行走笔记：投资人眼中Layer 2生态 （上）

今年下半年有几个确定性的热点：NFT、波卡生态以及Layer 2。本篇笔记就来自国内头部加密领域投资机构分布式资本对Layer 2赛道的观察。黄凌波对Layer 2不同解决方案的介绍，也可以作为一个科普类文章来学习。

笔记会分上下两篇输出。以下，Enjoy：

先介绍下分布式资本，成立于2015年，是中国首家专注于区块链的投资机构。我们投资了将近两百个区块链领域的项目，70%以上是海外项目，包括ETH、波卡等项目，我们都是早期私募的投资人。

Layer 2是我们比较关注的方向，分布式是ETH最早的支持方和投资人，ETH生态我们会持续保持深度关注和支持。

我们的创始人是沈波总，万向的肖风总和以太坊的创始人Vitalik是分布式资本的联合创始人。分布式资本分布于上海、纽约和硅谷。

一、Layer 2介绍

我们一直觉得Layer 2的出现是必然的状态。左边的图是GAS费的统计。近一年GAS在整体升高，当然和Defi与NFT的火热密不可分。右边是Debank统计的DEX上的交易数据，在近一年时间呈现了非常活跃的状态。交易费和吞吐量的上升，导致现在以太坊Layer 1的网络已经无法支撑整个生态的发展。因为Layer 2的出现是有其必然性的。

Layer 2的解决方案包括Rollup、Validium、状态通道、侧链以及Plasma等。后面我会具体介绍每种解决方案的优缺点已经发展方向。

大家知道，ETH正在进行2.0的推进。1.0是POW，2.0会采用POS的共识机制。大家会有产生一个问题：ETH 2.0之后，吞吐量会大幅上升，GAS费会大幅降低，那Layer2 还有没有存在的必要？

第一，ETH 2.0目前依然处在信标链的第一个阶段过程中，还非常早期。在阶段2 POS才会和目前POW的链融合，2阶段才是最终实现2.0 POS的状态。整个过程至少需要两年的时间。这段时间中，Layer 2的应用就是必不可少的。缺少了Layer 2，以太坊基础能力就会跟不上生态的发展速度。

第二，以太坊2.0上线之后，Layer 2的Rollup技术，包括ZK Rollup和Optimisitic Rollup在基于以太坊2.0是可以有十倍以上提升的。以太坊2.0可以分片，主链的数据容量可以增加，对Layer 2本身也是利好。以太坊2.0的实现过程，也会考虑Layer 2的技术方案。

二、Layer 2生态情况

这张表格中，横向第一行是各种主流Layer 2的分类，纵向第一行是使用Layer 2的行业分类，包括Defi、游戏、NFT、钱包和Cefi。

从表格中可以看到，Defi类的项目是最多的，其次是游戏类型的。NFT类型也开始逐渐增多。而钱包和Cefi也正在支持主流的Layer 2技术。

我们可以看到，大部分游戏项目选择了Plasma，而基本没有游戏会去选择Rollup或Validium、侧链的方向。背后是有技术原因的。

主流Layer 2技术的背后是GAS费、性能和安全性的不同，这些不同会造成最终不同的应用有不同的选择。

下面我会分别介绍下Layer 2上的六种不同的技术方案。但我本身也是做投资的，而非技术出身，所以不会讲的特别高深。会从应用和优缺点角度介绍。

1、Optimisitic Rollup

这项技术将所有数据打包压缩后放到以太坊上，解决数据可用性的问题。在GAS费、TPS和安全性三点上，安全性的核心就在于数据可用性。Layer 2是不在以太坊的Layer 1上形成一套交易行为，而在Layer 2上生成一套交易行为的账本。我们把账本放到Layer1的过程就是Layer 2把数据放到Layer 1的过程。

要能保证账本的真实有效 ，而不至于将Layer 2上造假的账本送到Layer 1上。数据可用性的意思就是指在Layer 2上账本中的数据是在链上是可查、透明、可追溯的。这套数据放到Layer 1以太坊的账本中可以被认为是真实的。

