1、 HYPERLINK / P.2 請(qǐng)仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁(yè)聲明內(nèi)容目錄 HYPERLINK l _TOC_250011 Layer2 擴(kuò)容是什么？ 3 HYPERLINK l _TOC_250010 以太坊為什么要擴(kuò)容？ 3 HYPERLINK l _TOC_250009 Layer 2 擴(kuò)容的基本框架 4 HYPERLINK l _TOC_250008 為什么要關(guān)注 Layer 2 擴(kuò)容？ 5 HYPERLINK l _TOC_250007 以太坊 Layer 2 擴(kuò)容是怎么實(shí)現(xiàn)的？技術(shù)路線一文總覽 5 HYPERLINK l _TOC_250006 側(cè)鏈擴(kuò)容路線成熟，生態(tài)活躍卻飽受爭(zhēng)議 5 H

2、YPERLINK l _TOC_250005 狀態(tài)通道專注于小額支付，但使用體驗(yàn)和可用性較差 7 HYPERLINK l _TOC_250004 Plasma 保障資產(chǎn)安全，信息不可用成最大阻礙 8 HYPERLINK l _TOC_250003 交易數(shù)據(jù)壓縮上鏈，通用化平臺(tái)即將落地，Rollup 技術(shù)路線前景可觀 9 HYPERLINK l _TOC_250002 以太坊 Layer 2 擴(kuò)容路線脈絡(luò)梳理，機(jī)制傳承而非一蹴而就 12 HYPERLINK l _TOC_250001 以太坊 Layer 2 擴(kuò)容的未來(lái)展望 13 HYPERLINK l _TOC_250000 風(fēng)險(xiǎn)提示 13圖表

3、目錄圖表 1 以太坊Gas 費(fèi)機(jī)制 3圖表 2 以太坊平均交易費(fèi)用 4圖表 3 Layer 2 擴(kuò)容的基本框架 5圖表 4 跨鏈機(jī)制圖解 6圖表 5 側(cè)鏈擴(kuò)容機(jī)制 6圖表 6 狀態(tài)通道擴(kuò)容機(jī)制 7圖表 7 PlasmaMVP 擴(kuò)容機(jī)制 8圖表 8 PlasmaCash 擴(kuò)容機(jī)制 9圖表 9 Rollup 擴(kuò)容機(jī)制中的壓縮交易舉例 10圖表 10 ZK Rollup 擴(kuò)容機(jī)制 11圖表 11 Optimistic Rollup 擴(kuò)容機(jī)制 12圖表 12 Layer 2 擴(kuò)容路線對(duì)比 12 HYPERLINK / P.3 請(qǐng)仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁(yè)聲明Layer2 擴(kuò)容是什么？區(qū)塊鏈擴(kuò)容是為了提高區(qū)塊鏈

4、的交易處理速度，從而能在相同時(shí)間內(nèi)處理更多交易，可類比于車多路堵，需要新建高架、隧道來(lái)提供交通效率。Layer 2 擴(kuò)容是鏈下擴(kuò)容方案的統(tǒng)稱，指的是把區(qū)塊鏈上部分的運(yùn)算過(guò)程放到鏈下，并將計(jì)算結(jié)果傳回區(qū)塊鏈，從而實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈運(yùn)算能力的提升。與之相對(duì)的 Layer 1 擴(kuò)容就是在區(qū)塊鏈協(xié)議上進(jìn)行改進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容。而 Layer 2 擴(kuò)容不改變區(qū)塊鏈協(xié)議本身，通過(guò)鏈上智能合約與鏈下數(shù)據(jù)的交互來(lái)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容。以太坊為什么要擴(kuò)容？以太坊通過(guò) EVM（以太坊虛擬機(jī)）實(shí)現(xiàn)了圖靈完備的計(jì)算，開發(fā)者通過(guò)鏈上智能合約可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的程序邏輯，我們可以把以太坊抽象的看成是一臺(tái)去中心化的計(jì)算機(jī)。以太坊通過(guò) Gas 費(fèi)機(jī)制防

