在過去的幾年裡，我們看到區塊鏈生態系統以指數級的速度增長。這使我們注意到了一個古老而根本的問題，即現有的第一層 「L1」 平台由於交易速度低，其可擴展性有限。今年，隨著以太坊虛擬機「EVM」 ZK-rollups（也稱為 zkEVM ）的引入， L2 的格局發生了巨大的變化。以下將一覽 Arbitrum 、 zkBNB 等最新的 Layer 2 擴展。本文源自《幣安：最新 Layer2 擴展報告》，由 Web3 大航海編譯、DeFi 之道整理。
（前情提要：埋伏 Layer2 空投》盤點StarkNet生態十大項目 : 跨鏈橋、DEX、NFT… ）
（背景補充：觀點｜Layer2 賽道百花齊放、區塊鏈開啟戰國時代，誰將是領跑者？）
精華內容速讀
- 一旦 L1 足夠強大，大部分交易都可以在 L2 上進行，從而以更低的 gas 成本實現進一步的可擴展性和更快的交易
- 比較不同的解決方案，我們可以觀察到速度和安全性的差異。Optimistic 和 ZK-Rollups 被認為比側鏈和 Plasma 更安全，儘管它們在速度和執行方面受到更多限制
- 從第 2 層擴展解決方案（包括側鏈）的不同特徵來看，我們認為 ZK-Rollups 在安全性、性能、可用性和其他值得注意的方面提供了最佳的整體方法
- 以太坊區塊鏈仍將是結算層，而擴展解決方案將繼續體現其作為不斷增長的 dApp 生態系統執行層的地位
zkEVM 的引入對於開發人員的編碼語言可用性和可訪問性而言是一個重要的里程碑。目前，大多數ZK-Rollup 是用基於十六進制的低級彙編語言而不是Solidity 編寫的，後者引入了新的抽象級別和複雜性 - 雖然Arbitrum 為追求更低的gas 費用而進行的中心化權衡在短期內是可以理解的，但我們敦促該項目繼續專注於創建去中心化系統
- 利用 ZK-Rollups 的力量， BNB 智能鏈引入了 zkBNB，為區塊鏈帶來了進一步的可擴展性
- 在 zkEVM 強大到足以競爭之前， Optimistic rollups 可能會進一步普及。與 Optimistic rollups 相比， ZK-Rollups 使用有效性證明，由於限制較少，可提供長期收益
- 截至目前，今天以太坊上的大多數應用程式可能會遷移到 L2，這進一步說明了對安全橋的需求。因此，我們預計 L2 和中心化交易所之間會出現更多的橋樑，以及各種 L2 之間的橋樑
揭開 Layer 2 擴展的神秘面紗
在過去的幾年裡，我們看到區塊鏈生態系統以指數級的速度增長。這使我們注意到了一個古老而根本的問題，即現有的第一層 「L1」 平台由於交易速度低，其可擴展性有限。
在接下來的幾個月裡，Layer 2 「L2」 的解決方案最受關注。縮放，這帶來了層分離的願景。這種層分離的目標是構建 L1 作為安全和可靠性的基礎層，同時將快速迭代和行動轉移到 L2。一旦 L1 足夠強大，大部分的交易就可以在 L2 上進行。允許進一步的可擴展性和更快的交易，並降低 gas 成本。
一旦 L1 足夠強大，大部分交易就可以在 L2 上進行，允許進一步的可擴展性和更快的交易，並降低 gas 成本。
當開發 Layer 2 的擴展解決方案時，重要的是它們要繼承主鏈的安全性。這也是區別於側鏈的要素之一。在側鏈中，驗證者確保鏈的安全。在過去的幾個月裡，有兩個主要的 layer 2 解決方案受到了關注，分別是 ZK Rollup 和 Optimistic Rollup 。
雖然我們假設有一些基本的的理解，但我們還是要先看一下一些基礎知識。
❖ ZK-Rollups
