LAYER:多角度理解Layer 2生态：概念、扩容方案及代表项目_Rolodex

据FootprintAnalytics最新数据显示，第四季度的以太坊Layer2总锁仓量较第三季度增幅600%，于11月25日突破71.7亿美元的峰值。截止当前TVL最高是Arbitrum，其次是dYdX，BobaNetwork以7.7亿美元的TVL位居第三。

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随着以太坊网络用户量的与日俱增，网络拥堵以及高gas费成为各应用的首要问题，市场对以太坊网络的需求逐渐加大，缓解该问题也就成了重中之重。于10月26日，以太坊创始人V神在会上发表《通往以Layer2为中心的以太坊之路》，意味着Layer2是以太坊扩展的未来。

Layer2的概念

在数据增大且网络拥堵的情况下，通过扩大容量，缓解当前所受的压力，Layer的概念就油然而生。Layer2是一个为提升以太坊网络性能的整体扩容解决方案。

关于区块链的扩容主要分为两个方向：Layer1和Layer2

Layer1：改进公链本身以提升性能，即链上扩容，包含增加区块大小(或数据结构)、分片技术和隔离见证，能提高交易处理能力的解决方案；

国家区块链技术（海洋经济）创新中心启动建设:金色财经报道，国家区块链技术（海洋经济）创新中心（以下简称“区块链国创海洋经济中心”）正式启动建设。这是继能源领域后，国家区块链技术创新中心在国民经济关键领域布局的又一个行业创新中心。

按照建设方案，区块链国创海洋经济中心将开发性能领先的区块链底层软硬一体核心技术，用于支持解决海洋经济发展的关键难点，部署建设大规模海洋数字经济基础设施，支撑打造面向环太平洋经济圈的现代海洋产业、海岛综合保护开发、陆海统筹发展高质量示范区，成为国家海洋经济发展的重要增长极。[2023/7/8 22:25:56]

Layer2：不直接改动Layer1的区块大小等规则，而是构建一个链下的二层，包括状态通道、侧链、Plasma和Rollup，在二层处理部分交易以分担主链的压力，在必要时和主链进行交互，即链下扩容。

Layer1和Layer2之间存在什么联系？它们好比母公司与子公司的关系，把一些以太坊上的交易数据请求跨链到Layer2处理，处理完后Layer2返回交易信息跨链到Layer1，减轻Layer1的交易压力，实现低gas费的交易结果，这是Layer2的主要核心技术要点。

除此之外，Layer2是对Layer1的扩展，突破Layer1的原有功能的限制，在不影响Layer1本身的特性上，还继承了以太坊的安全性。

Layer2主要的扩容解决方案

早期的Layer2是以状态通道和侧链两大方向去摸索，但在摸索的过程中发现，状态通道无法做到去中心化以及匿名性的隐私保护需求，侧链的资产控制权在链下，对资产安全性有很大的隐患，因此它们不是Layer2中最好的扩容解决方案。

青岛海尔电冰箱有限公司入选国家区块链创新应用试点名单:12月22日，中央网信办、工信部等17个部门和单位对国家区块链创新应用试点入选名单进行公示，青岛海尔电冰箱有限公司入选“区块链+制造”特色领域试点，并位列专家评审得分第一位。

为推动区块链技术在工业供应链管理、工业互联网等领域的应用，工信部牵头组织申报了“区块链+制造”特色领域创新应用试点项目。青岛海尔电冰箱有限公司的商品防伪溯源制冷家电研发项目，利用区块链等技术助推产品升级，推动区块链在家电生态上的场景落地，促进区块链技术在制造业的创新应用。（青岛工信局）[2021/12/24 8:02:25]

而好的解决方案是需要是保持数据的安全性、交易真实且匿名性以及短期的退出周期等需求，而Layer2也抓住这些特性不断地加以完善扩容功能。

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据FootprintAnalytics显示，当前Layer2共有19个项目，包括有DEX类型以及其他网络等，它们仍然是加密领域中最值得关注的趋势，从年初到至今，总TVL涨幅11400%，Layer2增长快速与Layer2的扩容技术调整后方案有直接的关系，当前主要有4种扩容方案，分别为Plasma、OptimisticRollup、ZKRollup和Validium。

Cardano基金会宣布与南非国家区块链联盟建立合作关系:Cardano基金会于4月7日宣布与南非国家区块链联盟(SANBA)建立合作关系。该合作伙伴关系致力于探索进一步方法来加强技术在整个南非的采用。根据官方公告，Cardano将使用区块链技术促进南非的社会经济增长，合作也将帮助他们在南非地区增加区块链采用率。（Cointelegraph）[2020/4/9]

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1.Plasma相对保障资产安全性，信息不可用成为阻碍?

