區(qū)塊鏈三難困境和Layer2的誕生
區(qū)塊鏈在本質(zhì)上面臨著三難困境，被稱為區(qū)塊鏈三難困境。這指的是所有區(qū)塊鏈面臨的去中心化、可擴展性和安全性之間的權(quán)衡，其中一個區(qū)塊鏈只能優(yōu)化兩個，需要犧牲第三個。顯然，安全性對區(qū)塊鏈來說至關(guān)重要，所以這通常會導致在去中心化或可擴展性上的妥協(xié)。
為什么去中心化很重要?
你可能會想，為什么去中心化如此重要？這是一個經(jīng)常被誤解的概念，經(jīng)常有人建議web3提倡去中心化以抵制政府審查。事實上，這并不是去中心化重要的主要原因。答案主要在于對創(chuàng)新的激勵。
中心化平臺的問題主要在于其可預測的生命周期。一開始，平臺是非常誘人的，因為它們必須吸引用戶、開發(fā)者、企業(yè)和媒體組織，這將不可避免地使他們的平臺有價值。它們降低了進入的門檻，榨取了很少的價值，從而創(chuàng)造了一個鼓勵參與者的正和環(huán)境。正如Chris Dixon所說的，中心化平臺的作用是“讓他們的服務更有價值，因為平臺(從定義上來說)是具有多方面網(wǎng)絡效應的系統(tǒng)?！碑斊脚_的S曲線向上移動，并獲得關(guān)于用戶和開發(fā)人員的更多權(quán)力時，就會出現(xiàn)問題。
中心化平臺生命周期
一旦中心化平臺達到其s曲線生命周期的頂部，其與平臺參與者的關(guān)系本質(zhì)就會從正到零和。一般來說，這意味著這個中心化的平臺將轉(zhuǎn)向從用戶那里提取數(shù)據(jù)并將其貨幣化，并與在其平臺上發(fā)展的互補業(yè)務爭奪關(guān)注。這對創(chuàng)新和這些平臺的持續(xù)發(fā)展來說是個壞消息。
在過去的10年里，我們見證了這一生命周期在多個平臺上的發(fā)展：Facebook、Twitter、微軟、YouTube和谷歌等等。這些就是今天互聯(lián)網(wǎng)的主要平臺。最終，這促使企業(yè)家、開發(fā)者和投資者對這些類型的平臺保持警惕，許多人拒絕與中心化平臺建立聯(lián)系。而且最重要的是，從用戶的角度來看，中心化存在問題，用戶容易受到安全漏洞的攻擊，并放棄對隱私數(shù)據(jù)的控制。
另一方面，去中心化的平臺不存在審查風險。企業(yè)家和開發(fā)者可以問心無愧地自由建設。這與互聯(lián)網(wǎng)的第一個時代(20世紀80年代至21世紀初)非常相似，當時互聯(lián)網(wǎng)服務主要基于開源協(xié)議，由互聯(lián)網(wǎng)社區(qū)自己擁有。根據(jù)定義，去中心化平臺不能從用戶和開發(fā)者身上榨取價值，而是允許用戶和開發(fā)者創(chuàng)造價值。為了明確這一點，谷歌的座右銘是“不要作惡”，而在去中心化的平臺上，這一理念變成了“不能作惡”。
這一切聽起來都很棒，雖然我認為去中心化平臺有一個令人信服的理由，但它們真的會贏嗎，甚至會在現(xiàn)實中出現(xiàn)嗎?互聯(lián)網(wǎng)的第一個時代是由去中心化的、開源的協(xié)議贏得的。第二個時代由中心化的應用程序主導，如谷歌、Youtube和Twitter。我認為，互聯(lián)網(wǎng)的第三個時代很可能是去中心化的。

由于上述原因，企業(yè)家和開發(fā)者被排斥在中心化平臺上建設，現(xiàn)在他們正涌向像以太坊這樣的去中心化平臺。你可能會認為中心化平臺能夠簡單地向開發(fā)者支付報酬，但在我看來，中心化平臺無法超越那些基于去中心化的平臺，而且它們的創(chuàng)新速度肯定無法與完全自由的企業(yè)家相比。當考慮到去中心化的互聯(lián)網(wǎng)第三時代的代幣化本質(zhì)時，這一點尤其正確。在這個時代，企業(yè)家能夠以驚人的速度籌集資金，減少了中心化平臺的影響，只需為開發(fā)者社區(qū)支付費用。
