Layer2、跨鏈和公鏈三足鼎立,誰將實現區塊鏈的可擴展夢想?

撰文:白話區塊鏈 – 三黎

Layer 2 發展陷入焦灼難以兼容,跨鏈的發展已經小有進展但似乎不溫不火,而在眾多公鏈之中以太坊似乎依舊是一個「宜居」之地。

盤點區塊鏈這些年的發展,從最初的比特幣、以太坊到跨鏈、DeFi,再到今年以來的 NFT 和元宇宙等,新事物在不斷出現,越來越多的企業、用戶等也陸續參與進來,區塊鏈的浪潮一波未平一波又起。

但隨著區塊鏈的生態和應用的壯大,鏈上操作也越來越多,使得擁堵從最初的的「小問題」演變成了「大痛點」,牽制著區塊鏈的發展。

在我們之前的文章中提到過,如果要用區塊鏈來構建價值傳遞網路,有人認爲它的性能至少應該以目前整個互聯網資訊的數據實時處理速度爲目標,包括每秒 200 萬封郵件、6.5 萬次 google 搜索、7.2 萬次 youtube 影片等。

但目前來看,比特幣每秒處理約 7 筆、以太坊每秒能處理約 15 筆,號稱納斯達克速度的 Solana,TPS 每秒最高也僅僅是 5.6 萬,超過的交易只能按順序排隊等著。

因此,爲了解決這個問題有想過各種各樣的辦法,比如開發出越來越多的新公鏈、把操作轉移到鏈下的 Layer2,以及致力於實現讓眾多鏈可以互操互聯的跨鏈。

那麼,Layer2、公鏈、跨鏈三足鼎立,誰將實現區塊鏈的可擴展夢想呢?讓我們來分別梳理一下。

Layer2

Layer2 又稱鏈下擴容,與 Layer1 (鏈上擴容)相對應。鏈上擴容就是直接在區塊鏈直接修改區塊大小、共識機制等,類似於道路擁堵時從頭到尾拓寬馬路一樣,牽一髮而動全身,費時費力。

因此,從 2018 年開始就湧現了越來越多的鏈下擴容方案,即 Layer2 擴容方案,類似於在擁擠的道路上搭高架橋,達到緩解擁堵的作用。

由於目前以太坊上的生態最爲豐富,安全性最高,因此它成爲了 Layer2 擴展的核心陣地。比如已經將交易速度降低到了幾秒的 Polygon,便是以太坊上的 Layer2,已經實現了對主網的性能擴展。

不過,Layer2 除了可以擴展性能之外,可以將更多更復雜的需求轉移到鏈下進行,使得主網上不能實現的一些功能都可以在鏈下進行功能的擴展。比如像比特幣這種幾乎沒有智能合約的公鏈,在 Layer2 技術成熟之後,也可以實現像以太坊一樣的智能合約的功能擴展需求。

目前,以太坊的 Layer2 擴容方案主要有側鏈、Rollup、通道、Plasma、Validium 5 種,我們簡單介紹一下:

側鏈

側鏈是一條獨立的區塊鏈,與主網並行且獨立運行。它使用單獨的共識機制,安全性不受 Layer1 保護。

Rollups

Rollup 就是將多筆交易捲起來打包一塊上傳給 Layer1。交易數據等在 Layer1 上發佈,但執行交易在 Layer1 之外。目前有兩種 Rollups:

  • ZK Rollups,全稱 Zero Knowledge Rollups,將數百筆交易在鏈下進行捆綁打包,並生成一個加密證明,該證明會被提交和發佈在 Layer1 上面

這意味著 ZK Rollups 只需要有效性證明,而不需要所有的交易數據。通過 ZK Rollup,驗證區塊將變得更快、更廉價,因爲被打包的數據更少了。

  • Optimistic Rollups,樂觀地假設所有交易都是有效的,所有的數據都存儲在 Layer1 鏈上,因此 Optimistic Rollups 是安全和去中心化的,但是主鏈上的交易確認作爲欺詐預防機制受到挑戰期的影響, 需要很長的交易確認等待時間