数据可用性的核心是指数据是在链上的，可以追溯，通过查证的方式了解是否是真实的账本。数据的不可用就是指数据是链下的。溯源无法获取，比如网关或资金池里的Layer 2可能就不是在链上的，资金是谁的就无法查到。这样的网关上的数据放到Layer 1上就依然是不可用的，因为最终交易的账本和交易记录都不可查。

Optimisitic Rollup和ZK Rollup解决的问题都是数据可用性的问题。它们的数据都是链上的，通过压缩打包的方式放到Layer 1上。两者的核心区别是数据的验证方式不同。

Optimisitic Rollup是乐观型的，它认为交易者和参与者都是友善的，不会作恶。所以Optimisitic Rollup的交易验证是事后而非事前的。它的验证机制被称为欺诈证明。交易发生之后，如果有人提出交易有问题，需要提供一系列的证据，在欺诈证明中验证是否真实，是否有问题。

ZK Rollup认为所有的交易者、参与者都是作恶的。它的验证是事前而非事后的。它是通过零知识证明技术通过加密方式验证交易在事前就是真实的。

总体来说，Optimisitic Rollup更加被动，而ZK Rollup比较主动。因为Optimisitic Rollup是事后的欺诈证明，可能会有一定的延时性。交易被确认需要一定的延时，需要经历了欺诈证明交易无误才能被确认。比如在Arbitrum测试网上线之后，欺诈验证就需要30分钟时间，而不像ZK Rollup是事前验证，即时性会比较好。

Optimisitic Rollup的项目，主要是Offchain和Optimism，Optimism用的是OVEM，Offchain用的是AVEM，两者的不同主要在欺诈证明。Optimism是单轮的欺诈证明，Offchain是多轮的欺诈证明。是把欺诈证明分割成很多份，挑出其中有问题的进行证明。一般来说，单轮的欺诈证明会相对更快一些，多轮的会慢一些。

目前DeFi使用的技术方式都是Optimisitic Rollup。核心原因是因为Optimisitic Rollup和以太坊EVM的兼容性更好。而ZK Rollup对EVM的兼容性则不太友好。Optimisitic Rollup的GAS费也比较友好。

图中我们也能看到主要的几个Optimisitic Rollup项目的发展进程。主要还是测试网，主网还没有上线的状态。其实整个Layer 2只是到了快要接近里程碑的阶段。

2、ZK Rollup

其实前面已经介绍了不少关于ZK Rollup的情况。ZK Rollup和Optimisitic Rollup有一个优点是一致的，它们都有数据可用性，数据都在链上，因此安全性更高，不容易被攻击。

但Optimisitic Rollup因为有欺诈证明的原因，会有一定的延时性，而ZK Rollup因为是事前的验证，没有延时的问题。但它们也都有各自的问题。

ZK Rollup因为是事前验证，对算力要求比较高，会消耗比较高的算力，GAS费也就会相对比较高。可能要达到几十万GAS的量级。并且ZK Rollup和以太坊EVM的兼容性并不太友好。

Optimisitic Rollup的OVEM和AVEM还是会有少量的不兼容性，但不会影响安全性，不算核心问题。但欺诈周期长，会有一定的延时性。有些项目已经提出了解决方案，会有第三方来做网关解决延时性的问题。类似担保机构，所有延时的交易由它来承保。交易方就可以得到及时的确认。但这只是一个方案，还没有真实的解决。

ZK Rollup的GAS比较高，但Optimisitic Rollup的gas就比较低，可能就几万的量级。TPS两者都差不多，至少达到几千TPS的级别。而且ETH 2.0上线之后，两者都可以至少提高十倍TPS的容量。

市面上有观点认为ZK Rollup整体上要优于Optimisitic Rollup，具有低延迟，是事前验证，更符合别人的理解。不像事后欺诈验证的时间比较长，还需要交易参与方提交数据进行验证，会有些麻烦。ZK Rollup则基本可以全自动的运行。所有会有很多人看好ZK Rollup。虽然现在对EVM的兼容性还不够，需要改进。

