Coinbase：五分钟读懂Layer1、Layer2及侧链解决方案

在撰写本文时，用户已经从以太坊转移了超过 75 亿美元到 Ronin 来玩 Axie Infinity。

像 Ronin 这样的侧链是特定于应用程序的，其他的则适用于更通用的应用。目前，Polygon POS 侧链是行业领导者，拥有近 50 亿美元的价值，部署在 100 多个 DeFi 和游戏应用程序，包括大家熟悉的 Aave 和 Sushiswap，以及 Uniswap 的克隆版本 Quickswap。

同样，Polygon POS 看起来与 EVM 兼容的第 1 层并没有什么不同。然而，它是作为框架的一部分构建的，以扩展以太坊，而不是与之竞争。Polygon 团队认为，在未来，以太坊仍然是高价值交易和价值存储的主导区块链，而日常交易将转移到 Polygon 的低成本区块链。(Polygon POS 还通过一个称为检查点的过程与以太坊保持着一种特殊的关系)。

由于交易费用很低，Polygon 的未来愿景似乎是可行的。在激励计划的帮助下，用户纷纷涌向 Polygon POS，其日均交易量超过了以太坊 (尽管垃圾邮件交易夸大了这个数字)。

第 1 层和侧链都有一个明显的挑战：确保其区块链的安全。为此，他们必须向新一批矿工或权益证明验证者支付费用，以验证和确保交易的安全，通常以基础代币的通货膨胀形式 (例如 Polygon 的$MATIC, Avalanche 的$AVAX)。

然而，这也带来了显著的缺点：

如果我们可以借鉴以太坊的安全性来创建可扩展的生态系统，这不是很好吗? 进入第 2 层网络，特别是「Rollup」。简而言之，第 2 层是位于以太坊之上的独立生态系统，其安全性依赖于以太坊。

关键的是，这意味着第 2 层不需要有原生代币——所以它们不仅对以太坊更具互补性，它们本质上是以太坊的一部分。以太坊的路线图甚至表示以太坊 2.0 将以「Rollup 为中心」，以此表达对这一想法的敬意。

第 2 层通常被称为 Rollup，因为它们在将更新的交易数据发送回以太坊之前「Rollup」或将交易捆绑在一起并在新环境中执行它们。与其让以太坊网络单独处理 1000 个 Uniswap 交易 (昂贵!)，不如将结果提交回以太坊之前在第 2 层汇总上卸载计算（便宜！）。

然而，当结果被发回以太坊时，以太坊如何知道数据是正确和有效的? 以太坊如何防止任何人发布不正确的信息? 这些关键问题区分了两种类型的 Rollup：Optimistic Rollup 和 ZK-Rollup。

当向以太坊提交结果时，Optimistic Rollup 中的「Optimistic」假设它是有效的。换句话说，他们让 Rollup 操作人员发布他们想要的任何数据 (包括潜在的不正确/欺骗性数据)，并假设它是正确的——毫无疑问，这是一个 Optimistic 的前景! 但打击欺诈还是有办法的。作为一种制衡，在任何提款后都有一个时间窗口，任何人都可以在此查看欺诈行为 (记住，区块链是透明的，任何人都可以查看正在发生的事情)。

其中一个观察者可以通过数学方法证明欺诈发生了 (通过提交欺诈证明)，那么 Rollup 将恢复任何欺诈交易，惩罚不良参与者并奖励观察者 (一个聪明的激励系统!)。

缺点是当用户在 Rollup 和以太坊之间移动资金时，会有一个短暂的延迟，等待查看是否有任何观察者发现任何欺诈行为。在某些情况下，这可能长达一周，但我们预计这些延迟会随着时间的推移而减少。

关键是 Optimistic Rollup 本质上与以太坊联系在一起，并准备帮助以太坊今天的规模。因此，随着许多领先的 DeFi 项目转向领先的 Optimistic Rollup——Arbitrum 和 Optimistic Ethereum，我们已经看到了强劲的初期增长。

Arbitrum 和 Optimistic Ethereum 是目前实现 Optimistic Rollup 的两个主要项目。值得注意的是，两家公司都仍处于早期阶段，两家公司都保持着中心化控制的水平，但都计划随着时间的推移进行去中心化。

据估计，一旦成熟，Optimistic Rollup 可以将可扩展性提高 10-100 倍。甚至在早期，在 Arbitrum 和 Optimism 上的 DeFi 应用程序就已经积累了数十亿的网络价值。