ZK – Rollups — 簡單地說，是在鏈外處理和計算的數據集。這種鏈外計算減少了必須發佈到區塊鏈上的數據量。他們產生有效性證明，以證明其變化的正確性。有效性證明是一種密碼學保證，即 Rollups 提出的狀態變化，確實是執行該批交易的結果。這意味著 ZK-rollups 只需要提供有效性證明來最終確定以太坊上的交易，而不是在鏈上發布所有的交易數據。與智能合約相關的重要數據被請求的頻率低於 L1 。這節省了大量的處理能力，而且較少的區塊鏈的容量，被用於交易驗證。因此， gas 費用減少，使交易更快、更便宜。
❖ Optimistic Rollups
Optimistic Rollup 將多個鏈外交易捆綁在一起的大批次，然後再提交給以太坊。這種方法可以將固定成本分攤到這種方法可以將固定成本分散到每個批次的多個交易中，減少最終用戶的費用。數據聚合者將計算Merkle根來實現更高的交易速度。然而，他們提供的吞吐量低於 Plasma 和 ZK-Rollups 。樂觀的滾動被認為是「樂觀的」，因為它們假定鏈外交易是有效的，並且不發布鏈上交易批次的有效性證明。這將樂觀的滾動與零知識的滾動區分開來。樂觀的滾動必須依靠外部驗證器來檢查 Merkle 根，然後才可以更新狀態。
雖然還有其他值得一提的擴展解決方案，如﹕Plasma，它使用子鏈來協助主鏈進行驗證、Polkadot 的parachains；比特幣的閃電網路、Sidechains、Validium 和 State Channels。我們將在本報告中專門關注 Rollups ，因為與其他解決方案相比，其採用率和相對重要性有所增加。
基於以太坊二層擴展方案的技術選擇，表明 Rollup 更受關注
Layer2 解決方案在安全性和速度方面差異
不同擴展方案的特點對比
未來屬於 zkEVM
今年，隨著以太坊虛擬機「EVM」 ZK-rollups（也稱為 zkEVM ）的引入， L2 的格局發生了巨大的變化。
按照功能逃逸速度的想法，我們可以看到一旦 L1 變得足夠強大， L2 將發揮越來越重要的作用。因此，假設更多的經濟活動將發生在 L2 上，通過 zkEVM 和其他舉措增加 dApp 功能也變得至關重要。
因此，假設以太坊將繼續其走向安全和可靠的結算層的旅程，我們預計 L2s 將越來越多地積累遠離以太坊主網的收入，從而為驗證者引入較低的 Staking 收益率的可能性，這反過來可能為以太坊網路的安全帶來新的風險。
zkEVM 的引入，在所使用的編碼語言和開發人員的可及性方面也是一個重大的里程碑。目前，大多數 ZK-Rollups是用低級的基於十六進制的彙編語言，而不是 Solidity 編寫的，這引入了新的抽象和複雜程度。
有了 EVM 功能， dApps 可以在 L2 rollups 上原生工作，而不必擔心 L2 和 Ethereum 的編程語言差異帶來的風險。在 zkEVM 中， Polygon 和 Scroll 因其字節碼等同性（而不是兼容性）而脫穎而出，這就是為什麼我們期望看到這兩個產品在未來被進一步採用。
字節碼的等效性使得這兩種產品能夠更無縫地整合和過渡智能合約。雖然長期的願望是讓 zkEVM 達到與以太坊等同的水平，但這方面的發展仍在進行中。 EVM 等效性與 EVM 兼容性不同，因為它創造了更少的用戶摩擦，消除了對任何形式的修改或重新實現程式碼的需要。
在過去的幾個月裡，我們看到 zkEVM 之間的競爭在增加，我們預計這一趨勢將在不久的將來繼續。
Arbitrum 更新
Arbitrum 就是以太坊的一個 L2 解決方案，旨在提高以太坊智能合約的速度和可擴展性，同時增加額外的隱私功能。除此之外， Arbitrum 還進一步允許開發者能夠運行未經修改的 EVM 合約和交易，且不影響第一層的安全性。