5、止惡意合約（如無(wú)限循環(huán)）的影響，限制單個(gè)區(qū)塊的容量大小，并且激勵(lì)參與者提高網(wǎng)絡(luò)的使用效率。Gas 費(fèi)機(jī)制就是對(duì)用戶在鏈上的操作進(jìn)行收費(fèi)，費(fèi)用根據(jù)規(guī)則按操作類型和復(fù)雜度計(jì)算。這些費(fèi)用支付給維護(hù)網(wǎng)絡(luò)并運(yùn)行合約計(jì)算的礦工群體，挖到區(qū)塊的礦工獲得區(qū)塊內(nèi)交易的總 Gas 費(fèi)。Gas 費(fèi)由操作類型和復(fù)雜度決定，讀寫鏈上信息和調(diào)用外部合約會(huì)比執(zhí)行普通代碼更貴。宏觀上看，以太坊本意通過(guò) Gas機(jī)制動(dòng)態(tài)調(diào)整了資源供需，防止惡意占用鏈上資源的情況。圖表 1 以太坊Gas 費(fèi)機(jī)制資料來(lái)源：Ethereum EVM illustrated、交易的 Gas 價(jià)格受以太坊網(wǎng)絡(luò)水平影響，一般而言礦工會(huì)按照 Gas 價(jià)格高低

6、和交易指令的等待時(shí)間來(lái)選擇打包的交易，優(yōu)先打包 Gas 價(jià)格高和等待時(shí)間長(zhǎng)的交易指令，用戶可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況決定Gas 價(jià)格。Gas 價(jià)格的單位一般為Gwei，1Gwei = 0.000 000 001ETH，單個(gè)交易所要支付的 Gas 費(fèi)用操作所需的Gas（由規(guī)則確定）當(dāng)前的Gas 價(jià)格（由網(wǎng)絡(luò)情況決定）。Gas 費(fèi)機(jī)制為 ETH 帶來(lái)了天然的使用價(jià)值，也激勵(lì)著用戶和開發(fā)者精簡(jiǎn)自己的操作和智能合約，激勵(lì)礦工帶來(lái)打包交易。以太坊的單個(gè)區(qū)塊的容量大小也是通過(guò)Gas 費(fèi)來(lái)限制的（比特幣是通過(guò)區(qū)塊大?。?，單個(gè)區(qū)塊所包含的所有交易的 Gas 費(fèi)不能超過(guò)Gas 上限，從而限制了單個(gè)區(qū)塊的容量大小，挖到區(qū)塊的

7、礦工可對(duì)Gas 上限進(jìn)行微調(diào)以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀況。 HYPERLINK / P.4 請(qǐng)仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁(yè)聲明隨著最近半年以太坊生態(tài)應(yīng)用的爆發(fā)，以太坊網(wǎng)絡(luò)交易量急劇上升，ETH 的價(jià)格也收益于生態(tài)發(fā)展而快速上升。各種套利機(jī)器人在 DeFi 應(yīng)用中開啟了自動(dòng)套利。套利者的網(wǎng)絡(luò)速度敏感度要遠(yuǎn)大于網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用敏感度，只要套利空間比費(fèi)用要大，他們就愿意支付超高的 Gas 費(fèi)用以換取交易的快速處理，網(wǎng)絡(luò)的平均 Gas 費(fèi)也水漲船高。普通用戶在參與這些應(yīng)用的時(shí)候，則變得緩慢、網(wǎng)絡(luò)擁堵，高昂的 Gas 費(fèi)加上 ETH 的高價(jià)格，一次普通的 Defi 合約調(diào)用甚至能達(dá)到數(shù)十上百美元。隨著交易的費(fèi)用上漲，以太坊將會(huì)面臨熱度

