站在2022看Layer2 第一部分

本文为 Coinlive & GeniiData 原创年度盘点文章，转载请注明出处。

引言

自2008年BTC诞生以来，无数天才项目相继涌现，让行业彻底告别了纯叙事的空气币时代。然而尴尬的是，经历了14年的快速发展，行业目前最大的痛点仍然是基础设施不够完善，以Layer2（L2）为代表的以太坊扩容，第一次让我们看到了解决这个问题的曙光，从而让web3真正步入亿级用户的新时代。

数据来源：geniidata.com，2022年11月起L2每日交易量超过以太坊主网

2022年加密行业充满了衰退和动荡，然而在这样的市场行情下，L2的成长曲线一枝独秀，让人很难不重视它。

在此背景下，GeniiData华语区团队联合金色财经，邀请到三名资深行业分析师：Peter @peter3050, Tom @tomtsan79919541, Gary @garymetaz，和一名社区数据分析师：0xFalse @0x_false, 对L2的现状做一个盘点。本文将从下述三个章节进行阐述，受限于作者的认知局限，可能在信息、数据等方面存在错漏，欢迎大家交流指正。

一、宏观：背景环境

二、中观：行业趋势

三、微观：核心项目

一、背景环境

加密行业从来不缺少话题，在这个话题排行榜上以太坊的扩容永远占有一席之地。

（一）行业需求

在区块链不可能三角中（去中心化、安全性、可扩展性），以太坊选择了牺牲可扩展性，导致作为世界计算机的以太坊，每秒15笔的交易能力（TPS）很难满足大量的用户需求。而作为用户能感受到是，不断增长的需求带来网络的拥堵，推高了gas费，如下图所示，2022年Q1，gas费一度接近0.01Eth，即每笔交易费用接近20几美金，对于社交、游戏等充满高频低价值动作的行业，这种费用显然是难以承受的。

数据来源：geniidata.com，2022年Q1 gas费接近0.01ETH即20几美金。

高gas费某种程度上已经抑制了生态的发展，特别是一些高频低价的活动，很难在以太坊上获得生存空间。Web3在迈向十亿用户的路上，拥堵和高gas费成为了很大的瓶颈，扩容是势在必行。

（二）扩容路线

以太坊2.0

以太坊2.0计划通过分片来实现提高网络的处理能力和吞吐量，在以太坊分片架构中，每个分片都是一个单独的区块链，它们共享一个共识机制，但是在操作上是独立的。这意味着，每个分片都有自己的节点、挖矿节点和矿工，并且各自运行自己的智能合约。分片架构使得以太坊网络能够更有效地处理事务，同时还可以提高网络的安全性。

以太坊分片是一种有前途的技术，目前正在开发中，唯一的缺点就是不知道何时才能完成，毕竟在飞机飞行的时候更换发动机是个非常有挑战性的工作。

在主链扩容遥遥无期时，大家自然寻找通过L2来实现扩容，主要有5个路线：状态通道、子链plamsa、侧链、rollup和。

状态通道。状态通道允许用户进行多次脱链交易，而仅向以太坊网络提交两次交易-一次在打开时提交，一次在关闭通道时提交。通过这种方式可以将TPS提高1000，但是这个模式只支持固定数量的用户，而且不支持智能合约。

子链。Plasma是一个以太坊的低配复制版本，称为子链（childchain），它可以扩展多层，在子链上有孙链或者曾孙链。与状态通道不同，Plasma的可以支持灵活数量的用户。但是子链没有自己的安全机制，数据和安全性都依赖于主网，而且同样不支持智能合约。

侧链。侧链比子链又更进了一步，拥有自己的共识机制和安全性保证，进一步优化了交易速度，其中最知名的就是Polygon。侧链与以太坊相关联，可以独立运行。但是侧链仍然存在一些明显的缺点，首先是数据与主链隔离，而且去中心化的程度相比以太坊更差。

