DeFi科普：5分钟了解Layer 2的起源、发展和未来

从三个方面综合解读Layer2。

大家好，今天的文章将从以下三个方面全面解读Layer 2：

一、Layer2的由来和必要性

2. Layer 2分类（Rollup、状态通道、侧链、Plasma）

3.即将到来的Layer 2爆发机会

关键带走：

Layer 2平台可以获得一部分降低的gas费作为平台收益，同时可以像其他DeFi应用一样用这部分收益为自己的代币赋能，可以逐步形成一个完整的经济模型，是可持续的发展的基础。

一、Layer2的由来

以太坊自诞生以来，其低交易速度一直为社区所诟病以太坊诞生价格，尤其是以太坊成为了生态最多的公链，越来越多的Dapps（去中心化应用）部署在以太坊上，交易处理速度似乎以太坊很慢。 2017年，一个去中心化的游戏应用CryptoKitties，几乎让整个以太坊公链瘫痪。 在加密猫流行的时期，以太坊上的大部分应用都无法正常使用。 2020 年 DeFi 的大规模爆发，让用户感受到了以太坊的局限性（那段时间，挖矿用户烧掉了大量的 ETH 来支付 gas 费，相信这些 ETH 应该值今天的财富）。 因此，以太坊官方从2019年开始推动ETH2.0的相关事宜，直到2020年官方对ETH2.0的规划给出了较为明确的解释，但目前无论是社区还是官方，对ETH2.0的共识每个人都是 ETH2。 0至少需要两年时间才能落地，而这一轮牛市加上DeFi的爆发，让用户和项目方都不愿意多等两年。

HECO（火币生态链）和BSC（币安智能链）的兴起，实际上在一定程度上得益于以太坊的低效率。 如果以太坊持续拥堵，可以想象会有越来越多的用户选择在其他公链上进行交易，尤其是HECO和BSC依托火币和币安聚集了大量的交易用户。 公链依然无法摆脱中心化的问题，但DeFi应用在链上的丰富效果和高效的交易处理能力，依然可以吸引大量用户。 这从 MDEX 和 Pancakeswap 的交易量迅速超越 Uniswap 就可以看出。 并且大量的用户会吸引开发者和项目方在HECO和BSC上进行开发和部署，进一步完善他们的生态，对以太坊产生影响。 因此，以太坊的扩容（可以简单理解为提高交易速度，降低交易成本）一直是以太坊最重要的工作。

基于“扩容势在必行+ETH2.0不能马上落地”的背景，Layer 2方案应运而生，Vitalik一直在社区推广Layer 2方案。 最重要的是，Layer 2 解决方案具有捕获经济价值的能力，具有可持续发展的能力。 举个简单的例子，因为Layer 2方案可以帮助用户大幅降低gas费，Layer 2平台可以将这部分gas费作为平台收益获取，同时，这部分收益可以像其他DeFi应用一样，为自己的代币赋能，逐步形成完整的经济模型，这是可持续发展的基础。

二、Layer2分类

Layer2从构思到现在经历了很多变化。 在本文中，我们不会对 Layer 2 技术方案进行非常详细的介绍，而是从读者容易理解的角度进行讲解和对比，帮助大家对 Layer 2 的整体发展演进有一个基本的了解。第 2 层。

其实从Layer 2的命名就可以看出，其逻辑是为了区别于Layer 1（即以太坊公链）。 简单来说，以太坊公链是Layer 1，本来所有部署在以太坊上的应用程序的计算和转账都是直接在以太坊上进行的，但是由于这些应用程序越来越多，导致以太坊上的拥堵异常严重，所以有人问可不可以把部分计算工作放到链下或者其他公链上，然后把计算结果返回给以太坊，这样可以减轻以太坊公链的负担，提高以太坊的性能。 比如以太坊相当于一条高速公路（Layer 1），而每个应用就相当于一辆汽车，车上装满了货物（合约交互数据），随着越来越多的汽车和货物，尤其是直接装载货物而在高速公路上卸货，以太坊的高速公路也越来越拥堵，于是人们想了一个办法，就是在高速公路下面建一些站点（Layer 2），让货物在这些站点上装卸（计算交互）在Layer 2），等到货物装上车后，再开到高速公路上（计算结果返回到Layer1）以太坊诞生价格，这样可以大大缓解高速公路的拥堵。

这个例子基本上是对Layer2和Layer1的简单描述，在此基础上形成了一套不同的Layer2解决方案。

1.汇总

Rullup方案是目前以太坊社区最有前途的方案。 主要分为Optimistic Rollup、ZK Rollup和最近的Arbitrum Rollup。

表 1. Rollup 计划进度，数据来源：OKEx 研究院

Rollup 方案其实更像是 Layer 1 和 Layer 2 的结合，将计算放到链下，将数据存储在链上，这样既可以提高计算速度，又可以利用区块链的安全性。以太坊主网并解决数据问题。 可用性问题。 这三种 Rollup 解决方案实际上以不同的方式解决了信任问题。

Optimistic Rollup 沿用了 Plasma 的“防欺诈”方式，即任何人都可以对返回链上的数据进行验证和质疑。 一旦发现问题，会回滚数据以保证安全，但是这种方式有个致命的问题就是验证期的存在。 通常验证周期在2周左右，这意味着当用户想要从Layer 2转账到Layer 1时，需要等待大约两周的时间。 估计普通用户都要发疯了。

ZK Rollup采用了ZK-SNARK（concise non-interactive zero-knowledge proof，零知识succinct non-interactive argument of knowledge）的方法，感兴趣的用户可以进一步了解零知识证明的相关信息。 验证周期有问题，但其缺点是计算量大，技术难度高，难以支持虚拟机。 不过，ZK Rollup 推出的是图灵完备的虚拟机，未来很有可能取代 Optimistic Rollup。