8、減弱，項(xiàng)目創(chuàng)新減少的局面。圖表 2 以太坊平均交易費(fèi)用交易手續(xù)費(fèi)/美元50454035302520151050資料來(lái)源：blockchair、我們認(rèn)為目前以太坊網(wǎng)絡(luò)擁堵和高手續(xù)費(fèi)是以太坊 Gas 費(fèi)機(jī)制性問(wèn)題，每當(dāng)生態(tài)繁榮，用戶的上升帶來(lái)了更多的交易請(qǐng)求，復(fù)雜合約和復(fù)雜調(diào)用的增加減少了單個(gè)區(qū)塊的實(shí)際交易容量，ETH 價(jià)格上升增加了交易的法幣計(jì)價(jià)手續(xù)費(fèi)，擁堵的網(wǎng)絡(luò)又會(huì)進(jìn)一步抬高 Gas 價(jià)格，這種機(jī)制性惡化會(huì)使得以太坊的項(xiàng)目上出現(xiàn)泡沫化和頭部效應(yīng)，初期項(xiàng)目和市場(chǎng)宣傳不夠的項(xiàng)目會(huì)因?yàn)楦甙旱氖掷m(xù)費(fèi)被用戶拒之門外，整體上是降低了以太坊平臺(tái)應(yīng)用的創(chuàng)新能力。上述矛盾對(duì)于公鏈而言是“甜蜜的煩惱”，只有當(dāng)鏈上

9、生態(tài)發(fā)展到一定程度，才會(huì)有 Gas費(fèi)的問(wèn)題，究其背后，是礦工、Token 持有人、生態(tài)項(xiàng)目方的三方博弈，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、激勵(lì)有效與應(yīng)用創(chuàng)新處處需要平衡，處理不當(dāng)會(huì)對(duì)社區(qū)造成傷害，尤其是 ETH 已成為區(qū)塊鏈“樣板工程”之后。同樣，這種問(wèn)題理論上是每一個(gè)采用原生代幣Gas 費(fèi)機(jī)制的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)都無(wú)法避免的，以太坊發(fā)展最快而最先面臨這樣的挑戰(zhàn)。在目前這種情況下，以太坊擴(kuò)容既是眾望所歸，也是大勢(shì)所趨，只有緩解了這種機(jī)制性擁堵和高昂手續(xù)費(fèi)，才能實(shí)現(xiàn)以太坊生態(tài)的良性發(fā)展。Layer 2 擴(kuò)容的基本框架以太坊 Layer 2 擴(kuò)容的核心思想在于：在主鏈的基礎(chǔ)上再搭建一個(gè)二層網(wǎng)絡(luò)，幫助 Layer 1 分擔(dān)網(wǎng)絡(luò)壓力

10、，以達(dá)到整體效率的提升。目前以太坊 Layer 2 擴(kuò)容技術(shù)架構(gòu)主要有四類：狀態(tài)通道、側(cè)鏈、Plasma 和 Rollup。Layer 2 擴(kuò)容機(jī)制的關(guān)鍵點(diǎn)在于 Layer 1 的合約設(shè)計(jì)、Layer 2 的協(xié)議設(shè)計(jì)、跨鏈數(shù)據(jù)交互的設(shè)計(jì)尤其是資產(chǎn)存入和取出時(shí)的流程設(shè)計(jì)。由此我們勾勒出了 Layer 2 擴(kuò)容機(jī)制基本框架，足以描述目前絕大部分Layer 2 擴(kuò)容項(xiàng)目。 HYPERLINK / P.5 請(qǐng)仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁(yè)聲明圖表 3 Layer 2 擴(kuò)容的基本框架資料來(lái)源：為什么要關(guān)注 Layer 2 擴(kuò)容？區(qū)塊鏈擴(kuò)容路線關(guān)注如何在保證安全性的條件下實(shí)現(xiàn)更高的運(yùn)算能力，Layer1 擴(kuò)容或許更能

11、從本質(zhì)上改變網(wǎng)絡(luò)擁堵，例如 ETH2.0 采用的分片擴(kuò)容。但Layer1 擴(kuò)容最大的弊端在于共識(shí)成本高，簡(jiǎn)單的提高區(qū)塊容量會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)更加中心化，存在硬分叉的風(fēng)險(xiǎn)（如BCH 從 BTC 分叉）。而 Layer2 擴(kuò)容是一種更輕型、能夠快速實(shí)現(xiàn)的擴(kuò)容方式，它可以承接主鏈已有的生態(tài)應(yīng)用，并且所需資源成本比主鏈擴(kuò)容要少得多，這也是 Layer 2 賽道快速發(fā)展的原因之一?？v觀 Layer 2 擴(kuò)容的發(fā)展，側(cè)鏈擴(kuò)容和狀態(tài)通道擴(kuò)容的思想要比以太坊網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)還要早，早在比特幣時(shí)期被提出，側(cè)鏈擴(kuò)容的核心就是用另一條獨(dú)立的區(qū)塊鏈來(lái)承接目前交易，從而增大計(jì)算效率降低手續(xù)費(fèi)。狀態(tài)通道在 2014 年左右被提出，它的

