作者: 雲Y,
編輯：文塞羅，YL
審稿者：娜塔莉亞
Layer 2作為以太坊公鏈的最佳化方案，一直是人們關注、討論和研發的熱點。例如，研發團隊在Layer 2的技術方案上做了積極的嘗試，例如Axie所在的Ronin，以及DYDX使用的Starknet、Arbitrum、Optimism、ZKSync等。那什麼是第2層呢？以太坊公共區塊鏈本身稱為第1 層、主網或主區塊鏈層，第2 層意味著將交易從主區塊鏈層轉移到可以與主鏈通訊的單獨層，以較低的Gas 費用實現更快的交易。如下圖所示，第二層就像是在以太坊主網上建立的一種高速公路，用於分流交易量，緩解以太坊主區塊鏈層的交易擁塞。目前，Layer 已經有多種技術方案，包括狀態通道、側鏈、Plasma、Rollups 等。側鍊和Rollups是人們常見的兩種解決方案，差別在於：前者需要由自己獨立的節點進行驗證，其安全性主要依賴於自身（Polygen就是側鏈案例之一），而後者則在處理交易的過程中直接基於Layer 1在鏈下批量、中心化的方式，將更新連同其鏈上的交易資料一起發佈到主鏈上，其安全性仍然依賴於Layer 1。
（圖1：Layer0、Layer1、Layer2示意圖）
儘管比側鏈安全性更高，但 Rollup 對於目前以太坊主網的優化效果仍然有限。但不可否認的是，Rollup 是真正基於以太坊主網進行優化的，以太坊主網上的項目無需做任何改動即可使用 Rollups 入鏈，用戶無需冒使用跨鏈的風險資產轉移的橋樑；也就是說，以太坊上任何可能的交易都可以在 Rollup 技術中執行。其原理如下圖所示。基於Rollup技術方案的鏈會在以太坊主網上建立一個Rollup合約來監控Rollup鏈的狀態，包括鏈上進行交易的用戶的帳戶餘額以及該合約的智能合約代碼。這些資訊記錄在一個由鍵值映射組成的「狀態根」中，其中鍵是位址，值是帳戶。每個帳戶最多有四個屬性：餘額、隨機數字、代碼（僅適用於智能合約）和儲存（僅適用於智能合約）。由於Rollup只在主鏈上發布交易數據，而不是在鏈上執行交易，因此主鏈上發布的交易數據和狀態根可能是欺詐性的。因此，提出了Optimistic Rollup和ZK Rollup解決方案來解決關鍵問題。
（圖2：Rollup技術原理示意圖）
與 Optimistic Rollup 樂觀地看待所有提交的狀態根的可靠性並透過提交防詐騙來確保其安全不同，ZK Rollup 是另一種情況。在 ZK Rollup 中，ZK-Sync 使用 ZK-SNARK 的加密證明來發布狀態根，並使用 ZK 證明技術（允許一方證明某事物而不公開證明該事物所需的資訊）來驗證該事物的真實性狀態根，從而避免資料本身的訪問，保證隱私。相較於Optimistic Rollup需要一週的時間提現，ZK Rollup只需10分鐘即可提現。然而，ZK-SNARK作為一項數學極其複雜的新技術，導致ZK Rollup仍在開發中，因此ZK Rollup的適應性不如Optimistic Rollup。不過，ZK Rollup 也有其顯著的優點：由於不需要交易見證，ZK-SNARK 大大減少了鏈上儲存的資料並增加了擴展性，並且 ZK-SNARK 能夠驗證每筆交易，使其更安全。
同樣，StarkWare 也採用了 ZK Rollup，但基於 ZK-STARK。由於ZK-STARK技術在可擴展性、跳過初始化和後量子計算的可靠性集上有所提高，因此與ZK-SNARK相比，其成熟度不如後者，並且需要花費更高的gas費。另外，StarkWare使用的是Cairo語言，一旦達到圖靈完備性，就很難相容於EVM。針對這個問題，StarkWare團隊開發了程式碼翻譯器Warp，可以將Solidity智慧合約無縫轉換為Cairo。更重要的是，StarkWare 目前透過 StarEx 實現了專門針對 dydx、Immutable 和 Deversifi 的 ZK Rollup。
上面已經介紹了Layer 2和Layer 2的技術方案之一的Rollup。我們認為，Rollup 的方向之一 ZK Rollup 具有更明顯的優勢和更好的擴展性，基於 ZK Rollup 的鏈未來更有可能被廣泛應用。然而，在主網上線後，ZK Rollup 鏈真的能在眾多側鍊和 Arbitrum and Optimism 中脫穎而出，佔據與其技術水平一樣高的地位嗎？本文嘗試從四個維度對各個維度表現較好的公鏈進行評估和分析，並據此推測ZK Rollup鏈的發展潛力，並給予相應的建議。
