DEV:如何在 Layer3 上建造安全高效的 DEX_EVR

作者：

时间：

撰文：康水跃，Fox Tech CEO；林彦熹，Fox Tech CTO

Layer3 概念目前在区块链社区备受关注，被许多人视为革命性的进步，因为开发者可以在区块链平台之上创建各式各样的智能合约和去中心化应用（dApps）。Layer3 是以太坊扩容生态系统的一项伟大工程创新。如果说 Layer2 的出现解决了通用型扩容问题，那么 Layer3 的出现则解决了更加高速、更加低成本、定制化的扩容问题。

目前已经有不少建立在 Layer2 上的去中心化交易所 DEX，那为什么还需要在 Layer3 上建立 DEX 呢？大多数建立在 Layer2 上的 DEX 均采用 AMM 模式，少数采用订单簿模式的 Layer2 DEX，比如 ZigZag，其交易成本比 CEX 高出一截。不管是 AMM 模式还是订单簿模式，Layer3 上 DEX 的交易速度、成本都会有更好的用户体验。

Layer3 完全可以建造出安全高效的 DEX 的原因有以下几点：

Layer3 的 DEX 可采用与 Layer1 Solidity 相比更强大的语言写撮合引擎比如 Rust；

SAFE空投仍有超3200万枚未被领取，SafeDAO正讨论如何分配该部分代币:12月29日消息，随着12月27日申领期结束，Gnosis Safe分配给用户的SAFE Token空投中仍有超过3200万枚未被领取。

SafeDAO正在讨论如何处理来自未领取的用户空投分配，目前方案包括：

1. 将该部分Token按比例分配给已经领取空投的用户，这将是已领取空投的1万名社区成员分配数量的三倍，但会考虑添加更长的归属期；

2. 使用该部分Token奖励加密社区的贡献者；

3. 保留在SafeDAO中；

4. 混合上述三种选项，其中的15%进行第二轮空投、15%作为开发者的奖励、70%保留在SafeDAO。[2022/12/29 22:14:58]

Layer3 能高度定制，简化用户交易步骤，不必在每次下单都调用钱包授权；

Layer3 的 TPS 相比 Layer2 再次提升 100 倍数量级，成本再次降低 1/100 数量级，支持 Orderbook 模式；

摩根溪联合创始人：真正考验是如何在未来10年持有BTC并保护其安全:摩根溪联合创始人Jason Williams刚刚发推称：“如果你现在有了比特币，你已经完成了简单的部分。真正的考验是如何在未来10年持有和保护它的安全。比特币将重塑我们所知道的一切。我真的不认为我夸大了这句话。”[2020/11/7 11:57:03]

Layer3 与 Layer2 一样，二者的的共识层均由 Layer1 担当，安全性等级足够高；

Layer3 有独立的数据可用性层，链外交易与资产状态的可见性均能轻易获知、获得；

用户可以使用 EOA 钱包或者智能合约钱包实现资产自托管，更好保障资产安全。

图 1: DEX 从 Layer 1 到 Layer3 的性能变化

目前区块链基础设施主要分为 Layer0、Layer1、Layer2、Layer3 四层。这些“Layer”到底指什么呢？我们最熟悉的 Layer1，通常指的是区块链的主网络，无需通过中心化客户端服务器即可通过每个节点 P2P 进行连接与交易，其中以太坊最为典型。每笔交易都会注册为一个区块并存储在分布式数据库中。Layer1 是这 4 个 Layer 里最早出现。为了实现资产跨链，出现了 Omnichain 互操作协议，也就是 Layer0，其主要应用便是各式各样的跨链桥。

声音 | Circle首席执行官：加密和区块链产业是对公民社会最终如何运作基础的再设计:据Cointelegraph消息，Circle首席执行官Jeremy Allaire在世界银行集团和国际货币基金组织（IMF）2019年春季会议上表示，加密和区块链产业是对公民社会最终如何运作的基础根本性的重新设计。Allaire认为，加密和区块链产业不仅关乎数字支付，还关乎一种新的基础设施，用于记录重要信息，并为构建解决方案提供一个更加去中心化、更具弹性的基础。[2019/4/12]

经典的区块链 Trilemma“三难困境”是指在相同一个 layer 里的不同解决方案，在去中心化、可扩展性、安全性三个方面，难以同时高度满足。典型案例是 ETH 选择了去中心化和安全性从而牺牲了可扩展性，而像许多后来的公链则是依赖去中心化程度较低的框架实现更高的 TPS。正因为有“三难困境”的存在，之后随着交易数量的增加，不可避免出现了交易延迟和费用飙升问题。为了解决网络拥堵，开发者们提出了基于 OP 或者 ZK 的 Layer2 扩容方案。

动态 | 社科院法学所刊文《对“去中心化”的区块链如何监管》:中国社科院法学所赵磊在《经济参考报》发表题为《对“去中心化”的区块链如何监管》的文章。文章指出，对区块链技术的监管，应该分为两个层面：一是结合区块链技术的具体应用场景，分行业进行监管；另一是针对区块链，制定专门的技术标准，以实现区块链技术的规范、统一。而判断某种商业活动或者社会管理活动是否可以应用区块链，至少应该从以下两方面进行衡量：一方面是区块链技术只能在虚拟空间中应用；另一方面是区块链技术无论在何种场景中应用，必须符合其去中心化、共识机制与分布式记账等技术特征。[2019/1/10]