區(qū)塊鏈技術(shù)是web3最終平臺的孕育地。一種不需要第三方參與，并且在很大程度上消除了低效率的情況。如果我們要鼓勵企業(yè)家、開發(fā)者和投資者在這些區(qū)塊鏈平臺上建設，我們必須讓它們?nèi)ブ行幕?br>從創(chuàng)新、用戶隱私和數(shù)據(jù)所有權(quán)的角度來看，區(qū)塊鏈去中心化是有意義的。不幸的是，這意味著在區(qū)塊鏈三難困境中放棄可擴展性。
區(qū)塊鏈的組成部分
過去這些區(qū)塊鏈的工作方式是，當有人發(fā)布交易時，一個礦工驗證它，然后將它發(fā)布到區(qū)塊鏈，但隨后網(wǎng)絡中的所有其他礦工也必須驗證它。在一個去中心化的網(wǎng)絡中，可能有大量的礦工，這顯然意味著會有大量低效和浪費時間的工作。
然而，去中心化、安全性和可擴展性僅僅是區(qū)塊鏈的屬性，由組成區(qū)塊鏈的組件決定。作為一個基本概念，重要的是要概述這些組成部分:(1)共識，(2)數(shù)據(jù)可用性，(3)執(zhí)行。共識組件規(guī)定了網(wǎng)絡中的節(jié)點對交易的集體驗證，從而提供了區(qū)塊鏈上存儲的數(shù)據(jù)的安全性和真實性。數(shù)據(jù)可用性是指結(jié)算層保證可用于區(qū)塊鏈上的交易數(shù)據(jù)(即轉(zhuǎn)賬、保持狀態(tài)等)。執(zhí)行指的是使用新信息更新區(qū)塊鏈所需的計算。
簡單地說，共識是對區(qū)塊鏈上的交易記錄達成一致并存儲的地方。數(shù)據(jù)可用性是區(qū)塊鏈在任何一個時間點有多少空間來添加額外的數(shù)據(jù)。執(zhí)行是在新交易在驗證并寫入永久記錄之前在區(qū)塊鏈上注冊的地方。
作為區(qū)塊鏈三難困境的解決方案，L2擴展解決方案被開發(fā)出來。L2協(xié)議可以被認為是以太坊結(jié)算層的擴展解決方案，它允許結(jié)算層對去中心化和安全性進行優(yōu)化。
迄今為止，Layer 2解決方案已鎖定價值約66.2億美元，其中Arbitrum和dYdX(由StarkEx驅(qū)動)等領先解決方案吸引了大部分市場份額。
有許多類型的擴展解決方案，從狀態(tài)通道，plasma，側(cè)鏈和Rollup。
Rollup的類型
Rollup是一種可擴展的解決方案，它將交易捆綁、壓縮并將其發(fā)送到共識層進行驗證。通過一次驗證多個交易，它們極大地提高了效率，同時允許以太坊在不犧牲安全性的情況下從每秒處理15到3000多筆交易(TPS)。
本質(zhì)上，用戶不是將交易發(fā)送到L1的礦工那里，而是將其交易發(fā)送到Rollup服務器，由其驗證這些交易是否有效。因此，他們在以太坊主鏈之外執(zhí)行交易，但這些Rollup會將交易數(shù)據(jù)發(fā)布到以太坊主鏈。當將交易發(fā)布到主鏈時，它們將繼承L1的安全屬性。
有兩種類型的Rollup，不同的安全模型:(1)Optimistic Rollup和(2)zk-Rollup。
Optimistic Rollup
Optimistic Rollup捆綁了數(shù)百次交易，并且只發(fā)布鏈上需要的最低限度的信息，無需任何證明。這基本上假設沒有欺詐或惡意行為，因此有了“Optimistic”的名字。Optimistic Rollup僅在交易或狀態(tài)受到挑戰(zhàn)時才提供證據(jù)。
Optimistic Rollup的好處，除了明顯的擴展增強之外，還包括EVM和可靠兼容性，這意味著任何你可以在以太坊L1上做的事情，都可以在Optimistic Rollup上做。