不同的ZK Rollup有不同的技术路径，不同项目用来验证的证明器的验证时间可能会不太一样，取决于链路大小和硬件容量。从几分钟到十几分钟不同。

不同的ZK Rollup项目也会选择不同的设置。会分为三类设置，可信设置、可更新设置和透明设置。

上图是ZK Rollup发展现状的整体介绍。ZK Rollup的技术难度相对Optimisitic Rollup会更高。因为要在事前使用零知识证明技术验证数据的安全性，技术难度非常高，所以整体进度相对Optimisitic Rollup也是更低的。

图上有核心的几个做ZK Rollup的项目，现在也出现了一些新变化的ZK 技术。而由于ZK Rollup和以太坊EVM的兼容性不够，很多以太坊的Defi项目都并没有使用ZK Rollup技术方案，更多是在尝试和探讨阶段，从长期是被看好的。

3、Validium

Validium的背后也是ZK技术，但它有不同于Rollup的一点。Validium的数据是不可用的，数据是在链下的。Validium的数据可用性是由链下的数据可用性委员会来决定的，有点类似POA的概念，相对是比较中心化的方式。数据可用性委员会由八位参与者组成，由他们决定数据是否可用，并且可以对网络中的账户进行冻结和修改。所以Validium的整套体系是比较中心化的。

但它本身延时性比较好，而且不容易受到攻击。但和EVM的兼容性也比较差。数据不可用是比较大的问题。GAS费也有可能会高，用的是透明设置，在Layer 2的区块未被填满时，可能GAS费会比较高。

目前主要使用Validium技术的是STARK Ex，基于这个项目的生态应用包括大家比较熟悉的dydx和DeversiFi。数据委员会这样的体系未来可能会适用于一些托管性的系统。可能传统的中心化体系想要进行Defi活动，我个人认为可能会更偏向于使用Validium体系

4、侧链

侧链是独立于以太坊的另外一条链，也不需要是POW或POS的，可以有自己独立的共识机制和区块参数。它的优点是，无论是POS等共识机制，目前解决性能的技术方案是比较成熟的。代码和数据也比较独立，不会增加同步的负担。

但侧链的问题是，安全性特别差。因为整套账本就是在侧链上的。侧链如果参与者不够，很容易作假。抗审查性差。比如POS参与者很少，就很容易作恶。最终性也会很差，就是如果作恶和造假，数据依然会被传输到主链上。所以侧链安全性的问题会比较大。

因为侧链可能存在的安全性问题，大部分项目方开始转向其他的解决方案。也有的Defi项目会选择同时做侧链和Rollup的技术解决方案，而更多会使用Rollup的方案。

5、状态通道

状态通道使用的人非常少，核心优势是延迟非常低。主要是做Layer 2和Layer 1之间的状态通路。它的问题是如果通道中断，就无法受到最新的情况。它的利用率比较低。状态通道要写得非常明确，需要填满多少ETH才可以。但填满需要很多笔交易，本身就比较慢。而且必须是写好的ETH数量，不能少和多，也会有很大的不可用性。

这就形成了状态通道可能的应用方向——小额支付。比如在游戏应用中可以使用状态通道的方式。因为都是小额支付，很容易状态通道可以被填满和使用。另外一个应用是预测市场。

因为状态通道内的状态都是被写死的，很多过于负责的金融行为是无法被写死的。比如有多少人参与Uniswap的交易是无法计算的，是没有上限的。而状态通道则需要把参与的人数等数值写死。就只能是适用于游戏和预测项目。比如预测下雨或不下雨的状态。游戏也是比较简单的状态类型。

虽然状态通道不是复杂的技术，但做起来很麻烦。要把整体状态都罗列进去是很麻烦的事情。

现在像Connext等项目正在做Layer 2之间的流动性，是使用了状态通道。因为Layer 2本身有些用的ZK，有些用的Optimisitic。Layer 2之间的流动性如何来实现，有些项目就是用状态通道来解决的。

以上是前半部分笔记的内容。

Layer 2的技术方案中还有最后一个Plasma的介绍将放到下篇笔记中介绍。

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编译者/作者：行走

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