Optimistic 在 7 个 DeFi 应用中部署了超过 3 亿美元的 TVL，其中最著名的是 Uniswap、Synthetix 和 1inch。

Arbitrum 则更进一步，在 60 多个应用程序中，包括熟悉的 DeFi 协议 (如 Curve、Sushiswap 和 Balancer) 的 TVL 上投资约 25 亿美元。

Arbitrum 也被选为 Reddit 的扩展解决方案，因为他们期待已久的努力为社交媒体平台的 5 亿活跃用户标记社区点。

Optimistic Rollup 假设交易是有效的，并为其他人提供了证明欺诈的空间，而 ZK-Rollup 则实际向以太坊网络证明交易是有效的。

随着捆绑交易的结果，他们向以太坊智能合约提交所谓的有效性证明。顾名思义，有效性证明让以太坊网络验证交易是否有效，从而使中继者不可能欺骗系统。这消除了对欺诈证明的需要，因此在以太坊和 ZK - Rollup 之间转移资金是有效的即时操作。

虽然即时结算和无提款时间听起来很棒，但 ZK-Rollup 并不是没有权衡的。首先，生成有效性证明需要大量的计算，因此需要高性能的机器来让它们工作。其次，围绕有效性证明的复杂性使得支持 EVM 兼容性更加困难，从而限制了可以部署到 ZK-Rollup 的智能合约的类型。

因此，Optimistic Rollup 首先进入市场，并且更有能力解决目前以太坊的规模问题，但从长远来看，ZK-Rollup 可能成为更好的技术解决方案。

ZK-Rollup 的情况很深入，有多个团队在工作中和生产中进行实现。一些著名的公司包括 Starkware、Matter Labs、Hermez 和 Aztec。今天，ZK-Rollup 主要支持相对简单的应用程序，如支付或交易所。例如，衍生品交易所 dYdX 采用 Starkware (StarkEx) 的 ZKRollup 解决方案，支持每周近 500 万笔交易和 10 亿美元以上的 TVL。

然而，真正值得称赞的是 ZK-Rollup 解决方案，它完全兼容 EVM，因此能够支持流行的通用应用程序 (如 DeFi 应用程序的完整套件)，而不会出现 Optimistic Rollup 的撤回延迟。这一领域的主要参与者是 MatterLab 的 zkSync 2.0、Starkware 的 Starknet、Polygon Hermez 的 zkEVM 和 Polygon Miden，它们目前都在致力于主网发布。(与此同时，Aztec 专注于将 zk 证明应用于隐私)。

许多业内人士 (包括 Vitalik) 都在考虑将 ZK-Rollup 与以太坊 2.0 结合起来，作为扩展以太坊的长期解决方案，这主要是因为它们能够在不影响安全性或去中心化的情况下从根本上每秒处理数十万个交易。即将推出的完全兼容 EVM 的 ZK-Rollup 将是以太坊发展过程中需要关注的关键问题之一。

从长远来看，如果智能合约平台想要扩展到数十亿用户，这些可扩展解决方案是必要的。然而，在短期内，这些解决方案可能会给用户和加密运营商带来重大挑战。从以太坊导航到这些网络需要使用跨链桥，这对用户来说是复杂的，并带有潜在的风险。例如，一些跨链桥梁已经成为攻击目标。

更重要的是，多链世界打破了可组合性和流动性。考虑到 Sushiswap 目前在 Ethereum、Binance Smart Chain、Avalanche、Polygon 和 Arbitrum 上实现。Sushiswap 的流动性曾经集中在一个网络 (以太坊) 上，现在它分布在五个不同的网络上。

以太坊应用一直受益于可组合性——例如，以太坊上的 Sushiswap 可以与 Aave 或 Compound 等其他以太坊应用即插即用。随着应用程序扩展到新的网络，在第 1 层/侧链/第 2 层实现的应用程序不再能够与在另一层实现的应用程序组合，限制了可用性，并给用户和开发人员带来了挑战。

像 Avalanche 或 Solana 这样的新 1 层会继续成长，与以太坊竞争吗? 像 Cosmos 或 Polkadot 这样的区块链生态系统会激增吗? 侧链会继续与以太坊和谐运行，承担其过剩的容量吗? 或者与以太坊 2.0 相结合的 Rollup 会胜出吗? 没有人能肯定地说。

虽然未来是不确定的，但有这么多聪明的团队致力于解决开放的、无需许可的网络所面临的最具挑战性的问题，我们应该感到安慰。正如宽带最终帮助互联网支持了许多革命性的应用程序，我们相信我们最终会以同样的眼光看待这些成功的规模解决方案。