在構建第二層擴展解決方案時，重要的是要它們繼承主鏈的基礎安全。這是區別於側鏈的要素之一，側鏈的安全是由驗證者來保證的。通過比較不同的解決方案，我們可以觀察到速度和安全性的差異。Optimistic 和ZK-Rollups 明顯比側鏈和Plasma 更安全，儘管它們在速度和執行方面受到了更多限制。
而在過去的幾個月裡，這兩個主要的 Rollup 也受到了人們的廣泛關注。
從第 2 層擴展解決方案（包括側鏈）的不同特徵來看，研究團隊認為 ZK-Rollups 在安全性、性能、可用性和其他值得注意的方面提供了最佳的解決方案，但在 zkEVM 強大到足以競爭之前，Optimistic Rollup 可能會進一步普及。
延伸閱讀：Layer2｜OP 還是ZK？未來還需注視第二代 Optimistic Rollup
大約一個月前，Arbitrum 將其平台版本更新為「Nitro」。這是一次關乎其長期發展的改進。
隨著 Nitro 的引入，交易現在分兩個階段處理：
- 在第一階段， Nitro 將交易放入一個將被處理的序列中。
- 然後，隨著該序列的發布，確定性狀態轉換函數將應用於每個交易事務。
僅查看 Arbitrum 上的交易，我們就可以觀察到其自年初以來的積極增長趨勢。研究團隊認為 Arbitrum Odyssey 是一個關鍵事件，推動了進一步的採用，但預計想要保持長期增長，就需要來自中心化交易所的進一步整合。
雖然 DeFi TVL 最初在Arbitrum 上的規模較大，但現在在 Arbitrum 和 Optimism 之間幾乎平分秋色。因此，最終儘管Arbitrum 最近取得了進展，但我們並沒有看到可觀的市場份額增長。然而，如果考慮到代幣餘額，Arbitrum 擁有更多 TVL 的潛力。
除了 OpenSea 宣布支援 Arbitrum 及其 NFT 生態系統，還有新基礎設施、來自 Odyssey 的新 NFT 的新用戶，以及代幣發行的結合，這些為 Arbitrum 的持續增長創造了一場完美的風暴。
我們可以得出結論，在與 Optimism 和其他擴展解決方案不斷競爭的同時， Arbitrum 的生態系統全年仍保持持續增長。
即使 Arbitrum 為追求更低的 Gas 費用而進行的中心化權衡在短期內是可以理解的，但中心化仍然是我們要指出的一個關鍵風險因素，好在 Arbitrum 在這方面並不是唯一一個，因為大多數 L2 在某種程度上都在面臨著某種形式的中心化風險。
zkBNB 更新
利用 ZK-Rollups 的力量， BNB 智能鏈推出了 ZkBNB ，為區塊鏈帶來進一步的可擴展性。與其他 ZK-Rollups 一致， ZkBNB 具有相同的能力，可以將數以百計的交易捆綁在一個批次的鏈外，並產生加密證明。
這些證明可以以簡潔的非交互式知識論證「SNARK」的形式出現，它可以證明卷積區塊中每一筆交易的有效性。SNARK 確保所有資金都在 BNB 鏈上持有，而計算和儲存則在 BNB 側鏈上進行。
此外，由於使用了 zk-SNARK 證明， ZkBNB 與 BNB 智能鏈的安全性相同。
目前， ZkBNB 實現了以下特點：
- 與 L1 的安全性相同﹕ ZkBNB 與 BSC 的安全性相同。由於使用了 zkSNARK 證明，安全性得到了加密保證。
- 無縫的 L1 – L2 通信﹕在 BSC 或 ZkBNB 上創建的 BNB 和 BEP20 / BEP721 / BEP1155 令牌可以在 BSC 和 ZkBNB 之間自由流動。
- 內置即時 AMM（自動做市商）互換﹕ZkBNB 通過使用內置的流動性池，允許數位資產不經許可自動進行交易