Rollup。rollup的核心理念就是将共识与执行脱钩，在L2执行交易，将大量交易汇总生成一大批次，将交易结果发布在L1，并通过证明机制验证交易结果的有效性。

根据证明机制的不同，又可以分为：optimistic rollup 和 zk rollup，具体的差异在后需详细介绍。

Validium。Validium也采用zk rollup的证明方式，但是不同于rollup将数据存放在链上，Validium的数据是存放在链下的一组数据公证人来管理，所以其安全性较差。

经过上面简单的对比，大部分的扩容方案都存在着明显的缺点，虽然rollup目前也不完美，但是相比之下是目前最可靠的扩容方式，所以本文将围绕rollup来讨论L2的扩容之路。

1、optimistic rollup

optimistic rollup的操作者将链下（以太坊之外）交易打包成一个批次并将其发送到以太坊进行公证，并通过压缩来减少发布在以太坊的数据量，这两项操作都将很大的节省费用。optimistic rollup之所以被认为是“乐观”的，因为它先假设链下的交易是有效的。依赖于欺诈证明来验证交易的正确性，在提交至以太坊L1后，设置一个挑战期（通常为一周），期间如果没有挑战，那这批数据就被认定为是最终状态。如期间被挑战成功，被证明是错误状态，则会被删除，用重新计算后的正确结果替代。提交这笔错误交易的打包者会被惩罚，同时挑战成功者会被奖励。

来源：ethereum.org

基于optimistic rollup有两个明星级产品：Optimism和Arbitrum，虽然基于同样的rollup技术，但是两者也有些差异，主要是在欺诈证明的处理上。

欺诈证明

Optimism采用的是单轮欺诈证明的交互模式，如遇挑战，在L1上将整个交易流程重新计算一遍，从而找出有问题的步骤，整个方法只进行了一轮的交互。但是这个方法有一个明显的弊端，在L1上将整个交易重新计算一遍，成本较高。

与之相对应的，Arbitrum采用的是多轮欺诈证明的交互模式，在链下通过二分法的机制，先定位有问题的具体步骤，然后在L1上验证整个步骤的正确性。整个二分法定位的机制，存在多轮交互。所以从概念上看，Arbitrum采用的模式更复杂，所需时间更长（1-2周），但是由于其最后能精准定位争议部分，从而减少了了链上计算的成本。

EVM兼容

对于用户来说，optimistic rollup在性能上有了大幅提升，可以节省大量费用。对于开发者来说，optimistic rollups的EVM兼容特性，帮其节省了很多工作量。开发人员可以使用很多以太坊的基础设施，学习成本很低，同时可以现有以太坊上的智能合约直接迁移到L2，而无需大量修改代码，迁移成本也很低。

2、zk rollup

zk rollup采用零知识证明（zk）对打包提交的交易结果进行验证，核心逻辑是在向L1提交数据时同时会提供一个基于零知识证明技术的zkp（zero knowledge proof），由L1的智能合约来验证zkp。相比Optimism rollup的欺诈证明，zk rollup具有更高的隐私性、安全性、可扩展性和资本效率：

1）隐私性：zk技术允许一方在不提供任何信息的情况下向另一方证明某些事情是真实的，所以用户的隐私会得到极大的保证。

2）安全性：zk rollup的机制中没有观察者，通过采用智能合约的验证方式，让密码技术的安全取代人为博弈的安全，显然具有更高的安全性。

3）可扩展性和成本：对于大部分的应用来说，通过zk rullup需要想主链提交的数据会相对更少，所以这种技术就具备了更高的TPS和更低成本。

4）资本效率：由于采用的是零知识证明这种有效性证明机制，无需像Optimism rollup设置一个较长的挑战期，所以资金的提线速度会快很多。

来源：docs.zksync.io

由于以上明显的优势，就连Vitalik也认可zk rollup是rollup的最终路径。但是零知识证明技术的难度很高，所以当前阶段，zk rollup同样具有非常明显的短板：

