撰寫：ROUTE 2 FI

編譯：深潮 TechFlow

過去幾個月，我觀察到某些第 2 層解決方案（L2）吸引了大量交易，並看到各種項目在這些 L2 上建立，那麼這些 L2 解決方案是什麼？

在深入研究第 2 層解決方案之前，瞭解以太坊主網目前的局面很重要，以太坊主網目前每秒處理約 12 個交易，在高峰網絡活動時期，在主網上進行交易的成本曾達到普通加密用戶無法承受的水平。這引發了以太坊的可擴展性問題。這個問題的根源在於，網絡中的每個節點都需要存儲和驗證在網絡上發生的交易。

第 2 層解決方案的引入是為了應對這一以太坊可擴展性問題。L2 本質上是一條完全獨立的區塊鏈，建立在以太坊之上，從而繼承了以太坊本身的安全保證。每個 L2 解決方案都有其自己的一套安全保證和權衡取捨。以太坊上最流行的 L2 擴展形式是 rollup，如 Arbitrum、Optimism 和 Base。

Rollup 是能夠為 L1 處理交易的 L2 解決方案。通用以太坊交易通常為 156 字節，數據有些密集。因此，rollup 能夠在 L2 執行層上處理許多交易，然後將它們打包成一個簡潔的交易發佈到 L1 狀態驗證層。通過在 L2 執行層上將許多交易打包成一個，它大大降低了每個交易的 gas 成本。有許多類型的 rollup，並且並非所有 rollup 都是相同的，然而，最流行的全部是智能合約 rollup：Optimistic rollup 和零知識證明 rollup。

智能合約 Rollup 是用戶能夠將資金髮送到 L1（以太坊）上的 Rollup 智能合約的 Rollup，然後該智能合約管理交易和狀態的變化。rollup 和區塊鏈的一個關鍵組件是 merkle 樹，本質上，merkle 樹是存儲每個人資金狀態和發生的交易的數據結構，允許 L1 直接在 L2 上驗證狀態，而不需要下載整個狀態。簡單地說，用戶在 L2 上互動並進行交易（這改變了狀態），使用他們的資金，L2 將發送狀態更改的 merkle 根給 L1，以便 L1 可以驗證該鏈的狀態。

然而，L1 需要某種證明來確保 L2 發送的 merkle 根有效，這就是兩個智能合約 rollup 的不同之處。兩個主要證明是詐騙證明和零知識證明。

諸如 Arbitrum 和 Optimism 之類的 Optimistic rollup 使用欺詐證明來最終確定狀態。

欺詐證明的工作方式如下：

1. L2 節點向 L1 智能合約發佈 merkle 根，以及一個小保證金；

2. L1 智能合約默認信任 L2 節點，這就是“Optimistic”一詞的來源。L1 Optimistic 地相信 L2 的更新；

3. 但是，這個狀態變化在 7 天內不會成為最終狀態；

4. 在這 7 天內，有人可以提交證明稱發佈的 merkle 根是欺詐的，這將導致更新被撤銷並處罰 L2 節點，將提交的保證金給予報告欺詐更新的人；

5. 報告人現在能夠通過驗證狀態根更改中發生的所有交易並確認這些交易上的每個簽名是否有效，從而證明更新是欺詐的；

6. 如果狀態更改在 7 天內沒有被質疑，則更新將被最終確定和不可變。

至於零知識（ZK）rollup，它們使用零知識證明。以下是零知識證明的工作方式：

1. L2 節點將 merkle 根以及一個 ZK 證明發布到 L1 智能合約，證明 L2 正確處理了交易併產生了一個新的 merkle 根；

2. 如果 L2 節點試圖發佈欺詐性更新，他們將無法產生有效的 ZK 證明，因此 L1 智能合約不會接受新的 merkle 根；

3. 一旦 ZK 證明經驗證，狀態更新會立即落定。

現在，正如我們前面提到的，L2 存在的目的是為了應對以太坊的可擴展性問題，因為主網上的交易/Gas 費用太高。讓我們深入瞭解兩個主要的智能合約 rollup 如何計算用戶支付的 Gas 費用。

Arbitrum 和 Optimism 都期望用戶在它們上面交易時支付兩個成本：L2 Gas（執行費）和 L1 calldata（安全費）。L2 Gas（執行費）類似於主網上的 Gas 費用。L2 上的每筆交易都必須支付一個 Gas/執行費，等於交易使用的 Gas 數量，乘以交易附加的當前 Gas 價格：（L2 Gas 價格） x （L2 Gas 使用量）