然而，由于潛在的欺詐挑戰(zhàn)，鏈上交易的等待時間可能很長。可能必須等待~1周才能從Optimistic Rollup中提取資產(chǎn)，因為這給了發(fā)現(xiàn)和解決欺詐的時間。這是一個固有的問題，因為假設沒有欺詐或惡意行為。
Optimistic Rollup的另一個缺點是，需要在鏈上發(fā)布所有見證數(shù)據(jù)，如簽名、預言機提要等。這限制了可擴展性。
大型Optimistic Rollup協(xié)議包括Arbitrum 和 Optimism。
ZK-Rollup
zk-Rollup不同于Optimistic Rollup，因為它們使用zk技術(shù)集成了隱私。zk指的是在不披露必要信息的情況下向另一方證明某事(一項交易或狀態(tài))的能力。
用戶不是將交易發(fā)送到L1礦工處，而是將交易發(fā)送到Rollup服務器，在那里執(zhí)行交易。ZK-Rollup中使用的兩個最常見的驗證證明是 ZK-SNARKS和ZK-STARKS，其會生成ZK-SNARKS作為交易有效性的證明，并發(fā)布到第一層主鏈。這些證明很容易生成，很有說服力，而且驗證起來也非?？臁τ谏舷挛?，可以將數(shù)百個交易整合到一個證明中，驗證這個證明需要大約5毫秒。
通過利用該技術(shù)的零知識特性，第1層的礦工將永遠不會知道交易中的數(shù)據(jù)是什么。只有Rollup礦工知道交易數(shù)據(jù)。這是一項非常令人興奮的技術(shù)，因為它意味著數(shù)據(jù)可以是私有的，即使是在公共區(qū)塊鏈上。
使用ZK-Rollup，在提取資產(chǎn)時不會出現(xiàn)延遲，因為ZK Rollup合約接受的ZK-SNARK證明已經(jīng)驗證了資產(chǎn)，這是Optimistic Rollup和ZK-Rollup之間的主要特性差異之一。
ZK-Rollup的優(yōu)點包括：如前所述，與Optimistic Rollup相比，完成Rollup的時間更快，并且不易受到經(jīng)濟攻擊。然而，ZK-SNARK證明的計算量非常大，對于鏈上活動很少的應用程序來說，這可能是不值得的。
這里值得注意的是，目前大多數(shù)ZK-Rollup實際上還沒有使用ZK技術(shù)的隱私方面。相反，他們專注于可擴展性方面，也就是說，一個證明可以比本地計算更小、更精簡。
Optimistic Rollup和ZK-Rollup之間的技術(shù)比較
雖然Optimistic Rollup目前比ZK-Rollup更實用，這僅僅是因為它們的復雜性更低，但ZK-Rollup顯然有可能為用戶提供更大的好處。
Rollup的未來
雖然這兩種Rollup類型目前都提供了高于原生以太坊鏈執(zhí)行層的優(yōu)勢，但仍存在一些需要改進的挑戰(zhàn)。
面臨的挑戰(zhàn)
EVM代表以太坊虛擬機，可以被認為是一個大型的去中心化計算機，在區(qū)塊鏈上計算各種類型的任務。它本質(zhì)上是以太坊整個運營結(jié)構(gòu)的基石，負責執(zhí)行和智能合約部署。
EVM兼容性意味著另一條鏈，例如，一個Rollup鏈，將有能力在該鏈上部署以太坊智能合約。因此，如果沒有EVM兼容性，另一條鏈將不可能運行以太坊智能合約。EVM兼容性顯然是非常有益的，因為這意味著已經(jīng)部署在以太坊上的項目，比如Uniswap等DeFi巨頭，可以部署在兼容鏈上。這意味著兼容鏈相對容易在執(zhí)行模塊獲得用戶，如果他們相對于以太坊執(zhí)行模塊具有顯著的競爭優(yōu)勢?？紤]到以太坊社區(qū)中開發(fā)者的數(shù)量，這對于兼容鏈來說也是一個巨大的優(yōu)勢。通過與EVM兼容來進入該社區(qū)，兼容鏈能夠受益于上述開發(fā)人員的采用能力和網(wǎng)絡效應，以及未來將產(chǎn)生的創(chuàng)新。