1）EVM不兼容。还没有实用性的 zkEVM可以实现共识级别（最高级别兼容）的兼容性，以太坊核心开发者人员预计还需几年时间的努力。目前相对进度较快的是zksync项目，其开发的zkSync 2.0具备语言级兼容（最低级别兼容）的zkevm，该项目目前正在进行测试，但仅对少数项目开放，预计将在2023年对外部用户完全开放。

2）开发难度大。零知识证明技术复杂度较高，所以zk rollup的项目的开发难度大，整体的进度明显落后于optimistic rollup项目，而且项目普遍难以审计，所以存在潜在重大风险的概率就更高。

3）对硬件要求高。由于验证时每次都需生成zkp，所以zk rollup项目在使用的过程中对硬件要求更高，甚至会让用户感受到的设备发烫等现象。

为了解决L1不可能三角的rollup技术，似乎自身也陷入某种无法兼顾的悖论里。安全性、可扩展性明显占优的zk rollup，开发难度大、不兼容EVM，导致迟迟不能推出成熟形态的产品，其所描述的最终目标。Optimistic rollup开发难度小且兼容EVM，所以很快有成熟产品推出，并捕获了以太坊L1上的不少流量。但是从性能、安全性和用户体验上，几乎行业共识是无法与最终形态的zk rollup媲美。再考虑到众多参与玩家运营能力的差异，这个赛道的格局会如何演化现在很难下定论。

（三）前景和竞争

一个行业的诞生和发展离不开需求和竞争，需求是所有故事的开端，竞争决定了故事的结局。

1、需求、前景

作为这个故事开端的需求，来自于大家对高TPS和低费率的渴望，如果说Defi代表的是高价低频的链上活动，所以能在L1的性能支持下繁荣起来。那随着L2的高性能低费率的时代到来，是否会有更多低价高频的项目迎来爆发增长？不妨让我们大胆设想下：

Defi：除了老牌项目向L2迁移，在高TPS的支持下，也将给Defi赛道带来更多的创新机会。如以DYDX为代表的基于订单簿的DEX正在越来越受关注，行业也涌现出了众多的创业项目。订单簿DEX天然适合各种高频量化的机构，在传统金融，高频量化的机构交易量市场占比可以高达30%~50%。在过去高gas费的背景下，此类交易只能在中心化交易所实现，未来随着L2扩容，这类客户完全可以在更安全的去中心化交易所进行交易。

Gamefi&NFT：扩容后也将支持高性能游戏，让链游赛道进入下一个春天，出现真正好玩的游戏，而不再依赖游戏内的金融博弈来吸引用户。Web2中很多经典的游戏，结合NFT实现有意义的游戏资产确权和流通，以Immutable X、ZKBox 为代表的基于 Layer2 的 NFT 协议受到了众多关注，也许Gamefi 2.0离我们真的不遥远了。

Socialfi&DID：社交作为用户最多、使用最高频的赛道，如果能够实现破圈，将给web3带来巨大的流量。而从过往的历史来看，每隔十年就有一批新的社交平台崛起，因为年轻人总是在寻找更有趣、能够打破上一代束缚建立自己话语权的社交世界。同时Ssocialfi也将支持大量用户将他们的行为、贡献和社交活动进行资产化，这些海量的数据资产也将充实DID，让web3的用户拥有的不只是冷冰冰的地址，而是一个鲜活的能彰显个性和信用的身份。

以上这些设想仍然只是基于当前存在的项目的一些延展，每次技术的进步，都可能带来原来并不存在的颠覆式创新，就像NFT的诞生，L2将为行业带来哪些颠覆式的新玩法，也许只能等待行业的优秀创业者们，将他们天马行空的想象力带到我们面前。