四個維度：
加密原生
鏈上資產
生態系統
社群
1. 加密原生
加密原生的概念衡量了區塊鏈技術的重要性，例如概念和技術創新的突破性進展。例如，以太坊首創了圖靈完整的虛擬機，它將區塊鏈從比特幣的支付網絡擴展為複雜互動的網絡，使 DeFi 等概念成為可能。還有很多其他技術獨特、理念新穎、嘗試不同的公鏈。本文選取 Cosmos、Polkdaot 和 Solana 作為加密原生的代表，闡述公有鏈如何透過創新或效能提昇在加密原生中佔有一席之地。
（1）宇宙
Cosmos 將未來視為專注於不同功能應用的區塊鏈多鏈宇宙。基於這個理念，Cosmos 開發了三個基本組件：1）Tendermint 共識協議，2）Cosmos SDK，3）IBC（區塊鏈間通訊）協議，解決了區塊鏈間問題，使多鏈宇宙成為可能。它簡化了區塊鏈應用程式的開發流程，並開發了豐富的SDK和Tendermint引擎，使開發人員能夠專注於應用程式本身而不是底層協議。更重要的是，Cosmos 實現了主動的跨鏈，透過Cosmos 的Hub 可以在每條鏈上進行原子交易，而不是像其他主流的跨鏈橋在不同的鏈上建立資金池來實現所謂的跨鏈。
（2）波點
Polkadot 透過「中繼鏈」（主鏈）和「平行鏈」（chard 鏈）實現跨鏈。每個平行鏈都與中繼鏈連接，實現與其他平行鏈的通信，而每個中繼鏈支援約100條平行鏈。 Polkadot 使用 Wasm 作為元協議，允許平行鏈定義自己的邏輯和語言，只需提供自己的狀態轉換函數供中繼鏈的驗證者執行即可與中繼鏈連接。 Polkdot的應用程式可以儲存在某個平行鏈中，也可以跨平行鏈部署。雖然中繼鏈可以與各個平行鏈連接，但其介面有限，且平行鏈需要透過拍賣的方式競標插槽，這就是通常所說的「插槽拍賣」。
（3）索拉納
Solana 打算在保持低成本的同時擴大吞吐量。為此，Solana 採用創新的混合共識模型，將獨特的歷史證明 (PoH) 演算法與閃電同步引擎（這是權益證明 (PoS) 的另一個版本）結合。 PoH 是 Solana 協議的核心部分，它可以為網路上的每筆交易提供時間戳，以確認網路上任意時間點發生的交易。 PoH 依賴使用塔式拜占庭容錯（BFT）演算法的 PoS，是實用拜占庭容錯（pBFT）協定的最佳化版本。此外，Solana使用獨特的Rust語言編寫智慧合約，並使用BPF字節碼來實現更高的執行效率，即TPS。
2.鏈上資產
鏈上資產是區塊鏈上發行的具有相對穩定購買力的主流代幣的集合，如BTC、ETH、BNB、USDT、USDC、DAI等。公鏈上優質資產的數量決定了其鏈上資產的可擴展空間。目前區塊鏈中還沒有萬能的信用抵押方式，只能透過資產質押來提高槓桿，而質押的資產一般都是優質資產以確保安全。因此，我們選擇了目前優質資產較多的三個公鏈作為代表：BSC、Solana、Terra。如下表所示，三大公鏈上主流鏈上資產規模均為100億美元，主要是公鏈代幣BTC、ETH，以及公鏈上的USDT、USDC、UST等穩定幣。豐富的鏈上資產大大促進了鏈上生態的發展。
（截至2022年4月17日）
（資料來源：BSCScan、SolanaExplorer、Terrascop）
3. 生態系統
生態項目的數量和品質是除了資本之外決定公鏈發展的另一個重要因素。優質的專案可以吸引大量的活躍用戶，產生可觀的資產，帶來大量的資金。同時，建立完善的生態系統需要一定數量的優質項目，這些項目能夠為使用者和開發者創造良好的互動體驗，能夠更大程度地抵禦外部風險，並擴大資金的使用範圍。基於此，我們選擇了BSC、Solana和Cosmos，透過鏈上TVL、項目數量和轉帳數量來判斷他們的生態發展。從下表可以看出，BSC 的項目數量最多，Solana 的轉帳數量最多，Cosmos 的 TVL 最高。這體現了三大公鏈在生態中各有優勢： 1、BSC作為以太坊側鏈，相容於所有基於EVM的項目； 2. Solana透過高TPS可以最大化傳輸效率並優化互動體驗； 3. Cosmos 透過 IBC 協定連接所有 IBC 鏈，包括所有 IBC 鏈的 TVL。
（截至2022年4月17日）
（資料來源：DeFiLama、Nansen、DappRadar、BSCScan、SolanaExplorer、Atomscan、Terrascop）
