科普安定2层设计空间

原始链接：HTtps://www.buildblockchain.tech/newsletter/issues/no-99-alidium-and-the-layer-2-two-by-two；

作者：Ben DiFrancesco

翻译校对：刘安健

本月初，星光团队推出了全新的HT3主网二层扩容方案。

这个全新的项目，starkex，并不是完全基于已经被公众接受的现有的第2层架构（比如zkrollup、optimal rollup或plaa）。starkware的联合创始人Eli Ben Sasson称这种新的Layer2架构为“alium”——italik认可的名称，因此“alium”应该是一个固定的名称。

在本期的区块链构建中，我们将通过经典的二阶矩阵来回顾火币网生态系统中的Layer2设计，**以alium作为结论来讨论这一新方案的优缺点。

第2层的二阶矩阵；

HT3二层延伸研究的进展已成为许多工程项目的研究案例。然而，理想是非常充分的，现实是非常骨瘦如柴的，很多前瞻性的想法，直到真正的实践，工程师们才会意识到，可行的方案充满了取舍和妥协。经过多年的研究和尝试，火币网二层生态的扩展方案可以用二阶矩阵来总结（我第一次看到starkware aihu ley团队的总结）。

在区块链第1层，所有计算过程和数据存储都在主链中进行（交易数据存在于区块中，所有计算过程都在整个节点中进行）；但是第2层不同。我们可以根据第2层如何解决与这两个扩展（计算和数据存储）相关的瓶颈问题对它们进行分类，如上面的二阶矩阵所示。让我们转到基质，**看看安定应该放在哪里。

等离子体

**由italik buterin和Joseph Poon于2017年联合提出。等离子体作为一种有前途的理论思想，可以说是HT3研究拓展的先驱。我们把它放在矩阵的右下角：

实质上，plaa的想法是相对直观的。为了获得更好的可伸缩性，plaa将计算和数据存储迁移到第2层；第2层的执行者定期向主链提交“状态承诺”的Merkle根表单。如果执行者提交了无效状态，则用户可以向主链上的智能合约提供欺诈证明；一旦确认执行者有欺诈行为，智能合约将没收其押金。

虽然这个想法简单而优雅，但很难实现细节——其中一个问题是数据可用性。虽然我们可以通过错误的证明在主链上对提供无效承诺的执行者进行惩罚，但是如果用户想要提供错误的证明，他必须首先获得错误的数据来构建错误的承诺。这时，问题就来了——如果等离子的执行者拒绝透露主链上的数据，用户能怎么办？（这将导致在主网络上记录的第2层状态被推送到错误的状态，并且不能追究执行者的责任。）

为了解决这个问题，plaa推出了一些相应的解决方案，比如延长资产退出Layer2的时间——当出现恶性行为时，可以允许大量资产退出plaa链。然而，经过多年的探索，可行方案并没有真正实现，这也促进了其他二阶矩阵象限方案的出现。

zkRollup公司；

下一个值得注意的解决方案是放置在等离子对角线象限中，即zkrollup；有趣的是，zkrollup是由一位火币网研究员而不是italik buterin提出的。

Zkrollup以一种间接的方式解决了数据可用性问题——将第2层的所有事务数据作为参数发送到主链上的智能合约；这意味着任何人都可以通过观察区块链上的“calldata”来获取第2层的所有数据，但同时，Zkrollup允许的可伸缩性优势是有限的计算维度。

Plaa设计了防错的激励机制，保证了计算的正确性，zkrollup则依靠完成主链中的零知识证明，保证了永远不会出现无效状态。因为所有计算都“聚合”到证据中，所以不需要信任或检查执行者。

此外，zkrollups也在一定程度上提高了数据存储的可扩展性。例如，zkrollups可以向智能合约发送压缩数据，所有节点不需要在活动状态下存储calldata，这就减少了所有节点的使用负担；在zkrollups链中，不需要包含签名数据，因为零知识证明就足以证明事务的有效性。

zkRollup强大的功能已经成为它的主要短板：这些强大的功能依赖于零知识证明，这是一种非常前沿的加密方法。除了难以安全部署外，zkrollup目前还没有被公众所接受的零知识证明。因此，现有的zkrollup技术仅适用于一些特定的项目，例如去中心化的第2层环交换。