Plasma是链下扩容解决方案，依赖主链交互最少的链下交易，它使用子链向根链报告方式来增加交易吞吐量。

Plasma是OMGXNetwork最早提出Layer2概念的以太坊扩容项目之一，它的工作原理为以下几点：

先在以太坊外构建Plasma链，用户将资产从以太坊上转移到Plasma链上，这个过程需要将主链资产发送到管理Plasma链的智能合约，该资产就可进入Plasma链中进行交互；

每隔一段时间，Plasma链上操作者会对该时间段内的交易进行批量处理，生成一个区块；

Plasma链上操作者会将计算结果返回到主链上，并将资产交易的状态发送给资产当前所有者。

Plasma链扩容解决方案的突破点在于它保障资产相对安全，即使在链下环境不可用时，也能在主链上提取交易结果，从而更好提高主链交易吞吐量；另外还减少与主链的交互，降低交易gas费。

数据：STEPN上DEX DOOAR日活用户骤增至六、七万:7月1日消息，据Dune Analytics数据，按照活跃用户计算，STEPN 上 DEX DOOAR现在是Solana上日活跃用户数最多的DEX。DOOAR最近几日有六、七万名活跃用户，而Orca用户在5月份的日活数量大都保持在10万以上，6月底开始骤降至数千名用户。[2022/7/1 1:43:56]

但是，Plasma机制并非完美，其存在的问题也比较明显：

数据不可用。主链无法获取所有链下数据，只能通过根哈希进行简单验证；

退出周期长。因不具备主链数据可用性，导致退出机制比较复杂，需要更长的周期进行欺诈证明，导致提取资金周期更久，约7-14天之上；

通用性拓展难。在技术框架下限定子链的数据结构，加大难度。

代表项目：OMGNetwork使用Plasma的扩容方案

据FootprintAnalytics显示，当前OMGNetwork的TVL为310万美元，位居Layer2项目中排名14，相对其他项目体量较小，且从趋势上来看，属于停滞不前的项目。

但随着Layer2网络中OptimisticRollup等新方案不断涌现，OMGNetwork的定位方向逐渐削弱，通过升级品牌且采用OptimisticRollup扩容解决方案重回战场，从而得到更多发展的机会。

OptimisticRollup及ZKRollup通过验证交易包的真实性，从根本上解决Plasma数据不可用的问题。

2.OptimisticRollup压缩上链交易数据，但验证效率低下

广发证券：中国数字藏品行业有望走向规范化、差异化:6月22日消息，广发证券研报指出，中国数字藏品行业有望走向规范化、差异化。由于国内数字藏品的发行及流转都有限制条件，数字藏品的版权所有者与发行流转平台存在角色分离。在数字藏品的生产端，核心竞争力是IP资源和营销能力；在数字藏品的流通端，核心竞争力是交易规模和版权服务能力。预期未来，我国将形成数字藏品市场的规范性流通环境，持续开发创新性数字藏品放大文化数字内容的营销价值和版权价值，打开我国数字藏品行业发展的广阔蓝图。（财联社）[2022/6/22 4:44:26]

OptimisticRollup是Optimistic合约和链上数据可用性组合而成，选择相信操作者提交的交易包真实性，对欺诈行为作出处罚。

它的操作原理是，当Layer2计算结果返回Layer1时，如果验证者认为结果可能存在欺诈行为，那么验证者就可以发起挑战，主链冻结资产，进行交易数据和记录验证，证明其是真实的交易还是欺诈的交易。另外，如没有验证者怀疑该计算结果，主链默认交易是真实的。