這三個公鏈也都有開發者激勵計劃或得到交易所的代幣支持，鼓勵開發者來自己的公鏈上開發項目，給早期的優質項目更多的資源。例如，BSC擁有最有價值開發者（MVB）極速計劃，幫助優質新創專案進行更多創新和轉型，獲得產業成熟經驗和資金支持，加速社區和專案的協同發展。此外，用戶自然也期待BSC上的優質專案能夠上交易所。同樣，Solana 也得到了 Hackathon 和 FTX 的支持。因此，在Solana上，優質專案也將得到Solana生態基金的支持與發展協助，有希望在FTX交易所上市。 Cosmos 使用 SDK 降低了開發難度，並依靠鏈間的資源交換和生態系統中的質押空投來驅動專案的發展。例如，新鏈可以透過引入 LUNA 和 UST 來獲得 Terra 鏈的資金，而 Terra 鏈上的項目如 Anchor 也可以與其他鏈合作，將鏈上代幣作為質押資產，以增加Token的使用情境。
4. 社區
社區是指公鏈社區的活躍度和投資機構的支持。一條公鏈需要足夠的關注和資金才能長期永續發展。我們主要觀察社群媒體上的用戶總數、貼文數量和訊息內容。投資機構主要觀察公鏈的早期投資者以及他們在公鏈上投入的資源，如資金、宣傳、合作等。經過綜合考察，我們選擇了 BSC、Solana 和 Avalanche。如下圖所示，三大公鏈社群規模龐大且活躍度高。除了代幣價格的上漲之外，重點還在於公鏈的互動和生態。具體來說，由於其前期優勢，BSC擁有豐富的生態系統，累積了大量優質活躍用戶，這也體現在其最多的Twitter追蹤者和discord每週演講數上。 Solana 和 Avalanche 已經獲得了許多來自新興市場的 telegram 和 Discord 用戶。留言內容主要包括鏈上資訊科普、鏈上營運問題、防範詐欺、生態項目諮詢等。
（註：數據均來自英文社區，用戶數以北京時間2022年4月18日上午11:00計算）
與資本和資源驅動的幣安不同，Solana和Avalanche社群的繁榮也受益於知名機構投資者的大力宣傳，尤其是Solana的SBF和Avalanche的Suzhu。他們經常在社群媒體上介紹和推薦相關公鏈的生態項目。因為他們有一定的決策權，所以往往會承諾一些激勵活動，從而吸引大量新用戶，提高用戶參與度。因此，除了資金支持之外，名人影響力也有助於公鏈的普及。
上述三個公鏈的主要投資機構如下：
ZK的未來
1. 加密原生
從加密原生者的角度來看，ZK Rollup 的重要性不言而喻。 Rollup是以太坊走向模組化區塊鏈擴容的重要組成部分，即將共識轉移到以太坊上，並將執行和數據可用性轉移到Rollup上運行。其中，零知識證明作為一種公認的原創密碼方案，本質上只是為了減少計算量，確保資料的正確性。上面已經詳細介紹了這個技術方案的原理，從目前兩大ZK Rollups（StarkWare/zkSync）的募款可以看出其高度認可的結果。更重要的是，就連以太坊創辦人Vitalik也在文章中提到，從中長期來看，憑藉成熟的ZK-SNARK技術，ZK Rollup將在所有用例中發揮其優勢。這樣一來，ZK Rollup 的加密原生就顯而易見了。
2. 鏈上資產
第二部分是關於ZK的鏈上資金。我們先可以從以太坊上的股票基金來判斷。毫無疑問，以太坊上購買力相對穩定的主流幣是所有智慧合約公鏈中最大的存量資金。 ETH 的市值在所有加密貨幣中仍位居第二。其次，主流美元穩定幣如Tether發行的USDT、Circle發行的USDC、基於數位貨幣抵押品的美元穩定幣Dai、MIM，以及Frax、Fe等各種演算法穩定幣。而且，WBTC、HBTC、renBTC等BTC的錨定幣種以及上述鏈上具有絕對購買力的主流幣種，其主鏈都在以太坊上流通。基於此，ZK Rollup 被視為以太坊備受期待的擴容解決方案，而 Rollup 的天然優勢使得上述停留在以太坊第一層的鏈上資金無需冒當前的風險就來到了第二層。跨鏈橋，自然可以接受來自以太坊第一層的大量溢出資金。
3. 生態系統
