以太坊LAYER 2的崛起

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安全且用户友好的去中心化互联网的愿景，由共享经济框架支持并受到数十亿人的拥护，依赖于开发关键基础设施。 扩展解决方案（称为第 2 层）在构建此基础和增强以太坊功能方面发挥着至关重要的作用。 这些项目共同努力，形成了一个强大的生态系统，推动以太坊充分发挥其潜力。

在本文中，我们将深入研究有关第 2 层网络的创新和叙事。 我们将讨论这些网络面临的挑战及其对以太坊大规模采用的潜在变革性影响。 我们的分析将基于足迹分析第 2 层研究页面的数据，为这个不断发展的生态系统提供有价值的见解。

1、为什么我们需要第 2 层？

区块链技术长期以来因其去中心化、安全性和可扩展性等理想品质而受到赞誉。 然而，“区块链三难困境”表明，在一个简单的架构中同时实现这三个目标具有挑战性。 以太坊目前每天处理超过 100 万笔交易，由于需求不断增长，经常面临高额交易费用。 为了解决这个问题，第二层网络作为一种创新的解决方案应运而生。

第 2 层网络的主要目标是通过实现更高的每秒交易量 (TPS) 来提高交易吞吐量，同时保持去中心化和安全性。 这些网络通过将多个链下交易合并为单个第一层交易来实现这一点。 因此，交易费用显着降低，使以太坊对更广泛的用户来说更容易访问和包容。

2、不同类型的第 2 层

目前，Layer 2 主要有三种类型，包括 汇总、状态通道和 Plasma。

2.1 汇总

汇总（Rollup） 是第 2 层解决方案，可将大量交易聚合为第 1 层上的单个交易，通过在 Rollup 内的参与者之间分配交易费用来节省用户成本。 汇总有两种主要类型：乐观汇总和零知识汇总（ZK-rollups）。 Optimistic rollups 利用欺诈证明来确保链下交易的有效性，而 ZK-rollups 利用零知识证明来增强隐私和安全性。

Optimistic Rollup 的例子包括 Arbitrum(Arbitrum One)、Optimism(OP Mainnet) 和 Base。

Arbitrum 由 Offchain Labs 团队于 2021 年 8 月推出，已成为行业中的佼佼者，占据了超过 50% 的市场份额。 通过 Nitro 升级，Arbitrum 实现了与以太坊虚拟机 (EVM) 的完全等效，使开发人员能够将智能合约从以太坊无缝迁移到第 2 层，而无需进行任何修改。

Optimism 是第二大以太坊第 2 层解决方案，于 2021 年 1 月软启动其主网，并于 2021 年 12 月全面向所有人开放。Optimism 采用 EVM 等效架构构建，为以太坊应用程序提供无缝扩展解决方案，而不会遇到重大挑战 。

Base 与 Optimism 合作基于 OP Stack 构建，于 2023 年 7 月在主网上线。几个月内，它取得了巨大成功，在 Layer 2 市场占据了第三名的位置。 Base 由 Coinbase 孵化，利用 Coinbase 在构建加密产品方面的专业知识。

另一方面，ZK-rollup 实现包括 zkSync Era、Starknet、Linea 和 Polygon zkEVM。

zkSync Era被公认为世界上第一个zkEVM区块链，于2023年3月在主网面向所有用户推出，并迅速占据了Layer 2市场第四位的市场份额。 zkSync Era 已成为在用户活动（包括 TPS 和交易）方面占主导地位的 Rollup 解决方案。

Starknet于2021年11月主网上线，通过使用STARK密码证明系统实现安全低成本交易和高性能。 Starknet 由 Cairo 提供支持，因此不兼容 EVM。 我们正在努力通过 Transpiler Warp 实现 Solidity 和 Cairo 之间的兼容性。

