Defi科普：5分钟内了解layer2的起源、发展和未来

大家好，今天的文章将从以下三个方面全面解读Layer2：

1Layer2的起源和必要性

2第2层分类（汇总、状态通道、侧链、等离子）

3Layer2爆炸的来临

钥匙外卖：

Layer2平台可以获得部分减免的GAS FEE作为平台收入，同时，它可以像其他DeFi应用一样，利用这部分收入来授权自己的代币，逐渐形成一个完整的经济模式，这是可持续发展的基础。

1、 Layer2的起源

自以太坊诞生以来，其低交易速度一直受到社会各界的诟病。特别是以太坊已经成为最生态的公共公链。越来越多的分布式应用部署在以太坊上，使得以太坊的事务处理速度越来越慢。2017年，一款去中心化的游戏应用程序encryption cat几乎瘫痪了以太坊的整个公链。在加密猫流行的时期，以太坊上的大多数应用程序都不能正常使用。2020年，大规模爆发的DeFi让用户感受到以太坊的局限性（那段时间，矿业用户为了支付煤气费烧掉了很多以太坊，我相信这些以太坊今天应该是一笔财富）。因此，以太坊官方从2019年开始推广ETH2.0相关问题，直到2020年，正式对ETH2.0的规划做出了较为明确的解释。然而，目前，社区和政府已经达成共识，ETH2.0至少要在两年后才能登陆。这种牛市，再加上DeFi的爆发，使得用户和项目方不愿意再等两年。

heco（fire coin ecological chain）和BSc（coin security intelligent chain）的兴起，实际上在一定程度上得益于以太坊的低效率。如果以太坊继续拥堵下去，可以想象，会有越来越多的用户选择在其他公共公链进行交易。特别是heco和BSC凭借fire coin和coin an聚集了大量交易用户。虽然这两个公链仍然无法摆脱中心化的问题，但其在线DeFi应用的财富效应和高效的交易处理能力仍然能够吸引大量的客户，从mdex和pancakeswap的交易量迅速超过iphone可以看出Uniswap，大量的用户将吸引开发者和项目方在heco和BSC上进行开发和部署，这将进一步改善他们的生态和对以太坊的影响。因此，以太坊的扩展（可以简单理解为提高交易速度、降低交易成本）一直是以太坊最重要的工作。

基于“扩容势在必行+ETH2.0不能马上实施”的背景，layer2方案应运而生，V神一直在社区推广layer2方案。最重要的是layer2的解决方案具有经济价值捕获和可持续发展的能力。例如，layer2的解决方案可以帮助用户大大降低汽油费。因此，Layer-2的平台可以作为平台收入获取一部分减少的GAS FEE用，同时也可以将这部分收入作为其他DEFI应用，这是可持续发展的基础，我们可以用自己的代号逐步形成一个完整的经济模。

2、 第2层分类

自概念提出以来，Layer2经历了许多变化。在本文中，我们不会对layer2的技术解决方案进行非常详细的介绍，而是从读者容易理解的角度进行讲解和比较，帮助您对layer2的整体发展和演进有一个基本的了解。

其实，从Layer2的命名就可以看出。起初，layer2的逻辑是将其与layer1（即以太坊公链）区分开来。简单地说，以太坊公链是第1层。最初，部署在以太坊上的所有应用程序都直接在以太坊上执行操作和传输。然而，随着应用的日益增多，以太坊也出现了拥塞的情况，因此有人担心，本文提出是否可以在链外或其他公链上进行部分计算工作，然后将计算结果返回以太坊。这样可以减轻以太坊公链的负担，提高以太坊的性能。例如以太坊就相当于一条高速公路（layer1），每一个应用都相当于一辆汽车，里面装满了货物，汽车和货物越来越多，特别是直接在高速公路上装卸的货物，以太坊的高速公路越来越堵，于是人们想到了一种方法，在公路下面建一些车站（Layer2），这样货物就可以在这些车站上装卸（在Layer2进行计算和交互），等到以后货物装车后，再把车开到公路上（计算结果返回第一层），可以大大缓解高速公路的拥堵。

这个例子基本上是对layer2和layer1的简单说明。在此基础上，形成了一套不同的二层方案。

1汇总

目前，pullup方案是以太坊社区最有前途的一种方案，在最近的火灾中主要分为最优rollup、ZK rollup和arbitrum rollup。

表1。汇总计划进展，来源：okex研究所

实际上，rollup方案更像是layer1和layer2的结合，即将操作放在链下，然后将数据存储在链上。这样既可以提高操作速度，又可以利用以太坊主网的安全性，解决数据可用性问题。这三种汇总解决方案实际上以不同的方式解决了信任问题。

乐观汇总使用plasma“防欺诈”方法，即任何人都可以验证和质疑退货链上的数据。一旦发现问题，将回滚数据以确保安全性。然而，这种方法的一个致命问题是验证周期的存在。通常情况下，验证周期约为2周，也就是说，当用户想从Layer2转账到第一层时，大约需要两周的等待时间，估计正常用户会发疯。

ZK-rollup使用ZK-snark（zero-knowledge-success-non-interactive-argument-of-knowledge）方法。感兴趣的用户可以详细了解零知识证明的相关信息。该方法解决了验证周期问题，但其缺点是计算量大、技术难度高、难以支持虚拟机。然而，ZK rollup正在推出图灵的完整虚拟机，因此它很可能在未来取代optimal rollup。