乐观汇总；

为了在Layer2中使用智能合约，研究人员开始探索一种扩展方案，这种方案“类似于zkollups，但不依赖于零知识证明”有一个现成的计划，重新采用交互式防错，这是我们将在下一次讨论的**汇总。

我们之前已经讨论过plaa和zkrollup，所以**的rollup也很容易理解。**的汇总保留calldata，可以得到主链中第2层的所有数据。同时，**汇总通过使用错误的证明（如等离子方案）惩罚提交无效状态的执行者。

与plaa和zkrollup相比，**的rollup做了一些权衡，因此它带来的可伸缩性增加最小。但这也是乐观汇总之所以如此有趣的原因，因为它不依赖于太**的技术或悬而未决的问题。在实际促销中，**执行**汇总。

有几个团队（如“火币全球最 erumOptimi”团队）即将向主网络部署**汇总架构。

安定

**，我期待着二阶矩阵的**一个空间！在这个象限中，我们需要填写新命名的alium并讨论alium-starkex的第一个实现。

Valium选择将第2层的事务数据放在链下，因此它比rollup架构具有更高的可伸缩性。在验证计算方面，alidium不依赖欺诈证明，而是零知识证明。正如前面关于zkrollup的讨论中提到的，这将导致alium当前的应用程序部署，它只能限于特定的目的（低通用性）。例如，starkex是一个去中心化交易所的解决方案。

但这些权衡使安定在某些方面优于**。主网中的零知识证明验证可以避免执行者提供的无效状态，也可以减少执行者未发布数据造成的后果。例如，不可能与执行人串通，误将国家变更为“他人资金划入自己账户”；因此，alidium不需要在协议中设计“大额资金退出”的激励博弈，也不需要延长资金退出Layer2的时间。

正如其他研究人员指出的那样，零知识证明并不是数据可用性的灵丹妙药：例如，（恶意）高管修改其受控账户的状态，然后积压这些交易的数据是没有问题的，这将导致一些用户在取款时无法提供Merkle证明。

从本质上讲，这种攻击是冻结Layer2的账户，同时也为执行者的贿赂打开了大门——执行者可以拒绝提供用户要求的身份，从而勒索或收受贿赂。

为了避免此类攻击，starkware团队使用了一种手段，我称之为“工程黑客”技术。我用这个词很亲切，因为我一直在处理“工程黑客”我的职业生涯。starkex系统包括一个“数据可用性委员会”——负责签署数据并确保数据始终可用的成员。只要其中一个成员是在线的和诚实的，用户就能够获得提取资金所需的数据。

安定不是完美的解决方案，但它可能是目前各种情况下最可接受的解决方案，但请记住，每件事都有自己的权衡和妥协。与在主链中完全不受信任的DEX相比，starkex确实面临着更高的第三方风险；然而，作为一个相应的优势，starkex的性能比DEX高出几个数量级——DEX被高频交易者高度重视。与传统的中心化交易相比，Validium仍然安全得多，信誉也最差。

开放式生产流程；

如前所述，火币网第2层的扩展研究是工程领域的一个很好的例子，因为在火币网中可以清楚地看到工程领域先前未知的研究过程。当然，如果有人嘲笑它看似曲折缓慢的发展过程，我也不会感到惊讶。

在大多数研究开始时，在设计平台下会有很多方案的迭代变换；当工程师们不得不面对理论与实际之间的差距时，一个可行的方案确实需要权衡，这将成为人们关注的焦点。对于HT3二层的延伸研究，这些不同方案的探索过程直接在表上讨论，业内的大牛和方案支持者可以对这些方案进行详细的回顾和贡献。

就我而言，我认为火币网Layer2生态系统非常强大。研究人员和开发人员经过反复的实验，苦心经营地制定出了Layer2的设计框架。现在许多团队正在加紧寻找能够满足用户实际需求的具体解决方案，这当然涉及到许多权衡和妥协。考虑到最近几个月火币网Layer2的开发，以及火币网主网的拥塞加剧，我认为Layer2方案已经在进行中，准备开发。我想在接下来的12-18个月里，我们可以看到Layer2方案被应用到实际应用中。

让我们看看。