2.2 状态通道

状态通道（state channel）是一种机制，允许参与者进行快速且不受限制的链下交易，并在以太坊区块链上确定最终结果。 这种方法减少了网络拥塞、费用和交易延迟。

雷电网络（raiden network）是一种链外扩容解决方案，专注于研究状态通道技术、定义协议和开发参考实现。 它支持近乎即时、低费用且可扩展的支付，使其与以太坊上的任何 ERC20 代币兼容。 该网络旨在增强可扩展性和可用性，同时保持与以太坊生态系统的兼容性。

2.3 Plasma

Plasma是一条独立的区块链，通过锚定连接到以太坊主链，它利用欺诈证明（类似于乐观汇总）来解决纠纷。

OMG 网络采用第 2 层 Plasma 架构，可提供强大的安全保证和高吞吐量。 它为有兴趣在以太坊平台上构建去中心化支付应用程序的第三方开发人员提供了可扩展的解决方案。

3、数据洞察

共识正在形成：以太坊将得到大规模采用，只是时间问题，而不是是否会实现的问题。 那么，还有多远呢？

与其他技术的传播类似，以太坊的采用轨迹可以用经典的钟形曲线来描述。 首先是数量有限的创新者迅速接受该技术，然后是早期采用者的参与。 随着以太坊不断发展和成熟，它逐渐扩大其影响范围以涵盖早期和晚期大多数人，从而进入大规模采用阶段。 最终，该技术在其采用的最后阶段到达了剩余的人群，即落后者。

我们从以下几个方面探讨 Layer 2 对以太坊大规模采用的影响：

3.1 锁定总价值

锁定总价值（TVL）预计将成为采用情况的领先指标。

截至 2023 年 10 月，Arbitrum 处于领先地位，TVL 高达 60 亿美元，市场份额为 61.03%，巩固了其市场主导地位。 Optimism 紧随其后，TVL 为 26 亿美元，市场份额为 26.41%，展示了其广泛的采用率和用户参与度。

其他链形成第二梯队，但市场份额远远落后——不到5%。 Base是新来者，于2023年7月13日在主网上线，以4.6291亿美元的TVL位居第三。 zkSync Era 网络以 4.5087 亿美元的锁定金额排名第四，而 Starknet 以 1.3527 亿美元的 TVL 排名第五。

3.2 唯一用户和交易

用户活动，例如唯一用户的数量（称为与以太坊交互的“桥接者”）和交易量，是采用的关键采用指标。

在各种 Layer 2 解决方案中，zkSync Era 脱颖而出，成为领跑者。 它已积累了令人印象深刻的 267 万独立用户，占所有 Rollup 的 37.10％，并促成了 223 万笔交易，占 Rollup 活动的 50.84％。 zkSync Era最初的空投活动吸引了大量用户，此后一直保持领先地位。 Starknet 在交易量方面紧随其后，交易量为 170 万笔，占 Rollup 活动的 23.70%。

Base 和 Linea 均于 2023 年 7 月上线主网，在市场上获得了极高的人气。 他们在独特的用户参与度和交易量方面都超越了 Optimism 和 Polygon zkEVM。

3.3 吞吐量

区块链社区中经常讨论的主要扩展挑战之一与交易吞吐量有关。

目前，以太坊主网的容量约为每秒 15 笔交易（TPS）。 相比之下，Visa 拥有处理大约 24,000 TPS 的能力，而 Mastercard 可以处理 5,000 TPS。

Layer 2 正在弥合以太坊的差距。 10 月份，Arbitrum 和 zkSync Era 等知名 Rollup 实现的平均 TPS 约为 9.5 到 10，这使得它们在可用的 Rollup 解决方案中性能最接近以太坊网络。 Rollups 共同为可扩展性做出了重大贡献，其吞吐量超过以太坊主网 321%，10 月份的可扩展性系数为 4.21。