12、核心是通過(guò)哈希鎖定并在鏈下進(jìn)行一系列交易，只把交易結(jié)果上鏈，尤其適合解決小額高頻支付的手續(xù)費(fèi)過(guò)高的痛點(diǎn)。在 2017 年左右Plasma 的擴(kuò)容路線被提出，為了解決側(cè)鏈擴(kuò)容中的側(cè)鏈安全性對(duì)資產(chǎn)的威脅，Plasma 的設(shè)計(jì)原則就是在子鏈出故障的情況下也能保證用戶能提出自己的資產(chǎn)。Rollup 的概念則是在 2018 年被提出，將交易信息高度壓縮打包上鏈，即使鏈下數(shù)據(jù)完全不可用，也能提出資產(chǎn)。Layer 2 擴(kuò)容試圖在保證去中心化和安全性的條件下，突破以太坊現(xiàn)有的計(jì)算瓶頸。“殺手級(jí)”的 Layer 2 擴(kuò)容方案將很有可能改變當(dāng)前的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局，并且可能產(chǎn)生新的應(yīng)用落地，擴(kuò)大行業(yè)想象空間。因此我們建

13、議關(guān)注 Layer 2 擴(kuò)容的發(fā)展，本文也梳理了 Layer2 不同路線的實(shí)現(xiàn)方式。以太坊 Layer 2 擴(kuò)容是怎么實(shí)現(xiàn)的？技術(shù)路線一文總覽側(cè)鏈擴(kuò)容路線成熟，生態(tài)活躍卻飽受爭(zhēng)議側(cè)鏈?zhǔn)桥c主鏈兼容的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，它與主鏈?zhǔn)窍鄬?duì)概念，以太坊側(cè)鏈擴(kuò)容技術(shù)路線的本質(zhì)就是打造一個(gè)兼容以太坊的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，并運(yùn)用跨鏈機(jī)制實(shí)現(xiàn)從主鏈到側(cè)鏈的資產(chǎn)轉(zhuǎn)移，并在側(cè)鏈上部署應(yīng)用，分擔(dān)主鏈網(wǎng)絡(luò)擁堵。側(cè)鏈?zhǔn)且粭l獨(dú)立的區(qū)塊鏈，擁有自己獨(dú)立的共識(shí)機(jī)制，安全性不依靠主鏈，往往會(huì)采取DPOS、POA 等更有效率的共識(shí)機(jī)制。側(cè)鏈技術(shù)路線的重點(diǎn)在于跨鏈機(jī)制的設(shè)計(jì)?？珂湙C(jī)制的基本原理就是通過(guò)鎖定主鏈上的 HYPERLINK / P.6 請(qǐng)

14、仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁(yè)聲明資產(chǎn)，并在側(cè)鏈發(fā)行相關(guān)資產(chǎn)，如果想要回到主鏈，只需要銷毀側(cè)鏈上的資產(chǎn)，并在主鏈上解鎖相關(guān)資產(chǎn)。因?yàn)閰^(qū)塊鏈自身不能獲取其它鏈上信息，那么誰(shuí)傳遞并確認(rèn)信息從而決定資產(chǎn)的鎖定與發(fā)行就成為了關(guān)鍵問(wèn)題，為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以采取通過(guò)第三方主體驗(yàn)證的公證人人機(jī)制，或者通過(guò)區(qū)塊鏈自身進(jìn)行驗(yàn)證的中繼機(jī)制。公證人可以采用單一主體，也可以是是多個(gè)主體進(jìn)行驗(yàn)證并多簽確認(rèn)交易。圖表 4 跨鏈機(jī)制圖解資料來(lái)源：側(cè)鏈擴(kuò)容的最大風(fēng)險(xiǎn)在于側(cè)鏈自身的安全性和跨鏈過(guò)程的安全性：一旦側(cè)鏈出現(xiàn)故障，轉(zhuǎn)移到側(cè)鏈的資產(chǎn)便極有可能丟失。公證人和側(cè)鏈的運(yùn)行節(jié)點(diǎn)一旦作惡，便可以從主鏈上轉(zhuǎn)移用戶的資產(chǎn)(Plasma 和 R