在这种多层结构的设计里，Layer1 为 Layer2 提供共识并保障交易安全，而 Layer2 将计算从主区块链上分离出来作为相对独立的执行层，最大限度地减少延迟并降低交易费用。Layer3 在用户和底层区块链技术之间提供了一个抽象层，使用户更容易与 dApps 和智能合约互动，同时通过底层区块链确保其安全。Layer3 能在 Layer2 的基础上进一步做数据压缩，再通过 Layer2 将证明打包回 Layer1 进行链上验证，从而实现比 Layer2 更加快速和低成本的交易。

欧链老狼：全球出块节点大致分为三个组，每个组都在预演如何启动EOS网络:EOS超级节点竞选团队欧链的老狼在《欧链·宁话区块链》第二季的节目中称 “全球出块节点大致分为三个组，每个组都在预演如何从无到有启动EOS网络。具体什么时候主网上线，需要大家一起协同来做。或许在某一个预定的时间点，大家觉得有些准备工作没有做好，希望把这个时间点再往后延一点，这种情况是有可能发生的。”[2018/6/2]

在 Laye2 完成了通用型扩容目的之后，开发者和用户将转入 Layer3 以获得更加定制的功能以及更高的性能，因此预计 Layer3 将出现丰富多彩的大型应用。目前有一大批 dApps 正在使用去中心化技术将 Web2 各式各样的商业模式搬到 Layer2 上实现。Layer3 将给这些应用带来更多的可能性、更大的想象空间。

DEX 是很重要的一类 Layer3 应用。如果想在 Fox Tech 开发的 Layer3 上建造一个名叫 OX Exchange 的 DEX，那么实现这个目的最关键的技术是什么？在 Layer3 部署这样的去中心化交易所，零知识证明的使用最为关键。

从交互逻辑上来看，用户在 OX Exchange 当中的操作，会以调用智能合约的形式实现，也就是说每一次买入卖出订单都会转化为对合约函数的一次调用交易（transaction），而这样的每一笔交易都会被提交到 Layer2 节点当中，并通过 zkEVM 执行。

在具体的实现方面，在 Layer2 特定部署的智能合约会与 Layer3 的应用进行交互。而接收到来自 Layer3 的批量交易之后，Layer2 的 Fox 节点会进行 zkrollup 的证明生成，包括拆分 opcode 并生成电路，之后依据零知识证明算法证明执行的正确性。最终将生成的执行正确性证明提交到 Layer1 链上，通过链上合约的验证，接受状态更新。

Layer2 的 zkrollup 提供的服务可以获得更低的延迟，更好的用户体验。具体来讲，OX 需要与位于 Layer2 的 Fox zkRollup 进行交互，从而利用 Fox 的“打包”来获得更大的吞吐量。OX 可以提供丰富的前端操作界面，底层复杂的交互逻辑完全对用户透明，用户可以像在所有的 DEX 当中那样，连接 Web3 钱包就直接使用 DEX 的各种服务。

从这个过程当中可以看出，Layer2 的 zkRollup 层依旧在承担着链下执行计算，链上提交证明更新状态的职责，而 Layer3 则主要负责执行更为具体的直接与用户交互的订单引擎功能。通过将复杂的计算从链上分层次执行，可以高效地提高效率，让交易成本以及吞吐量发生质的变化，用户体验也因此得到显著提升。

图 2: Layer3 DEX 架构图

在所有 Web 3.0 项目中，数据可用性 (Data Available) 都扮演至关重要的角色。包括中心化交易所 CEX 在内的所有传统应用通常都不会使用 DA，因此用户数据透明度极低零，而 CEX 用户的资产安全等级完全取决于交易所做恶与否。Layer3 DEX 由于采用专有的数据可用性（DA），所以在极大降低用户手续费的同时，也保障了用户交易数据、资产安全。

Layer3 DEX 具备高吞吐量，这意味着有海量的数据需要处理。这些数据采用“DA 层 +L2”的混合存储模式以兼顾的效率与安全性。部署在 L2 的合约只需要纪录少数关键的数据以及一个 Merkel 根，而过程中的所有其他数据将记录在 DA 层。当用户与 L3 的应用交互时，交互过程中的原始数据将存入 DA 层，而 DA 层会对更新后的数据计算新的 Merkel 根；与此同时，L3 应用也会向 L2 的合约发送一个证明，合约将由此检查 Merkel 根更新的正确性。这样的机制可以确保 L2 合约的状态与 DA 层的一致性，即保证记录的状态始终是正确的。

中心化应用的数据就像黑箱，而有了 DA 层的 L3 应用就像用一个既透明又安全的保险箱。L3 应用的用户不用担心项目方跑路或破产，因为他们资产的安全性不再依托于项目方而是依托于以太坊三层 Layer。在像 Fox 这样的 zk-Rollup 的例子中，以太坊共识层提供为 Layer3 应用提供最好的安全性。