由於 Optimistic Rollups 與以太坊主鏈平行運行,兼容於 EVM 和 Solidity,因此在以太坊 Layer1 上能做的事情都可以在 Optimistic Rollups 上進行,這也是和 ZK Rollup 的不同之處。

通道 (Channels)

通道指參與者即便進行 N 次鏈下交易,也只需要在鏈上提交兩筆交易即可,實現了極高的交易吞吐量。

不過參與者需要將一筆 ETH 存款鎖定在一個多籤合約(一種需要多個私鑰簽名以執行交易的智能合約類型)中。

鎖定之後參與者就可以進行鏈下交易,最終的鏈上交易被提交後,那麼之前被鎖定的存款就可以解鎖。

Plasma

Plasma 鏈是一條獨立的區塊鏈,錨定到以太坊主鏈,並使用欺詐證明 (類似於 Optimistic Rollups) 來仲裁糾紛。但只能支持基本的 Token 轉移、兌換等。

Validium

Validium 使用像 ZK-Rollops 這樣的有效性證明,但數據並不存儲在以太坊 Layer 1 主鏈上,而是將 Layer 2 的交易數據存儲在鏈下。

這意味著每條 Validum 鏈每秒可以處理 10k 筆交易,多條 Validum 鏈可以並行運行。

儘管目前的 Layer2 方案並不少,但對於整個擴容夢想而言,這幾種方案的機制錯綜複雜,各自的優點無法結合,缺點也各不相同,難以實現兼容,這無疑也是一個大問題。

但數據顯示,截至 10 月 23 日以太坊 Layer2 總鎖倉量接近 40 億美元,Arbtirum 、dYdX、Optimism 鎖倉量位居前三。其中,在近七日鎖倉量增長最快的是基於 ZK Rollup 的隱私與擴容解決方案 AZTEC。可以看出,基於 ZK Rollup 的擴容方案被很多人看好。

跨鏈

正如前面提到的,目前大部分生態和應用都在以太坊上,因此很多 Layer2 方案也基於以太坊。但在近幾年,也有很多公鏈、新公鏈發展起來,儘管性能比之前已經有所提升,但沒有一條鏈可以憑一己之力容納下所有的生態應用。

因此,雖然越來越多的公鏈的設置越來越完善,但都變成了一座座「訊息孤島」,相互隔絕。要是可以讓這些鏈都實現互操互聯,那麼不僅僅鏈上擴展也更加理想,對於整個區塊鏈的發展都有很大的促進作用。

爲了實現不同的區塊鏈平臺之間的資產流轉、信息互通、應用協同,跨鏈技術正式爲此而生。比如,推特最近支持「比特幣支付」打賞功能應用的閃電網路,就是跨鏈技術的一種應用,提高了比特幣網絡的交易速度和實用性。

目前的跨鏈技術,主要有以下幾種實現模式:

公證人機制

公證人機制是鏈與鏈交互操作最簡單的方法,由某個有公信力的組織團體來證明兩條鏈之間的互動。類似於找個德高望重的鄉長,來證明兩個村子之間的合作事情。

側鏈 / 中繼

指通過側鏈或中繼鏈進行交易,用多中心化的方式來解決信任問題。類似於在插座上接入更多的插排。

哈希鎖定

通過智能合約來保障任意兩個人之間的轉賬都可以通過一條「支付」通道來實現,完成「仲介」的角色,類似於機器人,比較有代表的項目是近期有重大進展的閃電網絡。

分佈式私鑰控制

分佈式私鑰控制基於密碼學裡面一個多方計算和門限密鑰的一個共享技術,是一種相對較新的跨鏈方式。

將私鑰分爲 A 份,同時分給 A 個參與者,只有收集了 N (N 小於或等於 A)個私鑰的分配,才能夠恢復出一個完整的私鑰,才可對私鑰中資產進行解鎖。它引入鎖定和解鎖的概念,通過這樣的一個鎖定和解鎖的操作,可以對原有鏈上的 Token 進行管理權的操作。