15、ollup 技術(shù)路線都是為了解決這個(gè)問(wèn)題，保障用戶免受中心化和系統(tǒng)故障的威脅)。圖表 5 側(cè)鏈擴(kuò)容機(jī)制資料來(lái)源：盡管跨鏈機(jī)制已經(jīng)日趨成熟，側(cè)鏈擴(kuò)容變得越來(lái)越方便和高效，但這種擴(kuò)容路線卻存在著很大的爭(zhēng)議。2020 年年底火熱至今的交易所公鏈，就可以看作是一種以太坊的側(cè)鏈擴(kuò)容，承接了以太坊的生態(tài)外溢，取得了引人注目的用戶增長(zhǎng)速度和鏈上資產(chǎn)數(shù)量。以幣安智能鏈 BSC 為例，它兼容了以太坊的數(shù)據(jù)與智能合約，采取相似的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與協(xié)議，并采用了 TPS 更高的 DPos 共識(shí)機(jī)制。以太坊資產(chǎn)和應(yīng)用可以輕松轉(zhuǎn)移到 BSC 上，開發(fā)者也有成熟開發(fā)工具在 BSC 上進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)。同時(shí)交易所憑借自身的生態(tài)和

16、用戶優(yōu)勢(shì)，為 BSC引流了數(shù)量可觀的用戶。因?yàn)榕c以太坊協(xié)議的相似性，大量對(duì)標(biāo)以太坊 Defi 的 BSC 項(xiàng)目快速上線，以太坊上的生態(tài)應(yīng)用也有部分向 BSC 上遷移。 HYPERLINK / P.7 請(qǐng)仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁(yè)聲明相較于以太坊，交易所公鏈大大降低了合約運(yùn)行的手續(xù)費(fèi)，對(duì)小額資產(chǎn)或者初次接觸區(qū)塊鏈應(yīng)用的用戶更為友好，快速增長(zhǎng)的用戶和鏈上交易也證明了這一點(diǎn)。對(duì)于行業(yè)而言，交易所公鏈的崛起對(duì)去中心化生態(tài)的利弊存在著很大的爭(zhēng)議，既降低了用戶門檻、帶來(lái)了生態(tài)活躍，也是一種中心化的威脅。側(cè)鏈擴(kuò)容還存在另一個(gè)爭(zhēng)議點(diǎn)，用于擴(kuò)容的側(cè)鏈還屬于以太坊的生態(tài)嗎？側(cè)鏈本身能算是以太坊的 Layer 2 擴(kuò)容方案

17、嗎？如果交易所公鏈算是以太坊 Layer 2 擴(kuò)容的一種，從發(fā)展現(xiàn)狀和用戶數(shù)量來(lái)看，側(cè)鏈擴(kuò)容目前確實(shí)是 Layer 2 擴(kuò)容最成熟和活躍的路線。狀態(tài)通道專注于小額支付，但使用體驗(yàn)和可用性較差狀態(tài)通道是交易雙方在鏈上鎖定資產(chǎn)創(chuàng)建支付通道，并在鏈下進(jìn)行交易，當(dāng)用戶從主鏈取出資產(chǎn)時(shí)，只需把鏈下多次交易的結(jié)果證明提交至主鏈智能合約驗(yàn)證即可。狀態(tài)通道攤薄了多次交易的手續(xù)費(fèi)用，尤其適合小額多頻的交易場(chǎng)景。這種技術(shù)早在比特幣時(shí)期就被提出，因?yàn)殒溕辖灰椎氖掷m(xù)費(fèi)都與交易金額無(wú)關(guān)，這導(dǎo)致小額交易的手續(xù)費(fèi)用占很高。以狀態(tài)通道擴(kuò)容項(xiàng)目雷電網(wǎng)絡(luò)為例，流程如下：參與者雙方需要將資產(chǎn)鎖定在智能合約中，這一步保證了參與者可以

