作者：二十三画生
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OptimisticRollup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Layer2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。比如，Synthetix选择的OptimisticRollup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ZKRollups作为扩容方案。
以太坊ZK Rollup扩容方案Hermez Network正在开源零知识证明模块:据官方消息，以太坊ZK Rollup扩容方案 Hermez Network表示，正在开发一个名为Rapidsnark新的zk-SNARKs零知识证明模块，目前已经发布并开放了源代码。[2021/2/2 18:43:40]
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MatterLabs整理的Layer2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。
MatterLabs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，VitalikButerin和JosephPoon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（MinimalViablePlasma，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。
以太坊Optimistic Rollup扩容方案Fuel 1.0版上线主网:1月1日，Fuel Labs官方宣布其基于Optimistic Rollup概念的以太坊 Layer 2 扩容方案 Fuel 1.0 版本已正式上线以太坊主网。Fuel基于UTXO模型，目前的1.0版本最多可以支持接近500 TPS （每秒交易数）的速度。Fuel Labs 表示，该版本仅推出了命令行界面，为开发者服务，未来几周和几个月将推出用户界面钱包和其他集成。[2021/1/1 16:12:39]
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PlasmaMVP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PlasmaCash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，PlasmaCash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BarryWhitehat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。
Synthetix启动以太坊二层扩容方案Optimistic测试第二阶段:据官推消息，合成资产平台Synthetix宣布已启动以太坊二层扩容方案Optimistic Ethereum测试的第二阶段。在此阶段，Synthetix将与Optimistic尝试从一层（L1）迁移至二层（L2），并扩大可以参与的用户数量。[2020/10/14]
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Layer1的存储。
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Layer1网络为每笔交易发布一些数据。
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，但它在吞吐量上实际可提升100倍，因为CALLDATA比Layer1存储和计算要便宜。
·zk-Rollup和OptimisticRollup的发展和对比
VitalikButerin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，JohnAdler和Mikerah引入了一个他们称为「合并共识」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——OptimisticRollup。
Matter Labs推出新型以太坊Layer2扩容方案zkPorter:以太坊研究小组Matter Labs宣布推出新型以太坊Layer2扩容方案zkPorter 。zkPorter是一种基于zkSNARK的新型扩容技术，通过结合zkRollup和分片技术来处理数据可用性，它能支持任意多个分片，每个分片都有自己的数据可用性策略，由分片内的智能合约定义，各分片的选择在个人帐户级别进行控制。Matter Labs表示，目前zkRollup能在ETH 1.0上达到3000 TPS的性能，且保守估计（取决于 ETH 2.0实施细节）在分片的ETH 2.0上至少可以处理20000TPS，但zkPorter的目标是支持数十亿用户的需求，需要进一步降低成本，提升性能。（Medium）[2020/8/3]
VitalikButerin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OptimisticRollups可能会在通用EVM计算中胜出，ZKRollups则更适合于简单的支付、交易和其他特定应用中。但在中长期内，随着ZK-SNARK技术的改进，ZKRollups可能会全面胜出。
主流的Layer2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Layer2应用进行梳理。
声音 | V神：比特币因扩容问题损失重大 远超Mt Gox攻击:近日，以太坊研究员Vlad Zamfir发文认为，尼克·萨博提出的“代码即法律（code is law）”这一概念存在问题。V神随即对此也进行了评论，他认为萨博的概念在于预判改变带来的影响通常是负面大于正面，而这种想法过于极端，需要基于具体场景进行分析。他以比特币在2016到2017年的扩容之争为例，认为比特币没有成功迎接扩容这一改变造成了巨大损失，其损失（高昂的手续费）甚至超过了Mt Gox攻击。[2019/1/30]
·ZKRollup方案
路印协议基于ZKRollup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是MatterLabs基于ZKRollup创建，现已拥有GitcoinGrants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ZKRollups作为扩容方案。
·OptimisticRollup方案
Synthetix选择的OptimisticRollup方案将于1月15日软启动主网，3月份用户有望上线。
·xDAI
xDAI作为一个以太坊的EVM侧链，目前已有链游黑暗森林、去中心化衍生品交易平台PerpetualProtocol等用例。
·MaticNetwork
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Layer2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Layer2项目的价值？又该怎样布局和投资呢？2021年1月7日，在「2020FAT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Layer2项目的一些投资方法。
MulticoinCapital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Layer2，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MatterLabs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。
DragonflyCapital合伙人MiaDeng表示，zkRollup会是我们今年重点布局的一个方向，像我们投资的MatterLabs、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也会有些布局。
SNZ投资管理总监KaiWu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Layer2，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Layer2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Layer2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Layer1、Layer2以及Layer0等扩容方案中，Layer2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，Layer2的解决方案很多，特别是?OptimisticRollup和ZKRollup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?ZKRollup解决方案似乎更有希望，投资者可以多加关注。
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