虽然汇总有助于可扩展性，但目前没有任何单独的汇总在吞吐量方面超越以太坊。 在熊市中，吸引和留住用户对于第一层和第二层网络来说都是一个挑战。 构建繁荣的二层生态系统不仅需要强大的解决方案，还需要高流量的应用程序。 此外，由于多个第 2 层解决方案之间以及第 1 层和第 2 层之间缺乏无缝交互，用户体验也会受到影响，例如，需要进行钱包切换并产生流动性成本。

3.4 成本

Layer 2 网络的采用在降低以太坊网络费用方面发挥了至关重要的作用。 通过将多个链下交易合并为单个第一层交易，以太坊的交易费用显着下降。

根据 Footprint Analytics 的数据，2023 年 10 月 Rollups 的平均交易费用目前在以太坊的 3% 到 10% 之间。

这些数字凸显了第 2 层网络的日益普及和利用率，凸显了它们在缓解以太坊区块链拥塞和增强可扩展性方面的潜力。

4、第 2 层的创新

在区块链技术的动态格局中，Optimism、zkSync 和 Arbitrum 等领先的 Layer 2 解决方案正在积极寻求创新方法来解决持续存在的挑战，同时保持对互操作性的关注。 这些知名企业保持着快速的创新步伐，包括技术和应用，不断努力保持领先地位并保持市场竞争优势。

Optimism 生态系统中提出的超级链是一个由汇总网络组成的网络，共享一个称为 OP Stack 的通用代码库。 该框架旨在建立一个可互操作的环境，使各种第 2 层网络可以相互通信和处理，类似于互联网如何实现设备之间的通信。 通过提供水平可扩展性，超级链解决了与传统多链架构相关的挑战。 这些挑战包括平行链之间差异化的安全架构，随着更多链的添加，这可能会导致系统性风险增加，以及为每个额外链设置新节点的成本。

2023 年 6 月，zkSync 推出了“Hyperchains”，这是一种作为 zkEVM 的类似分形实例运行的新颖网络。 这些超链与第 1 层上的共享结算并行运行，提供了与 zkSync Era 一起作为第 2 层网络或第 3 层 Validium 运行的灵活性。 zkSync 生态系统中的超链可以由任何人开发和部署，无需许可。 为了确保信任和无缝互操作性，每个超链必须由 ZK Stack 上可用的相同 zkEVM 引擎提供支持。 GRVT 是一种结合了中心化和去中心化交易优势的混合加密货币交易所，将成为 zkSync 生态系统中的第一个超链。 其封闭 alpha 版本预计将于 2023 年 11 月推出，随后主网将于 2024 年第一季度发布。

Arbitrum Stylus 于 2023 年 8 月由 Arbitrum 推出，允许在其第 2 层网络上使用 Rust、C 和 C++ 等多种编程语言开发智能合约。 除了 Solidity 之外，开发人员现在还可以使用与 WebAssembly (WASM) 兼容的语言编写智能合约。 WASM 允许在网络上运行 Rust 和 C++ 等语言的代码，也可以使用 Arbitrum Stylus 在区块链上运行代码。 Stylus 引入了第二个同等的虚拟机，它与 EVM 完全可互操作，提供了一种编写智能合约的新方法。

5、Layer 2 叙事

自 2022 年以来，Layer 2 本身已成为加密货币领域的重要叙事。在 Layer 2 领域，叙事在塑造公众认知并随后影响市场走势方面发挥了重要作用。 这些叙述提供了对 Layer 2 和以太坊整体未来的见解。

• 完全链上游戏。 这些游戏利用区块链作为集中式游戏服务器的替代方案，将游戏的各个方面纳入链上，包括资产、逻辑、状态和存储。 Starknet 和 COMBO（目前在测试网上运行）已将自己定位为公链领域内完全链上游戏的杰出支持者。
• 模块化区块链。 最初，区块链是采用单体方法设计的，其中单个区块链处理所有任务。 然而，模块化区块链概念的出现是为了专注于特定功能，而不是试图涵盖所有内容。 Celestia 是第一个模块化区块链网络。 它已做好发射准备，并于 2023 年 10 月公布了空投和发射计划。