Arbitrum Rollup 的设计具有验证者角色。 验证者需要在链上进行记录，然后需要向以太坊发送声明。 同时，验证者需要存入保证金。 如果验证者的声明是错误的，那么验证者的保证金将被没收。 当验证者将声明发送到链上时，有一段时间任何人都可以对其提出质疑。 不同意就会有争议，争议解决机制是Arbitrum实现可扩展性的核心和关键点。 Arbitrum争议解决机制就是这样。 如果两方在某件事上意见不合，有效的解决机制就会从大到小分裂。 例如，一笔交易涉及10亿步，出现了争议，那么这10亿步将被拆分成100个更小的索赔，每个索赔包含1000万步，从而将10亿规模的争议缩小到千万规模. 不同意的一方会从这1000万中挑出自己不同意的，然后进一步从大到小缩小，直到找到争论最关键的一步。 找到关键步骤后，用以太坊合约判断这一步是对还是错。 通过这种方式，可以实现高效的争议解决。

整体流程如下，当一个节点发送claim时，claim是正确的，没有问题，然后每10分钟发送一个hash。 哈希到以太坊链后，没有争议，系统可以顺利运行。 如果有争议，可以使用刚才介绍的高效方法，将争议由大变小，最终得到很好的仲裁。 这就是Arbitrum系统的效率所在。

到目前为止，这三种rollup方式都有了一些支持者，也有一些应用开始尝试部署它们。

2.状态通道

相当于直接在用户之间建立了通道。 比如用户A和用户B经常转账，于是他们决定直接建立一个通道，然后每人在这个通道中存入一定数量的代币。 当您需要转账时，直接从这里进行转账交易即可。

如果我们用上面的例子来说明，那么用户A和用户B经常交换货物，觉得每次都用公共货车太麻烦，所以干脆一起买了一辆货车，来回运货，并共同分摊费用。 但是这里有两个问题。 首先，A和B不可能一直做交易。 第二，因为这辆车的用户只有A和B，所以没有办法验证一方是否没有按照约定支付费用（这个无视转账证据之类的说法，因为转账证据也是可以伪造的，而且有没有公平的仲裁机制来快速解决争端），所以状态通道的解决方案无法大规模复用，尤其是当我们回到以太坊的时候，从网上的交易中，我们会发现大部分交易都是在不同的用户之间进行的，所以这种方案并没有真正解决以太坊拥堵的问题。

3. 侧链

侧链比较好理解，就是直接跑另一条公链，然后把大部分的计算转移到这条公链上，需要返回结果的时候再把结果返回给以太坊。 这个方案听起来很可行，但是最大的问题之一就是这条公链的安全性。 以太坊之所以能够吸引如此多的应用和用户，正是因为它的生态已经建立起来，并且有足够的算力（实现ETH2.0后的节点）来保证以太坊的安全，但是其他公司的链并没有有这个安全系数。 例如，以太坊就像一条非常完整的高速公路。 有警察和救护车。 一旦出现问题，可以及时解决。 但是，如果你在其他道路上开车运输货物，无论是车祸还是被抢劫，都可能没有任何保护措施，所以用户怎么敢在这条道路上运输货物。

4.等离子

Plasma 的特殊之处在于它设计了一套防欺诈机制：Plasma 将特定的底层数据发送给用户保管，解决了数据可用性的问题； 此外，Plasma 有一个“退出期”的设计，即使黑客获得一方试图撤回链的控制权并试图退出，任何用户都可以在“退出期”内提交证据来挑战。 如果挑战成功，任何人都不能提取这个资产，运营者也会被罚款，从而保证了数据的真实性、有效性和准确性，解决了金融安全问题。

然而，Plasma 解决了侧链的问题，却带来了新的问题：首先，用户必须每两周上线一次对 Plasma 链进行监控，否则就错过了“退出期”，黑客可以撤回资产； ，用户必须自行保存底层交易数据，以保证数据的可用性，但这给用户带来了巨大的存储成本。 因此，Plasma 对用户不友好，体验非常差。 在 2018 年大熊市的背景下，曾经被以太坊社区寄予厚望的 Plasma 方案逐渐被抛弃。

所有 Layer 2 解决方案都无法回避的一个问题是生态隔离。 每个 Layer 2 解决方案都有自己的一套生态。 如果这些生态无法打通，那么对于用户来说，用户体验将是碎片化的。 虽然这解决了以太坊的部分拥堵问题，但是也带来了新的问题。 因此，也有人提出将状态通道和Rollup方案结合起来，通过状态通道将各个Rollup方案的生态串联起来，形成一个整体。 这确实是个好主意，但最终能否顺利实现，还有待观察。

目前，在所有的 Layer 2 方案中，Rollup 方案是相对最可行的。 Optimistic Rollup的代表项目是Optimism，ZK Rollup的代表项目是Zksync，Arbitrum Rollup的代表项目是Arbitrum。 对项目的进一步了解；

Layer 2 解决方案在 ETH2.0 推出之前确实具有很大的价值，因为目前以太坊的拥堵已经阻碍了以太坊生态的发展。 如果性能得不到提升，以太坊第一公链的地位能否保住都未可知。 问题，所以在中短期内，会出现一波 Layer 2 爆发； Layer 2 解决方案具有经济捕获价值，因为它可以帮助用户节省 gas 费用，所以这部分节省的 gas 费用不仅可以为项目方产生收入，还可以为生成货币赋能，因此 Layer2 项目值得关注;

各种Layer 2方案对以太坊生态的撕裂是一个巨大的问题，所以如果不能在ETH2.0正式上线前进行生态整合，那么Layer 2方案将彻底沦为过度方案而失去其地位价值。