2、竞争、结局

对于每个参与L2项目玩家，行业需求给了他们很好的舞台，但是竞争才决定了这个游戏的终局，无法撑过激烈的竞争，那再大的需求也将与你无关。

在竞争中，技术是很大的影响因素，所以rollup在 L2扩容竞争中占据了领先的地位。这对于采用该项技术的项目方无疑来说是好消息。同样在rollup内部，zk rollup是公认的最终方案，但这并不意味着目前采用这项技术的项目（zksync、starkware等）就是最终赢家。

在这里我们想引入智能驾驶行业的竞争演化之路，以此为参考来思考L2的未来格局。

特斯拉 vs 谷歌

从智能程度，智能驾驶行业也有从低到高L1-L5的分类，谷歌认为低阶的无人驾驶是不成熟产品，他们一开始就是瞄准的完全无人驾驶L4+，在技术未到L4之前不向市场推出产品。特斯拉的路线是，先推出低阶的辅助驾驶L2产品，通过大量的数据，推动产品最终迈向成熟的L4或L5。从目前的情况看，特斯拉的路线无疑成功的概率更高，因为技术的进阶，本身就依赖大量的数据和市场的反馈，而纯粹的有限路段测试永远无法实现真正的L4，这也导致了特斯拉能够后来居上。

上面的例子也许对我们思考L2的终局有些帮助，绝对的技术高低不是决定项目成败的唯一因素，如果通过很高的执行力，尽快推出契合当下市场的产品，捕获市场流量，在运营中不断迭代让产品趋于完美，也许比一步到位成功的概率更高。而且从技术角度上，低难度技术的组合有时也能实现高难度单项技术的性能，以Arbitrum和op为代表optimistic rollup，虽然单项技术性能上落后于zk rollup路线，但是有些弊端问题可以通过组合技术克服，比如最为人关注的超长提现周期，现在就可以通过第三方跨链桥来解决。

L2跨链桥Orbiter可以Arbitrum实现体现分钟级别到账

二、行业趋势

目前对L2的定义有些差异，最广义的定义，把技术所有以太坊主链之外的扩容，都纳入了L2的范畴。在此我们比较认可一种定义：将安全性依托于以太坊L1的才是L2，按这个口径状态通道、Plasma、侧链都不算严格意义上的L2。所以后面对L2行业的探讨，将主要围绕rollup项目及其生态。

（一）L2发展趋势（定性分析）

1、发展空间巨大，引领行业下一次爆发。

技术本身的重要性和优势，对行业defi、gamefi、NFT、socialfi等几乎所有行业都有很大的推动作用，这些内容在第一章已经有相应分析，在此不做赘述，所以其发展空间和重要性是不言而喻的。

2、多种解决方案并存

对于L2的基础设施，Artibturm、Optimism、zksync、starkware来说。在安全性、低费率、可扩展性、项目可用时间表等各方面，没有一个全方位领先的方案，项目方只能根据自身的实际需求，选择相应的基础设施，所以短期内多种方案并存是比较现实的结果。但是值得关注的是各个项目方的运营迭代能力，谁能够在过程中构建起自身的护城河才是关键。毕竟在web3，网络效应仍然适用，借助先发优势构建更大的生态，就能掌握更多资源，在竞争中占据先机。

对于所有的dapp，技术迭代往往意味着行业格局的变化，那些能够抓住技术红利的项目方，才可能维持优势或后来居上。“王权没有永恒”，上个时代的领先者，不可能永远都是领先者。

3、跨链是刚需

L2的崛起，意味着将来必定是多链生态，如果按V神所说，将来还有L3甚至L4,如此看来，跨链也将是必不可少的基础设施。而不同L2之间协议和技术的差异，凸显了L2之间的互操作性较差的矛盾点。从目前排在头部的L2来看，由于是基于不同智能合约控制的，用户在使用过程中的数据、资产以及信息交互中，也会存在较多的不便。所以对于L2来说，不仅仅是不同应用之间的交互，如果同一应用部署在不同的L2中，也会影响它的流动性。除了L2本身的发展，接下来围绕着跨L2也是重要的发展方向。