• 零Gas费。 Gas费一直是以太坊大规模采用的一个重大障碍。 为了解决这个痛点，GasZero（目前在测试网上运行）作为第 2 层区块链网络出现，提供了独特的解决方案：它向受信任的最终用户收取零 Gas 费。 在 GasZero 上，用户可以与去中心化网络和智能合约进行交互，而无需提前在钱包中存入任何代币。
• Layer 3。区块链行业中的“Layer 3”概念目前还没有一个被广泛接受的定义。 以太坊联合创始人 Vitalik Buterin 认为，现在建立明确的定义还为时过早，因为 multi-rollup 生态系统的架构仍在不断发展，大多数讨论本质上都是理论性的。 然而，Buterin 分享了关于 Layer 3 未来可能代表的三个愿景。
• 第 2 层用于扩展，第 3 层用于定制功能，例如隐私。
• 第 2 层用于通用缩放，第 3 层用于定制缩放。
• 第 2 层用于无信任扩展（rollups），第 3 层用于弱信任扩展（validiums）。

6、Layer 2 面临的挑战

作为拥挤的以太坊网络的替代方案，经济有效且高效的第 2 层网络越来越受欢迎，引起了相当多的关注。 保持强大的基础层同时谨慎扩展其某些方面的功能至关重要。 正如 Vitalik Buterin 在 2023 年 10 月的以太坊香港黑客马拉松期间所强调的那样，在以太坊社区中，鼓励技术和应用程序的发展，但在用户友好性和去中心化的好处之间保持微妙的平衡至关重要。

Buterin 表示，第 2 层网络在寻求以太坊的可扩展性时面临四个关键挑战。

• 证明系统安全性和去中心化。 采用有效性（ZK）证明和欺诈证明来证明交易的合法性，无需在以太坊主链上进行处理。 然而，有效性证明由于依赖特定硬件而面临中心化问题。
• 排序去中心化。 这些排序器验证、排序和压缩交易以传输到第 1 层。然而，这种集中式设置因其潜在的单点故障、审查漏洞或容易被当局关闭而受到批评。
• 跨L2钱包。 它们可以与多个第 2 层解决方案无缝交互，而无需进行钱包切换。
  数据可用性。 它指的是链上数据可用性，即存储区块链数据的完整副本以验证交易的挑战。 值得注意的是，像 Validiums 和 Optimiums 这样的解决方案通常不属于第 2 层，因为它们不在第 1 层上发布数据。相反，它们在第 1 层之上引入了额外的信任假设。
• 生态系统和 dApp。 目前，第 2 层网络在其生态系统中托管着各种协议，其中大多数都在 DeFi 领域。 通过引入出色的 dApp，Layer 2 网络可以扩展其生态系统并吸引更多用户，鼓励他们留下来。

此外，正如我们之前提到的，目前没有任何一个 Layer 2 在吞吐量方面超越以太坊。 迫切需要发展每个网络内的生态系统。

7、结束语

总之，第 2 层网络通过有效解决阻碍其进步的可扩展性和成本挑战，推动以太坊向大规模采用更近了一步。 这些网络提供创新的解决方案，提高交易吞吐量并降低费用，使以太坊更容易为更广泛的受众所访问和包容。

此外，除了以太坊的第 2 层网络之外，opBNB 已成为 BNB 链应对可扩展性挑战的回应。 2023年9月，opBNB成功完成主网公开上线。 确实，其他公链面对这些挑战的反应和未来方向同样令人着迷。 重点仍然是生态系统开发和用户吸引。 随着每条链都走上自己独特的可扩展性和大规模采用的道路，巨大的可能性就展现在我们面前。

原文链接：Ethereum Layer 2’s Rise Towards Mass Adoption

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