以太坊的誕生，憑藉著Web 3.0的先發優勢，催生了目前全球最成熟的區塊鏈生態系統。在區塊鏈公鏈中，無論是開發者生態、基礎設施和專案生態，甚至是以太坊中的使用者生態。對於ZK Rollup生態的拓展，除了鏈上資金外，能否吸引目前以太坊第一層的優質web3.0項目將其主要活動、資金鎖倉、用戶等轉移到其上第二層網絡將成為重中之重。其次，用戶的gas費使用成本能否真正降低到BSC/Avalanche甚至Solana的水平，將決定ZK Rollup能否在2021年把以太坊溢出的資金和流量吸回來。公鏈能否有公鏈交易的指數級增長很大程度取決於新形式的敘事故事，例如2020年的DeFi、2021年的NFT和GameFi。是一個問題。以下我們分別描述zkSnyc/Starkware目前的生態。
根據揭露的募資消息，眾多優秀的Web3.0專案投資zkSync，多家CEX也宣布開通基於zkSync的提現通道；更重要的是，任何代幣都可以在zkSync中用於支付其費用，而無需購買ETH或MATIC等客製化代幣。與其他Layer 2甚至其他公鏈相比，這個功能將讓zkSync的使用門檻成為王炸。此外，為了降低開發者的難度，zkSync2.0自誕生之日起就強調開發者可以利用Solidity，透過其zkEVM與編譯器的結合，實現99%的EVM相容性。這使得DeFi在zkSync2.0的大規模應用更有可能發生。
對於 Starkware 而言，StarkEx 於 2020 年 6 月推出，作為其 L2 可擴展性引擎，批准創建由 Cairo 和 STARKs 支援的特定於應用程式的 ZK Rollup。目前基於StarkEx的dydx、Immutable、Deversifi、Sorare等項目正在運作。現在，鏈上鎖定金額已達11.6億美元，已處理超過1.4億筆交易，累計交易金額已超過5,180億美元。根據他們官方的發展路徑，他們將專注於在同一個StarkNet上運行多個應用程式的同一個全局L2，實現不同應用程式之間的互通，並由於規模經濟的提高而降低其gas費成本，最終實現第三階段，分散經營。
（圖片來源：https://medium.com/starkware/on-the-road-to-starknet-a-permissionless-stark-powered-l2-zk- rollup-83be53640880）
（Starkware：TVL$1.16B； 145M 發射；生物項目：85）
（資料來源：https://ecosystem.zkSync.io/、https://l2beat.com/、https://zkScan.io/ 與 https://starkware.co/starkex/）
4. 社區
對於社群而言，ZK Rollup 目前的兩個項目在社群活躍度指標上，例如社群媒體發言者總數、訊息內容等，都接近 BSC、Solana 和 Avalanche，甚至從 Discord 數量來看發言者，zkSnyc 甚至領先於其他公鏈，基於主網尚未上線的事實。從投資機構來看，2022年3月，StarkWare進行了最新一輪融資，規模達60億美元，並開放了先前的投資者。這在融資上絕對是頂級的。加密市場除了以太坊創辦人Vitalik Buterin之外，還有Paradigm、Web 2.0時代的紅杉資本等知名的頂級投資機構。另一方面，zkSnyc的募資過程似乎更貼近開發者和使用者。除了Union Square Ventures、A16Z等VC之外，還有一系列的DeFi專案和交易所的投資，也有望在zkSync2.0主線上線後帶來快速整合。
投資機構及募款情況如下表所示：
由於ZK因其技術優勢而備受關注，從上圖可以看出，ZK Rollup的兩個頂級項目也受到了許多投資機構的青睞。特別是zkSync獲得了交易所和Web 3.0專案方的大量投資。不難看出，不少知名中心化交易所和Web 3.0項目都相當看好ZK Rollup。
最後，ZK Rollup 向我們證明，指數級降低以太坊的 Gas 費用是可行的，並顯著提高了可擴展性。 Op Research 迫切期望 ZK Rollup 在可預見的未來為社群和用戶帶來全新的以太坊。如果一切順利，我們可以大膽想像，大規模應用的Web 3.0產品就近在眼前了。
參考
https://www.pcmag.com/encyclopedia/term/layer-2-blockchain
https://www.preethikasireddy.com/post/a-normies-guide-to-rollups 幣安 (BNB) 區塊鏈瀏覽器
https://explorer.solana.com/
https://terrasco.pe/