Arbitrum rollup的设计方案具有验证器角色。如果验证者需要在链上记录，他需要向以太坊发送索赔。同时，验证者需要存入保证金。如果验证者的声明是错误的，那么验证节点的保证金将丢失。当验证者向链发送索赔时，会有一段时间任何人都可以提出自己的疑问。如果你不同意，就会有争端。争端解决机制是仲裁制度可扩展性的核心和关键。仲裁解决机制是这样的：如果双方对某一问题有不同的意见，有效的解决机制就是将其从小到大。例如，如果一项交易涉及10亿个步骤，并且存在争议，那么这10亿个步骤将被分成100个较小的索赔，每个索赔包含1000万个步骤。这样，10亿规模的纠纷将减少到1000万规模的纠纷。不同意的一方会从1000万中挑出他不同意的一个，然后从大到小再进一步，直到找到最关键、最有争议的一步。找到关键步骤后，使用以太坊合同来确定这一步骤是对还是错。这样，我们就可以实现有效的争端解决。

整个过程如下：当一个节点发送一个声明并且声明正确时，它每10分钟发送一个哈希。散列到以太坊链，没有任何争议，系统可以顺利运行。如果有争议，你可以用上面描述的有效方法把争议从大到小减少，最终得到一个好的仲裁。这就是仲裁制度的效率所在。

到目前为止，这三种汇总方法已经有了一些支持者，一些应用程序已经开始尝试部署。

2状态通道

它相当于在用户之间直接建立一个通道。例如，用户a和用户B经常转账，所以他们决定直接建立一个渠道，然后每个人在渠道中存入一定数量的代币。当需要转账时，最好直接从这里进行转账交易。

如果用上面的例子来说明，那么用户a和用户B经常进行货物交换。他们觉得每次使用公共货车太麻烦了，就一起买一辆卡车，来回运输货物，一起分担费用。但有两个问题。首先，a和B不能一直交易。其次，由于这辆车的用户只有a和B，无法核实一方是否未按协议付款（此处忽略了转让证据的陈述，因为转让证据也可能是伪造的，而且没有公平的仲裁机制来迅速解决纠纷），因此，国家渠道的方案是可行的不能大规模重用，特别是当我们回到以太坊上的事务时，会发现大部分事务都是与不同的用户进行的，所以这种方案并不能真正解决以太坊的拥塞问题。

3侧链

侧链相对容易理解，即直接运行另一个公链，然后将大部分操作转移到这个公链，然后在需要返回结果时将结果返回给以太坊。这个方案听起来非常可行，但最大的问题之一是这个公链的安全性。以太坊之所以能吸引如此多的应用和用户，是因为它的生态已经建立和形成。有足够的算力（ETH2.0实现后的节点）保证以太坊的安全，但其他公链没有这个安全系数。例如，以太坊就像一条非常完整的高速公路，有警察和救护车。一旦出现问题，就可以及时解决。但是，如果你在其他道路上驾驶和运输货物，无论发生交通事故还是抢劫，都可能没有防护措施，那么用户怎么敢在这条道路上运输货物呢。

4、 等离子体

plasma的独特之处在于设计了防欺诈机制：plasma将特定的底层数据发送给用户保管，解决了数据可用性问题；此外，plasma还有“退出期”设计。即使黑客获得侧链控制并试图取款，任何用户都可以在“退出期”提交证据进行质疑。如果质疑成功，任何人都无法提取资产，运营商将被罚款，从而保证了数据的真实性、有效性和准确性，解决了资金安全问题。

然而，plasma解决了侧链问题，却带来了新的问题：首先，用户必须每两周上网一次，对plasma链进行监控，否则，黑客错过“退出期”时，就可以将资产拿出来；其次，用户必须保存底层交易数据，以确保数据的可用性，但这给用户带来了巨大的存储成本用户。因此，plasma并不友好，体验也很差。在2018年大熊市的背景下，曾经基于以太坊社区厚望的等离子解决方案逐渐被抛弃。

所有Layer2解决方案都无法回避的一个问题是生态隔离。每个Layer2解决方案都有自己的一套生态系统。如果这些生态系统无法通过，那么对于用户来说，用户体验是支离破碎的。虽然这解决了以太坊拥塞的部分问题，但也带来了新的问题。因此，还提出将状态通道与rollup方案相结合，通过状态通道将每个rollup方案的生态连接起来，形成一个整体。这的确是个好主意，但最终能否顺利实现还有待观察。

目前，在Layer2的所有方案中，汇总方案是比较可行的。最优汇总的代表项目是乐观，ZK汇总的代表项目是zksync，arbitrum汇总的代表项目是arbitrum。你可以对每个项目有更深入的了解；

在ETH2.0推出之前，layer2是非常有价值的，因为以太坊的拥堵已经阻碍了以太坊的生态发展。如果我们不提高性能，以太坊第一公链的地位能否保持是个问题。因此，在短期和中期内，Layer2将有一波爆炸。layer2之所以具有经济捕获价值，是因为它可以捕获帮助用户节省GAS FEE，所以这部分节省的GAS FEE不仅可以使项目方产生收入，还可以使代币成为可能。因此，二层工程值得重视；

不同的Layer2方案对以太坊生态的破坏是一个巨大的问题。因此，如果生态整合不能在ETH2.0正式推出之前进行，那么layer2方案将完全成为一个过度方案，失去其价值。