这种模式提高了上链效率，将多笔交易打包操作，节约时间和节省gas费，拥有较强的兼容性，减少开发者的工作量，更好解决以太坊网络拥堵的痛点。

其缺点是：

验证效率低。验证欺诈证明机制使得资产存入和转出需等待较长的质疑期；

资金可能会被冻结。如果验证者认为结果存在欺诈行为，容易被主链冻结资产；

扩容程度不及ZKRollup。交易压缩率相对较低。

代表项目：Arbitrum、BobaNetwork多个项目使用OptimisticRollup的扩容方案

据FootprintAnalytics显示，当前Arbitrum链是Layer2的龙头，而BobaNetwork是近一个月以来新兴网络，增长快速。它们使用OptimisticRollup扩容解决方案，可以实现高吞吐量，让开发者以低成本部署，运营智能合约，同时可以保持无需信任的安全性。

3.ZKRollup高度去中心化，开发难度高

ZKRollup是通过在单笔交易中对大量资金转移进行集中处理以提升扩容性。Plasma在每次发生资金转移时都会创建一笔交易，而ZK-Rollups则将数百次转移都捆绑在一笔交易中。?

相较于OptimisticRollup，ZKRollup交易压缩率更高。体现于它通过零知识证明验证交易包的真实性，操作者能在不向验证者提供任何有用的信息情况下，使验证者相信某个论断是正确的。具体的操作如下：

用户转入并锁定资产，Layer2添加账户资产信息；?

在Rollup网络中，用户签名并发送交易；

操作者收集交易，批量打包，生成零知识证明；

操作者将交易包和零知识证明广播到主链；

智能合约通过零知识证明验证交易包的真实性，更新数值，执行转账操作。

其优点是：

实现去中心化；

上链效率高。交易压缩率更高；

验证效率高。没有验证等待期；

安全性以及隐私性更优。零知识证明不透露交易细节，ZKRollup技术保证了提交给主链的数据真实有效。

其缺点是：

生成零知识证明过程复杂；

应用定制化开发难度大，兼容性低。

代表项目：dYdX采用ZKRollup技术方案

dYdX在为交易加密资产建立一个强大而专业的交易所，让用户可以真正拥有自己的交易，并最终拥有交易所本身。

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?FootprintAnalytics:DYDXTokenPrice

其作为DeFi衍生品龙头，也是ZKRollup技术最早采用者之一。整体的数据表现：继8月份以来，TVL持续上涨的态势稳住Layer2项目的前2名，当前TVL为9.76亿美元，其Token(DYDX)价格有所下降趋势，当前为9.04美元，市值为5.7亿美元。

4.Validium是混合扩容解决方案，安全性较低

Validium是混合扩容解决方案，能让用户能够在ZKRollup模式和Validium模式之间进行选择。但区别于ZKRollup，Validium的数据保持在链下，而ZKRollup的数据可用性是在链上。

Validium可能更适合对无需信任要求没那么高的应用，而ZKRollup更适合于对安全要求较高的支付和交易所等场景。

代表项目：DeversiFi和ImmutableX采用Validium技术方案

FootprintAnalytics:DeversiFiTVL&ImmutableXTVL

DeversiFi，声称是在以太坊上获得DeFi机会的最简单方法：投资、交易和发送Token而无需支付gas费用，当前最大的基于Validium的去中心化交易所，据FootprintAnalytics显示，于12月4日，TVL突破1亿之上创历史新高。

ImmutableX，是以太坊上NFT的第一个第2层，承诺为游戏、应用程序、市场提供零gas费以及即时交易可扩展性的项目。当前位居Layer2排名第7位。

总结

Layer2扩容解决方案经过多年的更新迭代，实现在以太坊上扩容的安全方案，缓解以太坊网络的拥堵和高gas费等问题，成为了解决区块链技术规模化应用的主流技术方案，每种方案都有自身的优势和劣势，但每个Layer2项目都根据自身情况去开发相应的技术，从而实现其最大的价值。

Layer2的技术创新以及快速的发展，同时也在推动了DeFi市场、NFT和虚拟世界等的发展，在提高网络吞吐量、减少开发者的工作量和交易效率等中，象征着Layer2是以太坊扩展的未来。

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撰文：Footprint分析师Vincy(vincy@footprint.network)

日期：2021年12月

来源：金色财经

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