至於 L1 calldata/安全費，L1 calldata 費用是為了支付將交易發佈回以太坊的成本。之所以存在這種費用，是因為彙編器（L2 彙總和將交易發佈回 L1 的機制）將不得不支付 L1 Gas 費來在以太坊上發佈交易。計算方式如下：（L1 估計 Gas 價格） x （L1 calldata 大小 + L1 緩衝區）

Arbitrum 和 Optimism 的 L2 費用定價方式有所不同，兩者之間最重要的區別在於 Optimism 和 Arbitrum 計算 L1 計算成本的方式。Arbitrum 使用為 L1 計算定價的預言機 ——而對於 Optimism，L1 計算包含一個動態開銷（標量）變量，Optimism 團隊可以調整它來調整 L1 計算成本。

這裡需要注意的重要事項是，在 L2 上交易的成本遠低於直接在以太坊主網上交易，這也是 L2 如此受歡迎的原因。目前，rollup 對 L2 執行層和存儲具有廉價的成本，但為了遵守數據可用性，向 L1 發佈數據的成本對用戶而言仍然很高。

今年早些時候，有一個名為 EIP-4844 的以太坊提案，它計劃在年底啟動。EIP-4844 提出添加一種全新的交易類型，允許接受數據塊。這些數據塊的大小專門設計得足夠小，以減少主網鏈上的存儲開銷。如前所述，以太坊主網上高昂的交易成本也是 L2 rollup 解決方案發布批次和證明以驗證狀態更改的主要成本之一。該提案對這個問題的影響是，它可能會顯著減少 L1 成本開銷。預計 EIP-4844 將使 L1 批量發佈成本降低 10-50 倍。

一些流行的 L2

Arbitrum

Arbitrum 是一個旨在提高以太坊智能合約能力的第 2 層解決方案 ——提高它們的速度和可擴展性，同時添加額外的隱私功能。

它的建立是為了解決當前基於以太坊的智能合約的一些缺點 - 如效率低下和高昂的執行成本 - 這些已經損害了以太坊用戶體驗，並且經常使交易成為一項昂貴的任務。

Arbitrum 使用一種稱為 Optimistic rollup 的技術。交易在鏈下執行，然後以大批量的形式提交到以太網主網作為 calldata。這一流程有助於卸載以太坊目前所承受的大部分計算和存儲負擔，將其轉移到鏈下。

最受歡迎的協議是 GMX，這是一個永續交易平臺。

Optimism

Optimism （OP） 是在以太坊之上的一條第 2 層區塊鏈。 Optimism 受益於以太坊主網的安全性，並通過使用 Optimistic rollup 幫助擴展以太坊生態系統。這意味著交易在 Optimism 上被無信任地記錄，但最終在以太坊上得到保障。

Optimism 是以太坊最大的擴展解決方案之一，總鎖定價值超過 6 億美元。它擁有 97 個協議，最大的協議是 Synthetix（SNX），一個衍生品交易所，Uniswap（UNI），一個 DEX，以及 Velodrome（VELO），一個 AMM。

Matic

Polygon（以前稱為 Matic Network）是一個由幣安和 Coinbase 支持的第 2 層擴展解決方案。該項目旨在通過解決許多區塊鏈上的可擴展性問題來激勵加密貨幣的大規模採用。

Polygon 在單個側鏈上擁有高達每秒 6.5 萬筆交易，以及不到 2 秒的區塊確認時間。

MATIC 是 Polygon 的原生代幣，是一個在以太坊區塊鏈上運行的 ERC-20 代幣。代幣用於 Polygon 的支付服務，也用於 Polygon 生態系統內的用戶之間的結算貨幣。

目前總鎖定價值約為 8 億美元，Quickswap 和 PearlFi 是目前最大的原生協議。

Base

Base 是作為以太坊 L2 構建的，具有支持 dapp 所需的安全性、穩定性和可擴展性。可以讓開發者自信地部署任何 EVM 代碼庫，並從以太坊 L1、Coinbase 和其他可互操作的鏈上啟動您的用戶和資產。Base 建立在 MIT 許可的 OP 堆棧之上，與 Optimism 合作。

Base 的總鎖定價值為 3.5 億美元，Aerodrome 和 Friend.tech 是最大的 DeFi 協議。

在 EIP-4844 之前看到 L2 治理代幣價格上漲不會讓我感到驚訝，因為這種變化可能會吸引更多流量到這些鏈上。我的假設是，由於用戶節省了 Gas 成本，這些 L2 鏈上的交易數量會增加。