了提高可擴展性的緊迫性。引入了第 2 層解決方案來應對此類挑戰，同時又不損害安全性和去中心化。
第 2 層解決方案不僅可以提高交易效率、速度和可擴展性，還可以成爲區塊鏈技術未來的變革性組成部分。這些解決方案背後的創新（例如狀態通道、Plasma 和 Rollups）對於推動區塊鏈網絡的發展以支持各種用例至關重要。
瞭解第 2 層解決方案
第 2 層解決方案旨在通過提高其性能和功能來增強現有的第 1 層區塊鏈（例如以太坊）。這些解決方案通過鏈下處理交易來提高交易吞吐量和速度，減少主鏈上的計算工作量並允許其擴展。
這些擴展改進顯著提高了交易速度和費用，使區塊鏈技術能夠被更廣泛的用戶羣所接受，否則這些用戶可能會因爲高昂的成本而望而卻步。例如，使用 Optimism 在地址之間發送 ETH 的費用可能低至 0.09 美元，而以太坊網絡上的費用爲 1.24 美元。
澄清差異：爲什麼Polygon權益證明不被視爲第 2 層
Polygon 的權益證明 (PoS) 鏈由於其高吞吐量和與以太坊的高效橋接能力而經常與第 2 層解決方案聯繫在一起。儘管有這些相似之處，但由於其安全模型的差異，它並不是第 2 層解決方案。
與直接從以太坊共識協議中獲取安全性的 Layer 2 解決方案不同，Polygon PoS 鏈使用自己的共識機制和驗證器集進行操作。這種結構將其歸類爲側鏈（與主鏈並行運行的獨立區塊鏈，具有不同的安全假設和規則）而不是 Layer 2 解決方案。
當今以 Rollup 爲中心的 Layer 2
Rollups 如何增強以太坊的可擴展性
Rollups 是一種越來越流行的第 2 層擴展解決方案，可解決以太坊的可擴展性挑戰。與支付渠道等其他第 2 層解決方案不同，它們使以太坊去中心化應用程序 (dApp) 能夠以最少的代碼更改或無需更改代碼即可運行。
Rollup 通過將計算轉移到鏈下來增強以太坊的擴展能力，從而減輕了主鏈的負擔。交易在鏈下處理，然後數據被壓縮並分批添加到以太坊。每個批次都包含必要的交易數據和更新的 rollup 狀態。
Rollup 的關鍵方面是向以太坊證明新狀態的有效性。這可以通過欺詐證明或有效性證明來實現，具體取決於相關 Rollup 是樂觀的還是基於零知識的。提交多個鏈下交易所需數據並驗證任一類型證明的 Gas 費用遠低於直接在以太坊網絡上執行原始計算。因此，Rollup 大大提高了交易吞吐量並降低了成本。
通過在以太坊網絡內維護 rollup 狀態，rollup 確保了強大的安全保障，因爲用戶始終擁有驗證交易所需的信息。總體而言，rollup 爲以太坊的可擴展性問題提供了一個有希望的解決方案，同時保持了強大的安全級別。
領先的第 2 層解決方案
Arbitrum、Optimism、zkSync 和 Base 等著名的 Layer 2 解決方案主導着以 Rollup 爲重點的市場。還有一些其他的 Layer 2，例如Mantle Network和 Immutable X，由於文章篇幅的原因，這裏就不展開講了。行業的主要參與者根據其各自解決方案中鎖定的總價值而有所不同。通過加快交易速度和提高可擴展性，這些 L2 技術可以在以太坊和去中心化交易所等平臺上實現安全高效的交易。排名靠前的 Rollup 具有各種用例，包括權益證明系統、支付和收益耕作。
Arbitrum：最成熟的 Rollup
仲裁治理
Arbitrum採用鏈上治理模式，由 Arbitrum 去中心化自治組織 (DAO) 管理。ARB 代幣持有者擁有與其代幣持有量成比例的投票權，從而可以參與治理提案。
除了 DAO 之外，還有一個由 12 位社區代表組成的安全委員會，負責在安全漏洞等緊急情況下維護鏈的安全。Arbitrum DAO 負責監督安全委員會，並每年兩次舉行理事會成員選舉。
Arbitrum 代幣：ARB
ARB 代幣是 Arbitrum 生態系統的治理代幣，初始最大供應量爲 10,000,000,000 枚。ARB 代幣的分配如下：
11.6% 通過空投獎勵給早期 Arbitrum 用戶