- 內置 NFT 市場﹕ 開發人員可以在 ZkBNB 上建立加密貨幣收藏品和 NFT（非同質化代幣）的市場，開箱即用
- 快速的交易速度和更快的最終結果﹕由於性能是BNB智能鏈的關鍵優先事項， ZkBNB 提出了驚人的數位，能夠支援1億個地址並處理高達 1 萬個 TPS
- Gas 代幣﹕ ZkBNB 上的 gas 代幣可以是 BEP20 或 BNB，費用低至 10 倍
- BSC 上的「完全退出」﹕ 如果用戶覺得他的交易被 ZkBNB 審查，在任何時候，他們都可以要求「完全退出」操作來提取資金。這意味著用戶可以在任何時候提取資金
由於 ZkBNB 提供開箱即用的直接代幣操作，開發者現在可以有效地在 BSC 和 ZkBNB 之間，無縫轉移 BNB 和其他數位代幣（BEP20/BEP721/BEP1155）。導致冗長交易清單的更快執行，同時確保無縫不受干擾的體驗。
隨著 ZkBNB Testnet 在 11 月的發布，主網的目標是在 2023 年第一季度推出。更多關於 BNB 智能鏈的創新項目可以在 BNB Chain 的 2022 年路線圖中查看。
總結
我們看到現實世界對加密貨幣的採用越來越多，隨之而來的是一個需要解決的關鍵挑戰。擴大目前的第一層解決方案，通過可擴展性和低費用推動進一步的採用。通過以太坊 2.0，我們在區塊鏈共識機制方面達到了一個關鍵的里程碑，並為進一步改進打開了大門。
分片，一旦實現了它的全部擴展潛力，可以提供 64 倍的改進。然而，為了推動進一步的增長，這很可能是不夠的，由於 L2s 給主網帶來的眾多改進，L2s 很可能成為以太坊關注的中心。
遲早， L2s 將能夠為大眾提供更快的交易和更低的費用，並且很可能將交易從以太坊趕到他們自己的鏈上，給系統帶來新的挑戰。我們預計，一旦 L1s 變得足夠強大，功能逃逸速度的想法將導致 L2s 發揮越來越重要的作用。因此，假設更多的經濟活動將發生在 L2 上。因此，也有可能 L2 的崛起將推動 DeFi 空間的進一步增長。
隨著對橋的類似關注，用戶將能夠在未來從更高的區塊鏈互操作性中受益。雖然 L2s 在互操作性方面仍有局限性，但在未來幾年可能會發生變化。因此， L2 的擴展解決方案將在建立一個多鏈世界中發揮關鍵作用。然而，在短期內，跨鏈橋可能處於發展的最前端。我們預計，以太坊上的大多數應用程式可能會轉移到 L2 ，進一步強調了對安全橋接器的需求。因此，我們預計 L2 和集中式交易所之間的橋樑會出現，以及各種 L2 之間的橋也會出現。
儘管 Optimistic 的 Rollups 越來越重要，但我們最終相信 ZK-Rollups ，特別是 zkEVM ，將在以太坊的未來發揮關鍵作用。這就是說 – ZK-Rollups 有他們的理由和在生態系統中的地位。因此，在整個 2022 年和 2023 年，開發人員可能仍然會在樂觀主義和 ZK-Rollups 之間分化。
在 zkEVMs 強大到足以與之競爭之前，Optimistic Rollups 可能會看到人氣的進一步上升。我們相信，使用有效性證明的 ZK-Rollups ，與 Optimistic Rollups 相比，由於限制較少，提供了長期的好處。另一個關鍵的趨勢將是在L2平台上原生駐留和運行的 dApps 的發展–這個趨勢我們還有待發揮。
為了推動進一步的增長， L2s 可能會成為以太坊關注的中心，因為它們給主網帶來了許多改進。我們總體上對這個空間感到興奮，並歡迎我們在過去幾個月看到的發展，預計在今年剩餘的時間和 2023 年將會有更多的發展。
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