EVM兼容性的缺點源于復雜性和相關(guān)的安全漏洞風險。因此，總的來說，EVM兼容性開發(fā)對于Rollup來說是緩慢的，但是已經(jīng)取得了一些突破，特別是在Optimistic Rollup的背景下。
Rollup的另一個挑戰(zhàn)，實際上也是我在未來看到的開發(fā)中最興奮的一個，是直接的法幣匝道。法幣指的是傳統(tǒng)貨幣，如美元、英鎊和日元。匝道(On-ramp)是指你可以直接將法定貨幣兌換成加密貨幣的服務。法幣匝道服務目前通常在中心化交易所，如Coinbase和Binance。
Rollup的挑戰(zhàn)更大。為了在Rollup上與加密進行交互，我們將面臨將加密資產(chǎn)放入自己選擇的錢包的瓶頸，因此必須將加密資產(chǎn)連接到Rollup本身。這是一個非常糟糕的用戶體驗，需要大量的耐心。
從傳統(tǒng)的銀行賬戶，直接到Rollup，將極大地增加使用量。這就是為什么我對它們的發(fā)展如此興奮：增強的用戶體驗無疑會讓用戶有理由不再直接與第1層交互，并將標志著從第1層執(zhí)行到第2層執(zhí)行的大規(guī)模遷移，讓第1層專注于共識和安全。這將是采用模塊化區(qū)塊鏈的真正開始。
同樣值得注意的是，為了達到最低費率，它需要將在第一層鏈上結(jié)算的交易最大化。這樣做是為了將費用平均分配到許多合并在一起的交易中。因此，Rollup費可以被認為是第一層費用的產(chǎn)物，也是Rollup需求的產(chǎn)物。因此，Rollup要真正達到與以太坊相比的費用降低的潛力，它們需要更高水平的需求。這通常被稱為規(guī)模經(jīng)濟，意味著邊際交易成本在下一次邊際交易中下降。
事實上，這是一個突破，因為它顛覆了區(qū)塊鏈的傳統(tǒng)成本結(jié)構(gòu)，后者通常隨著每一筆邊際交易的進行而變得更加昂貴。這也是ZK-Rollup優(yōu)于Optimistic Rollup的一個實例，因為Optimistic Rollup總是需要在每個交易中包含簽名，這又增加了另一個成本因素。另一方面，ZK-Rollup不需要簽名，并且具有更好的數(shù)據(jù)壓縮，從而具有卓越的可擴展性潛力。
即將到來的Rollup催化劑
EIP - 4488
本文中要提到的一個重要內(nèi)容是EIP-4488，對于那些不熟悉EIP的人來說，它們代表以太坊改進提案，是指定以太坊潛在新特性或流程的標準。以太坊社區(qū)中的任何人都有能力創(chuàng)建EIP，盡管它們必須得到充分的同意才能實現(xiàn)。
總而言之，EIP-4488將調(diào)用數(shù)據(jù)的成本從16 gas /字節(jié)降低到3 gas /字節(jié)，并對每個區(qū)塊的調(diào)用數(shù)據(jù)設置上限，以降低安全風險。從本質(zhì)上說，這意味著Rollup管理費用減少，這對于Rollup的最終用戶意味著費用更低。
分片
Rollup的另一個重要催化劑是分片。共享是模塊化區(qū)塊鏈背景下需要理解的一個關(guān)鍵概念，本質(zhì)上是約束以太坊數(shù)據(jù)可用性的解決方案。
總結(jié)
毫無疑問，Rollup對區(qū)塊鏈的未來至關(guān)重要，它將成為dApp的日常用戶與區(qū)塊鏈技術(shù)互動的網(wǎng)絡。這些用戶甚至可能不知道他們使用的是哪種云托管服務，就像我們通常不知道網(wǎng)站使用的是哪種云托管服務一樣。這就是為什么我對Rollup特別興奮的原因。我們?nèi)匀惶幱谒鼈兩芷诘脑缙?，因此技術(shù)的復雜性和某些情況下缺失的特性。

熱點：代幣 以太 以太坊 加密貨幣 區(qū)塊鏈 區(qū)塊鏈技術(shù) 數(shù)據(jù) 智能合約