摘要

1. 以太坊的擴容路線有兩條：鏈上擴容和鏈下擴容。鏈上擴容主要是使用分片技術，但由于開發難度大，其發展緩慢；鏈下擴容方案主要指Layer2，相對而言鏈上擴容更易落地。伴隨DeFi等應用爆發，擴容需求迫切，因而市場目前更關注Layer2。在眾多Layer2解決方案中，Optimistic Rollup和ZK Rollup最被市場看好。

2.與ZK Rollup方案相比，Optimistic Rollup因其具有更強的可移植性，所以短期內更容易落地；在強烈市場需求下，這又進一步促使其會形成先發優勢。從TVL鎖倉量看，Optimistic系Layer2龍頭Arbitrum和Optimism已位列第四名和第六名，超越很多之前知名Layer1公鏈。

3.相對于Optimistic Rollup提款周期長的問題，ZK Rollup通過數學可靠性證明避免了這一問題。但ZK Rollup無法完全兼容EVM導致其開發進度相對較慢，在一定程度上也喪失了先發優勢。

4.Layer2龍頭項目有Optimism、Arbitrum、zkSync、Polygon和StarkNet；除此之外，知名的Layer2項目還有Immutable X、Scroll、Loopring等。

Layer2龍頭項目還有哪些?

除了上文提到的Optimism、Arbitrum以及zkSync等，Polygon和StarkNet也是Layer2龍頭項目。另外，知名的Layer2項目還有Immutable X、Scroll、Loopring等。

Polygon

Polygon采用了一種名為Plasma的技術來構建Layer2網絡，并支持多種以太坊智能合約。在 6 月初，Polygon 發布了關于他們 L2 發展的下一個階段的最新公告。Polygon 2.0 旨在創建“互聯網的價值層”。該解決方案旨在通過一系列升級提高 Polygon zkEVM、PoS 和超網之間的互操作性。通過將零知識技術與現有的 PoS 機制相結合，Polygon 旨在增強安全性和隱私保護。在 Polygon 2.0 中，他們的目標是結合兩種技術的優勢。Polygon 團隊最近的一項公告揭示了他們計劃在 2024 年第一季度結束時將 Polygon PoS 轉換為 zkEVM validium 的計劃。

StarkNet

StarkNet 是 zkVM ZKR，由于為虛擬機設計了全新的 Cairo 語言，因此對以太坊原生開發者具備一定開發門檻。在 Cairo 1.0 的支持下，除了 Regenesis 之外，Starknet 的功能現在已經基本完成了。官方稱，即將到來的 Starknet v 0.12.0 將包含顯著的吞吐量和延遲改進。這個版本包括過渡到基于 Rust 的 Sequencer( 由 StarkWare 開發 ) 和新的 Rust-Cairo VM (cairo-rs，由 LambdaClass 開發 )——兩個開源項目，預計很快就會有性能基準測試。到 2024 年，去中心化將成為網絡運營和決策的重點。早些時候，StarkNet官方為了推進協議去中心化，已表示將在未來發布STARK Token。

圖4：主流Layer2項目不同維度對比圖

什么是Layer2?

談到Layer2，我們需要先了解以太坊的擴容問題。最初，以太坊的愿景是成為一個可編程的區塊鏈平臺，即世界計算機。然而，隨著數據量的增加，以太坊網絡一直面臨擁堵的問題，這就要求以太坊在性能方面有很高的要求。因此，擴容成為提升以太坊性能的主要解決方案，并成為市場關注的焦點。

以太坊有兩種擴容路線：鏈上擴容和鏈下擴容。鏈上擴容主要采用分片技術，是ETH 2.0的核心目標之一。然而，分片技術的開發非常困難。最初，以太坊計劃使用1024個分片，但由于技術上的困難，決定縮減至64個分片。然而，即使如此，部署64個分片仍然需要一段時間。由于DeFi、NFT等區塊鏈應用的爆發，擴容需求變得非常緊迫，因此市場將注意力轉向了鏈下擴容方案——Layer 2，這是一個落地難度較低的選擇。

簡單來說，Layer2就是在主鏈旁邊建立一個新的鏈來實現擴容。如果將Layer1類比于擴大地基面積，那么Layer2就相當于在現有建筑物上增加樓層。它們的主要目標都是增加以太坊的可擴展性，減輕網絡擁堵，降低高額的Gas費用，并提高網絡效率。下圖展示了Layer1和Layer2的對比。

圖1：Layer1擴容和Layer2擴容對比圖

進一步探討Layer2的技術解決方案，又可將以太坊 Layer2 解決方案劃分為：狀態通道、側鏈、Plasma、Rollups、Validium 和混合方案等。下圖展示了不同技術方案的主要區別：

圖2：Layer2具體擴容方案對比圖

在眾多Layer2方案中，目前最受關注的是Rollup。Rollup在中文中釋義為"歸納"或"整理"。在以太坊網絡中，由于ETH網絡的帶寬限制，當網絡交易量較大時，Gas費用通常會大幅上漲。Rollup的作用是將以太坊需要計算的內容復制并發送到連接在以太坊之外的Layer2協議進行計算。然后，將計算結果進行壓縮打包整理，并重新發送回鏈上網絡。Rollup在Layer1之外執行交易，但在Layer1上發布交易數據。由于交易數據包含在Layer1的區塊中，Rollup相當于繼承了以太坊的安全性。根據壓縮數據的有效性（即數據正確性）不同的方案，Rollup可以分為Optimistic Rollup和ZK Rollup兩種類型。