在衆多的跨鏈項目中,波卡和 Cosmos 是現階段關注度很高的技術熱點,尤其是波卡在今年以來進入了萬衆矚目的平行鏈部署、插槽拍賣階段,引發衆多關注。

去年 12 月 8 日,波卡創始人 Gavin Wood 曾公佈過波卡的相關進展情況,具體如下:

  1. 上線 Rococo v1 (測試網)並等待其穩定運行;
  2. 上線 Kusama 的 system (公共利益性質)平行鏈;
  3. 開啓 Kusama 上的競拍;
  4. 上線 Kusama 上競拍成功的平行鏈;
  5. 在審計完成後,上線 Polkadot 的公共利益性質平行鏈;
  6. 開啓 Polkadot 上的競拍;
  7. 上線 Polkadot 上競拍成功的平行鏈。

目前 KSM 測試網已經完成拍賣,競爭非常激烈。Polkadot 也將於 11 月中旬開啓正式拍賣,到時會爲擴展到來什麼樣的改變,我們將會持續關注。

公鏈

儘管擴展夢想一直基於鏈上轉移到鏈下、或者讓衆多鏈實現互聯互通這兩種方式來實現,但要是有一條公鏈,可以最大限度、輕鬆地完成所有操作,那便再好不過了。

不過看今年公鏈的發展,有不少人稱可能 2021 年纔是公鏈的爆發元年。那麼接下來我們盤點一下目前的公鏈情況。

比特幣:作爲「數字黃金」,比特幣的公鏈功能似乎正在不斷弱化,更多地趨向於代表價值存儲代表。

以太坊:隨著去年和今年 NFT 和 DeFi 的爆炸性增長,以太坊性能已經很難承載大量的市場需求。整個 ETH2.0 的規劃共分爲四個階段:階段 0:信標鏈;階段 1:分片;階段 2:智能合約;階段 3:鏈下狀態存儲;階段 4 :分片合約。

但按照以太坊路線圖, 以太坊 2.0 的進展也在「倫敦」升級後一再推遲,初步計劃最早完成也在 2022 年第一季度左右,根據目前其團隊不斷推遲的現象來看,可能會更遲一些。

因此,對於用戶而言也並沒有明顯的改進,似乎把過渡階段寄希望於基於以太坊的各類 Layer 2 解決方案,由於在實現機制上各不相同,難以實現兼容,要想一家獨大也幾乎不可能。

BSC:9 月份是 BSC 主網到上線一年,這一年裡 BSC 拿下了 DeFi 市場近 11% 的資產鎖倉份額,可謂眼疾手快。但鏈上發生的幾起應用安全事故也是令人心有餘悸。

Solona:近半年以來,公鏈可以說得上是百花齊放。從被稱爲以太坊殺手的 Solana,到鎖倉量屢創新高的雪崩 Avalanche,都表現出色。

但問題也是頻出不斷,比如 9 月 14 日當天 Solona 無法提供正常服務,工作人員發推稱,是因爲網絡資源耗盡,遭遇了 DOS 攻擊,導致有不少人在推特上表示,已經賣出手中所有的 SOL,要重回 ETH。

衆多「新公鏈」的發展也依舊處於早期階段,目前似乎並沒有一條「完美的公鏈」,甚至更多的希望依舊寄託在以太坊上。

小結

從目前的發展來看,Layer2 解決方案的發展陷入焦灼難以兼容,跨鏈的發展已經小有進展但似乎不溫不火,而在衆多公鏈之中以太坊似乎依舊是一個「宜居」之地。

隨著越來越多公鏈的出現,以及逐漸壯大的應用和生態發展,依據目前發展情況,我認爲跨鏈的願景似乎更符合長遠發展,也更有可能在短時間內實現更大限度的擴展。接下來進展如何,讓我們拭目以待!

本文不構成投資建議,虛擬貨幣波動大請謹慎小心

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