18、相互轉(zhuǎn)賬和接收資產(chǎn)，直到參與者關(guān)閉了支付通道；參與者維護(hù)者自己的賬戶余額，雙方通過(guò)發(fā)送簽名后的交易證明進(jìn)行交易；交易可以不斷地進(jìn)行，直到其中一方?jīng)Q定取出資產(chǎn)并關(guān)閉通道，他可以隨時(shí)向智能合約展示交易證明來(lái)關(guān)閉通道，另一方如果與退出方有交易的話也需要在當(dāng)時(shí)展示交易證明；當(dāng)雙方都展示余交易明后，便可以從智能合約中取回存款。當(dāng)另一方不能及時(shí)展示交易證明時(shí)，系統(tǒng)會(huì)判定他沒(méi)有接收到任何轉(zhuǎn)賬，并按照單方的證明進(jìn)行分配，這種機(jī)制保證了任何人都一定能取回他的資金，即使對(duì)方不配合。圖表 6 狀態(tài)通道擴(kuò)容機(jī)制資料來(lái)源：我們可以看出狀態(tài)通道的優(yōu)勢(shì)在于：采用了雙方凈結(jié)算降低了單次交易費(fèi)用；雙方交易細(xì)節(jié)不上鏈保障了交易隱

19、私；同時(shí)退出機(jī)制最大程度的保障了參與方的資金安全。但在使用體驗(yàn)上有著嚴(yán)重不足：第一，只能和開通通道或者在支付網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的用戶進(jìn)行交易；第二，必須經(jīng)常性地關(guān)注交易對(duì)手方是否選擇關(guān)閉通道，從而展示接收的交易以保 HYPERLINK / P.8 請(qǐng)仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁(yè)聲明障自己的權(quán)益；第三，狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容機(jī)制的拓展性較差，難以實(shí)現(xiàn)鏈下交易外其他操作。Plasma 保障資產(chǎn)安全，信息不可用成最大阻礙Plasma 可以看作是一種保障資產(chǎn)安全的側(cè)鏈技術(shù)，它將鏈下的狀態(tài)證明上傳主鏈，即使鏈下出現(xiàn)了安全問(wèn)題，用戶也能夠證明并提出資產(chǎn)。Plasma 技術(shù)架構(gòu)目前主要有兩種主流的機(jī)制 Plasma MVP、PlasmaC

20、ash。Plasma MVP 是通過(guò) UTXO 和 Merkle proof 來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶在不借助第三方的情況下實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)退出的。在鏈下的交易以 UTXO 的形式記錄在Merkle tree 上，并把相應(yīng)哈希值上傳至主網(wǎng)的智能合約，這樣用戶只需要提供 Merkle proof 便能證明自己所擁有的UTXO，從而提出資金。當(dāng)用戶提出資產(chǎn)時(shí)需要一段質(zhì)疑期進(jìn)行欺詐證明，其他任何人都可以通過(guò)舉證該用戶已被花費(fèi)的 UTXO 實(shí)現(xiàn)質(zhì)疑。因?yàn)橹麈溚ㄟ^(guò)智能合約雖然能夠驗(yàn)證用戶提供的證據(jù)，卻無(wú)從得知的用戶隱藏的信息（比如有些 UTXO 已經(jīng)花費(fèi)掉了）。Plasma MVP 的“群體離開問(wèn)題”：當(dāng)大部分用戶都想離開