1.1% 通過空投獎勵給 Arbitrum 生態系統中的 DAO
42.8％分配給 Arbitrum DAO 資金庫，由治理決定資金用途
26.9％分配給核心貢獻者，包括 Offchain Labs 團隊、財務部門和顧問
17.5％分配給 Offchain Labs 投資者
Arbitrum 是第一個能夠以最少的編碼更改支持以太坊 dApp 的樂觀彙總，因此廣受歡迎。它現在是按總鎖定價值計算的領先第 2 層，擁有蓬勃發展的 DeFi 生態系統。該生態系統由 Arbitrum DAO 管理，由 Arbitrum 基金會管理，在負責網絡升級的區塊鏈開發公司 Offchain Labs 的指導下不斷髮展和演變。
Optimism：超級鏈
支持軟件：OP 堆棧
Optimism依賴於其革命性的開源軟件包“OP Stack”。該軟件允許開發兼容的第 2 層和第 3 層解決方案，稱爲“op-chains”。這些 op-chains 可以通過共享的消息傳遞格式進行通信，最終創建所謂的“超級鏈”。超級鏈旨在提供並行鏈的可擴展性和單個區塊鏈的可組合性。
Optimism Collective：創新治理
Optimism Collective 是一個先進的治理系統，負責監督網絡的進展。它分爲兩個主要部分：代幣屋和公民之家。
代幣屋
OP 代幣的持有者在 Token House 中擁有投票權，允許他們對協議升級和治理基金分配等事項發表意見，類似於 DAO 國庫。
公民之家
公民之家負責指導追溯性公共物品資金的分配過程。會員資格或“公民身份”是通過與持有者綁定的不可轉讓 NFT 授予的。隨着 Optimism 社區的擴大，公民人數將會增加。
促進網絡效應：追溯性公共物品資助
追溯性公共物品資助獎勵已經使 Optimism 生態系統受益的努力。這種資助方式認可了可能得不到回報的寶貴貢獻，從而刺激了網絡增長。資金來自 Optimism 和其他 op-chains 的初始 OP 代幣供應和網絡交易費。
OP 代幣：激勵和治理的核心
OP 代幣對於 Optimism Collective 的願景至關重要，它是 Token House 的治理代幣和激勵系統的支柱。Optimism Collective 以 OP 代幣爲中心，爲 Optimism 生態系統中的項目和用戶建立了一個動態的、治理驅動的激勵系統。
Base：連接數十億用戶的公鏈
Optimism Superchain的新參與者
Base 於 2023 年 8 月 9 日推出，是 Coinbase 最新的 Optimism Rollup，旨在通過提供輕鬆訪問鏈上經濟的方式提高全球經濟自由度。通過加入Optimism Superchain，Base 受益於強大、可互操作和可擴展的架構。此外，Coinbase將通過 Base 賺取的交易費的一部分貢獻給 Optimism Collective，支持 Superchain 和更廣泛的加密經濟。
現實世界資產代幣化的潛在領先平臺
由於 Coinbase 的每位用戶都通過了 KYC/AML 檢查，Base 在第 2 層領域擁有獨特的優勢。其 1.1 億經過驗證的用戶在交易需要 KYC/AML 檢查的資產（如證券）時遇到的阻力更小。這使 Base 成爲部署現實世界區塊鏈資產的理想平臺。
無原生base代幣
重要的是，Coinbase 明確表示不會有 Base 的原生代幣，並警告用戶警惕試圖冒充該平臺潛在代幣的騙局。
ZkSync 時代：黑馬
ZkSync Era於 2023 年 3 月 24 日推出，是第一個可公開訪問的兼容 EVM 的 zk rollup (zkEVM)。由於其高可擴展性、與以太坊虛擬機 (EVM) 的兼容性和無需信任的特性，它作爲以太坊擴展的領先解決方案而備受關注。目前，zkSync Era 在第 2 層按總鎖定量排名第三，並且經常在交易活動中名列第一。這一成就凸顯了其先進的技術和在其他 zk rollup 中的主導地位。
比較第 2 層解決方案
