扩容崛起之年 Layer2 “大家庭”正在全力拯救以太坊

2020年DeFi火爆，以太坊Gas费用高昂、网络拥堵，扩容成为人们持续关注的话题。近日，基于zkRollup的首个落地应用路印大涨，Rollup扩容方案成为市场热点。 以太坊扩容方案中有很多，曾经备受瞩目的Plasm为什么衰落，Rollup为什么大热？Rollup究竟是什么？zk-Rollup和Optimistic Rollup谁最终会胜出？2021年，对于投资者，在Layer2 扩容方案中又有哪些项目值得布局？ 我们将在下文一一介绍。

路印大涨，Rollup 扩容方案成市场热点

12月21日，路印协议官方发文称，继Chainlink，Hashgraph之后，路印成为又一Google合作的项目，成为Google推荐的首个zkRollup应用案例。路印协议官方表示，其是全球首个基于 zkRollup 的去中心化交易协议，在保障安全性的前提下，吞吐量提升了1000倍，同时成本降低了几百倍。

2021年1月3日，路印从0.175美元开始上涨，在1月6日最高达到0.6198美元，最高涨幅254%。市场一时间对于Layer 2的扩容解决方案产生热议，很多项目也开始考虑全面转向以 Rollup 为核心的二层解决方案。 （Odaily星球日报注： Rollup 主要分为 Optimistic Rollup 和 ZK Rollup 两条技术路线，在不同的应用场景下具有独特优势。） 比如，Synthetix 选择的 Optimistic Rollup方案将于 1 月 15 日软启动主网，3 月份用户有望体验；Sushi 在 1 月 9 日发布的路线图中显示，其将会选择 ZK Rollups 作为扩容方案。

目前，DeFi+Rollup解决方案已经成为当下市场的一大热点。

为什么是Rollup？

下图是Matter Labs 整理的Layer 2上的扩容解决方案。在2017年其实人们更多提起的是Plasma，为什么近来大热的是Rollup呢？下文我们将简单介绍下主要二层扩容方案的变迁和优缺点。

Matter Labs制图

· Plasma的衰落

2017 年 8 月，扩容解决方案成为当时以太坊社区讨论的最主要话题。在这种狂热中，Vitalik Buterin 和 Joseph Poon 发表了一篇论文，介绍了一种名为「Plasma」的第 2 层扩容新解决方案，称其可以处理「全世界几乎所有的金融计算」。在它发布后不久，Vitalik 在一篇新论文中简化了这个规范，论文题为 MVP（Minimal Viable Plasma，最小可行化 Plasma)。MVP 提出了 Plasma 的简化版本：一个简单的基于 UTXO 的侧链，在数据不可用的情况下能保持安全性。侧链，就是连接到另一个区块链上的区块链。侧链可以通过许多不同的方式，比如由可信的第三方、某个联盟或共识算法来运营。

Plasma 的设计最大限度地降低了侧链运营商的信任要求。也就是说，即使运营商（或共识中的多数）行为不端，Plasma 也能防止资金被盗。然而，在现实世界的部署中，Plasma 构成的问题比解决方案还多。比如，每个用户必须监控和验证 Plasma MVP 链上的所有交易，以检测恶意运营商的行为并及时退出。事务验证成本高昂，并且这种监视需求为参与 Plasma 链增加了大量开销。

以太坊社区随后提出了Plasma Cash 解决方案，其将允许每秒任意高的交易量，并解决困扰其前身的问题。同样，Plasma Cash 也带来了一系列新的问题。虽然新的 Plasma 架构继续出现，并较其前辈略有改善，但以太坊社区未能团结一致支持其中任何一个架构。

· Rollup的兴起

就在人们对第 2 层的信心触底之际，一位化名为 Barry Whitehat 的用户在 GitHub 上公开了名为「roll_up」的方案。该报告描述了一种新类型的第 2 层扩容解决方案：一个类似于 Plasma 的架构，并可「打包」交易，它无需依赖于对运营商的信任，打包的正确性可以通过使用一个 SNARK 的链上证据来证明。

此 SNARK 确保运营商不可能发布恶意或无效的事务，并确保所有侧链区块都是有效的。

Rollup是类似于Plasma的Layer-2扩展性解决方案：单个主链合约持有所有资金，并对较大的“侧链”状态（通常是账户、余额及其状态的Merkle树）进行简洁的加密承诺。侧链状态由用户和运营商链下维持，且不依赖于Layer 1的存储（这是最大的扩展性胜利的源头）。

将Rollup和Plasma区分开来的是它解决了Plasma的巨大问题：数据可用性，其方式是通过Layer 1网络为每笔交易发布一些数据（在以太坊，专门为此目的使用tx CALLDATA）。

因此可以在单个Rollup区块中将数千个交易捆绑在一起。尽管此方法的成本严格地呈线性增长（交易数量的O(n) ），但它在吞吐量上实际可提升100倍，因为CALLDATA比Layer 1存储和计算要便宜。

· zk-Rollup和Optimistic Rollup的发展和对比

Vitalik Buterin 对 Barry 的方案发布了一个改进版，他称之为 zk-Rollup。zk-Rollup 可以在不牺牲可负担性或安全性的情况下，避免 Plasma 的退出游戏和挑战期。有了 zk-Rollup，人们可以使用新的密码学一次性解决 Plasma 的所有第 2 层扩容难题。但并不是所有人都把希望寄托在 zk-Rollup 上。在第一个 zk-Rollup 规范发布一年后，John Adler 和 Mikerah 引入了一个他们称为「合并共识」（Merged Consensus）的设计。合并共识使得链下的共识系统可以完全在以太坊上验证，而不需要任何花哨的零知识加密。Plasma 团队其后发布了合并共识设计的扩展版本——Optimistic Rollup。