Optimistic Rollup有何優缺點

與ZK Rollup方案相比，Optimistic Rollup在短期內更容易實現落地，主要原因是它具備更強的可移植性，這也進一步促使其形成了先發優勢。目前，基于Optimistic Rollup的龍頭項目有Optimism和Arbitrum，這兩個Layer2項目已經發行了代幣，初步形成了先發優勢。相比之下，基于ZK Rollup的項目如zkSync等則開發進度較慢。

據報道，2023年2月23日，Coinbase宣布推出基于Optimism OP Stack的以太坊Layer 2網絡Base的測試網；6月19日，BNB Chain基于Optimism OP Stack宣布推出opBNB測試網。此外，Arbitrum也取得了巨大的成功，并得到了眾多加密生態項目的支持。從總鎖定價值（TVL）的角度來看，目前Arbitrum和Optimism分別位居第四和第六的位置，超過了許多以前知名的Layer1公鏈項目，如Solana等。

圖3：主流公鏈和Layer2的TVL市場排名（來源：defillama）

Optimistic Rollup具有明顯的優勢，但也存在一個致命的缺點，即需要解決欺詐證明的問題，導致提款周期長達一周。然而，Arbitrum和Optimism正在努力通過其他方式來解決這個問題，以提升整體競爭力。

在6月初，Optimism宣布將他們的L2 Rollup遷移到Bedrock。這個發布標志著OP堆棧的首次正式上線，使OP主網成為最具成本效益的以太坊L2 Rollup代幣交換解決方案。此外，Bedrock還具有以下優勢：將存款時間從10分鐘縮短至3分鐘；通過支持故障證明和ZK證明來增強證明模塊化；允許在單個Rollup "塊"內執行多個交易。完成Bedrock升級后，Optimism的下一步計劃是過渡到超級鏈。超級鏈是一個由L2（OP鏈）組成的去中心化網絡，共享安全性、通信層和開源技術堆棧（OP堆棧）。

Arbitrum提供了四個核心產品：Arbitrum One是Arbitrum生態系統的第一個主網Rollup；Arbitrum Nova是一種AnyTrust解決方案，專為成本敏感和高交易量預期的項目設計；Arbitrum Nitro是一套技術軟件堆棧，驅動Arbitrum L2，使Rollup更快、更便宜，并且與以太坊虛擬機（EVM）更兼容；Arbitrum Orbit是一個開發框架，允許在Arbitrum主網上創建和部署L3。L3 Rollup，也稱為應用鏈，對于結算交易到Arbitrum鏈起著至關重要的作用。它們是Arbitrum擴展旅程的下一個階段的基礎，并且是實現其愿景的解決方案。

ZK Rollup有何優缺點

和Optimistic Rollup相比，ZK Rollup在保證數據可用性方面更強。這意味著任何人都可以根據鏈上存儲的交易數據，還原出賬戶的整體狀態，從而避免因數據不可用而引發的安全風險。與Optimistic Rollup不同，ZK Rollup通過數學可靠性證明來解決提款周期過長的問題。在技術安全性方面，它幾乎與Layer1（以太坊主鏈）相當，并且存款和提款操作可以根據用戶需求立即進行。這是ZK Rollup的最大優勢。

然而，和Optimistic Rollup一樣，ZK Rollup也有一些限制。目前的ZK Rollup還不能完全兼容以太坊虛擬機（EVM），因為它需要在第二層生成零知識證明，并將其傳回第一層進行驗證。整個交易過程必須符合零知識證明的規定。然而，在EVM設計之初，并沒有考慮到支持零知識證明這一點。不過，一些Layer2項目，如Scroll、zkSync和Polygon，已經宣布計劃部署ZK-EVM計算環境，允許ZK Rollup獨立運行各種智能合約。一旦ZK Rollup能夠完全兼容EVM，它將有機會獲得更多DeFi項目的青睞。隨著越來越多的DeFi項目采用ZK Rollup技術，它的發展前景將進一步擴大。

此外，由于ZK Rollup生態系統的整體開發相對緩慢，缺乏先發優勢，需要追趕不斷變化的加密市場。為此，zkSync團隊在6月26日推出了名為ZK Stack的開源框架，用于構建自定義的zkRollup解決方案。這個框架賦予開發人員完全自主權，可以根據需要選擇數據可用性模式和使用自己的去中心化排序器。ZK Stack提供了兩個關鍵功能：自主權和無縫連接。這些zkRollup鏈可以獨立運行，只依賴以太坊主鏈來確保活動性和安全性，并通過跨鏈橋實現各鏈之間的互聯，實現無需信任、快速和廉價的互操作性。市場分析認為，ZK Stack是zkSync團隊與OP Stack和Arbitrum Orbit競爭的殺手锏。