Optimistic Rollups 和 Zk Rollups 的技術組件
Optimistic Rollups依靠欺詐證明來驗證新的Rollup狀態。此方法允許任何驗證者在狀態數據被視爲無效時對其提出異議。要使此過程發揮作用，
Optimistic Rollups必須向底層區塊鏈提交足夠的交易數據，最終實現對狀態的挑戰。提供七天的提交欺詐證明窗口，確保有足夠的時間解決爭議。
另一方面，Zk Rollup 使用有效性證明來確認新 Rollup 狀態的準確性。這些加密證明（ZK-STARK，即零知識可擴展透明知識論證）在 zkSync 中用於驗證數據而不暴露數據。雖然有效性證明需要比欺詐證明更高的計算成本，但它具有關鍵優勢。
與 Optimistic Rollups 不同，zk Rollups 不依賴第三方進行驗證。其無需信任的特性源自數學，因此 zk Rollups 完全值得信賴。由於有效性證明可以快速驗證，因此與 Optimistic Rollups 所需的七天爭議解決期相比，zk Rollups 可以更快地完成交易。這意味着使用 zk Rollups 回接以太坊的速度要快得多。
最後，由於 zkSync 具有無需信任的特性，某些 zk rollup 設計只需要將狀態根更改上傳到主鏈即可。相反，Optimistic rollup 需要將交易數據和狀態根更改提交到主鏈，才能進行狀態挑戰。
分片鏈：數據可用性的提高對 Rollups 的影響
分片鏈，特別是EIP-4844 （proto-danksharding）的初始形式，有望使以太坊網絡上的數據傳輸更具成本效益。雖然沒有確定的推出日期，但其負擔得起且可訪問的數據將使 optimistic rollups 和 zk rollups 都受益，從而大大降低交易費用。
需要注意的是，zk rollups 需要更多的資源來驗證 zk 證明，因此它們爲數據上傳分配的 gas 份額比 Optimistic Rollups 要小。因此，分片鏈的引入將對 Optimistic Rollups 產生更實質性的影響。
領先 Rollups 的當前階段
Rollup 的開發階段至關重要，因爲它會影響其安全性。Arbitrum 已達到更高級的開發水平，是一個具有必要功能的“第 1 階段”Rollup。相比之下，ZkSync、Base 和 Optimism 仍處於“第 0 階段”，這意味着某些功能尚未實現，因此增加了風險。
對於 Optimism 和 Base Rollup，瞭解其防欺詐機制正在開發中至關重要。這項正在進行的工作存在重大風險，需要進一步檢查和理解。請記住，在評估 Rollup 時，請考慮開發階段及其對區塊鏈整體安全性和性能的影響。
凝聚一切：誰將獲勝？
目前，Arbitrum 似乎正在引領第 2 層競賽，在 DeFi 中佔據主導地位，並具有強大的 rollup 安全功能，得益於 Offchain Labs 的辛勤工作，即將推出的proto-danksharding改進將進一步降低 Arbitrum 的交易成本。
短期內，Arbitrum 面臨着來自 Optimism 和 Base 等 Optimistic Rollup 的挑戰。開創性的追溯資金和補助金可能會爲這些超級鏈提供助力，從而可能使其人氣飆升。Coinbase 與 Base 的潛在整合值得關注，因爲它可能會顯著增加鏈上採用率。
ZkSync 是一種 zk rollup，它構成了長期威脅。由於專注於以太坊擴展效率，zk rollup 的成本暫時仍將高於 Optimistic rollup。然而，隨着 zk 技術的成熟，預計 zk rollup 將成爲跨各種應用程序擴展以太坊的首選方案。
將來，提供專門環境以提高效率的非 EVM 兼容 zk rollups 可能會脫穎而出。該領域的領導者 Starkware 目前正在對其技術堆棧進行重大升級。在這場以太坊擴容競賽中，尚待觀察的是，這些競爭者中的哪一個最終將勝出，確保廣泛採用並增強 DeFi 協議、dApp、NFT 和更廣泛的加密生態系統的用戶體驗。