Vitalik Buterin 在《以太坊上的 Rollups 如何使用链上合约进行 Layer-2 扩容》的文章中对Rollup 方案做了对比总结，其认为，短期内 Optimistic Rollups 可能会在通用 EVM 计算中胜出，ZK Rollups 则更适合于简单的支付、交易和其他特定应用中（计算相对固定、简单）。但在中长期内，随着 ZK-SNARK 技术的改进，ZK Rollups 可能会全面胜出。

主流的Layer 2 解决方案和用例

上面我们从技术层面对Rollup的发展，以及不同技术方案做了对比，下面我们从应用层面对Layer 2应用进行梳理。

· ZK Rollup方案

路印协议基于ZK Rollup创建，支付可以实现秒到、低费用，目前已发布路印钱包等应用，并联合五家头部DeFi项目开启了二层流动性挖矿。

zkSync 由 ZK Rollup创建，Matter Labs 基于 ZK Rollup 创建，现已拥有Gitcoin Grants 捐赠、Curve 测试网和 zkSync 的付款等用例。

Sushi 在 1 月 9 日发布的路线图中表示，将选择 ZK Rollups 作为扩容方案。

· Optimistic Rollup方案

Synthetix 选择的 Optimistic Rollup方案将于 1 月 15 日软启动主网，3 月份用户有望上线。

· xDAI（侧链）

xDAI 作为一个以太坊的 EVM（ 以太坊 虚拟机）侧链，目前已有链游黑暗森林（Dark Forest）、去中心化衍生品交易平台 Perpetual Protocol 等用例。

· Matic Network（Plasma）

MATIC通过使用适应版本的 Plasma 框架构建分布式平台来解决区块链生态系统面临的问题，实现在主链上具有最终性的快速且低成本的交易。预测市场平台 Polymarket 已经在其平台使用 Matic 协议以减少以太坊链上手续费。另外，Aavegotchi 于即将上线的当天宣布因为以太坊的拥堵而推迟主网上线，选择在二层扩容方案 Matic 上推出。

关于Layer 2 项目的投资与思考

当前以太坊上的 DeFi 生态非常繁荣，但是关于其性能、费用的各种诟病也越来越多，Laye2无疑将成为今年市场追逐的热点。对于投资者，如何Layer 2项目的价值？又该怎样布局和投资呢？2021年 1 月 7 日，在「2020 FAT 价值时代高峰论坛暨颁奖盛典」中，知名的投资人介绍了今年关于Layer 2项目 的一些投资方法。

Multicoin Capital 合伙人Mable表示，高昂的 gas 费用实际上挡住了一些垃圾资产的发行，因为大家在选择使用某个合约的时候都会考虑“到底要不要花这个钱去进行交互”，一些比较重要资产的发行或交易在以太坊一层是没有问题的。对于那些没有时效性、不太重要的交易，其实完全可以批量打包，现在也有很多可以实现这一效果的技术。

至于 Layer 2，大家都很关注 Rollup。有一些开发团队的思路是去做一个二层聚合器，这是非常有意义的，因为对于在前端交互的用户来说，其实很难感知项目团队选择的是哪个技术方案，因此一个二层的聚合器很有意义，最近的确有人在做这个事情。二层网络大家都有自己的解决方案，比较突出的有 Matter Labs 和 Optimsm，但是二层网络之间无法对话的问题还是没有得到很好解决。我确实相信头部效应，比如 Synthetix 选择了 Optimsm，其他项目也会跟着，另外可能也会有一批直接选择基于 zkRollup 去做。

Dragonfly Capital 合伙人Mia Deng表示，zkRollup 会是我们今年重点布局的一个方向，像我们投资的 Matter Labs、StarkWare 也开始跟一些 DeFi 协议有了切实的合作，比如 StarkWare 已开始与衍生品交易协议 dydx 达成合作；同时的话我们对于那些可与以太坊兼容的公链（比如 NEAR ）也会有些布局。

SNZ 投资管理总监 Kai Wu表示，今年在性能以及跨链上做了一些布局，这方面我们投了两个比较新的项目，一个做资产跨链桥的 BoringDAO，另一个是近期刚上 Uniswap 的 ZKswap。

BlockArk 创始人宿冶表示，关于 Layer 2，V 神也说过 zkRollup 在众多方案里可能是更加适用的，现在市场做 Layer 2 的项目其实是非常非常少的。对于我们来说，我们更看重的是，不管是哪种技术，在产品端一定要做到无感以及低门槛。如果有一些产品在初期就可以内生植入 Layer 2 的解决方案，且能够实现无感交互，那么这种项目就可能就会一鸣惊人，比如 Uniswap 正在做的。

总结

数字时代已经来了，越来越多人开始接受比特币，也开始希望使用区块链网络。以太坊的拥堵问题已经迫在眉睫，到了不能不解决的地步，这不再只是区块链行业内的一句抱怨，而是区块链技术开始走向落地的切实诉求。

如果以太坊不能解决扩容难题，那么来自于波卡、Near、Conflux等新一批高可扩展性公链将抢夺走疯狂涌入区块链行业的巨大流量。以太坊不扩容则死，越来越多以太坊技术开发者感受到这种迫切。在Layer 1、Layer 2以及Layer 0（以Marlin为代表）等扩容方案中， Layer 2 是目前最有希望的，落地应用也开始出现，这势必成为2021年不容错过的热点。目前，Layer 2的解决方案很多，特别是 Optimistic Rollup 和 ZK Rollup 谁能最终胜出，成为以太坊的”2021的救世主”还未可知。

不过从V神等大咖的分析看，目前以路印等为代表 ZK Rollup 解决方案似乎更有希望，投资者可以多加关注。