21、Plasma，則所有的狀態(tài)證明全部都要被提交到以太坊上，并在挑戰(zhàn)期內(nèi)接受“挑戰(zhàn)”。由于 Plasma 是不限用戶數(shù)量的，但以太坊區(qū)塊的處理能力卻很有限，因此如果整個(gè) Plasma 的有效狀態(tài)全部都提交給以太坊進(jìn)行處理，會(huì)徹底堵死以太坊，導(dǎo)致交易的處理時(shí)間被大大拖延甚至遙遙無(wú)期。圖表 7 PlasmaMVP 擴(kuò)容機(jī)制資料來(lái)源：Plasma Cash 的機(jī)制與 Plasma MVP 非常類似，不同之處在于資產(chǎn)在子鏈上以 NFT的形式進(jìn)行記錄，其具體流程如下：1、 用戶在合約中鎖定資產(chǎn)時(shí)，在Plasma 上會(huì)收到一個(gè)代表所有存入資產(chǎn)的 NFT；2、 Plasma Cash 采用特定的默克爾樹，每個(gè)

22、NFT 都有指定的位臵，當(dāng)發(fā)生轉(zhuǎn)賬時(shí)，相應(yīng)位臵記錄轉(zhuǎn)賬信息，并將默克爾樹的根哈希上傳主鏈；3、 在交易時(shí)需要提供該 NFT 之前的交易記錄；4、 當(dāng)用戶退出時(shí)，需要提交前兩次交易的merkle proof；5、 當(dāng)用戶取出資產(chǎn)時(shí)，存在一個(gè)質(zhì)疑時(shí)段，任何人都可以通過(guò)交易記錄進(jìn)行質(zhì)疑該用戶操作。 HYPERLINK / P.9 請(qǐng)仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁(yè)聲明圖表 8 PlasmaCash 擴(kuò)容機(jī)制資料來(lái)源：總體而言，Plasma 技術(shù)路線的優(yōu)點(diǎn)在于能夠在 Layer 2 發(fā)生故障的情況下保證用戶的資產(chǎn)安全，這種運(yùn)用去中心化密碼學(xué)的保障機(jī)制使得 Plasma 路線一度被社區(qū)熱捧。但 Plasma 技術(shù)路線

23、存在的問(wèn)題在于以下幾點(diǎn)：第一，在這種技術(shù)框架下限定了子鏈的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使得通用性拓展變得非常困難；第二，Plasma 機(jī)制存在數(shù)據(jù)不可用問(wèn)題，即主鏈沒(méi)辦法獲取所有鏈下數(shù)據(jù)，只能通過(guò)根哈希進(jìn)行簡(jiǎn)單驗(yàn)證，這也導(dǎo)致了退出機(jī)制比較復(fù)雜，往往需要很長(zhǎng)的周期（數(shù)日）進(jìn)行欺詐證明，同時(shí)用戶需要保存自己的數(shù)據(jù)，時(shí)刻注意子鏈變化，非常影響使用體驗(yàn)。交易數(shù)據(jù)壓縮上鏈，通用化平臺(tái)即將落地，Rollup 技術(shù)路線前景可觀Rollup 機(jī)制指的是高度壓縮交易并打包上傳主鏈，并通過(guò)零知識(shí)證明或欺詐證明驗(yàn)證交易包的真實(shí)性，解決了 Plasma 的數(shù)據(jù)不可用問(wèn)題。Rollup 機(jī)制實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)在鏈上，運(yùn)算在鏈下的分層模式，從而最

24、大程度地保證了資產(chǎn)的安全性。為了實(shí)現(xiàn)交易的高度壓縮，Rollup 子鏈上維護(hù)著賬戶資產(chǎn)數(shù)據(jù)，每個(gè)賬戶都有自己相應(yīng)編號(hào)。因此只需 4 個(gè)字節(jié)就能實(shí)現(xiàn)232個(gè)賬戶的索引，足以應(yīng)對(duì)絕大多數(shù)情況。與此類似， Rollup 在所有能夠壓縮、又不影響可讀性的地方都進(jìn)行了壓縮（如圖 12），壓縮后的交易只有不到原來(lái)的十分之一。通過(guò)對(duì)交易的壓縮，Rollup 機(jī)制能夠更有效率地利用現(xiàn)有的 Layer 1 網(wǎng)絡(luò)容量，從而實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容，并且在擴(kuò)容的同時(shí)保證了數(shù)據(jù)的鏈上可用性。 HYPERLINK / P.10 請(qǐng)仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁(yè)聲明圖表 9 Rollup 擴(kuò)容機(jī)制中的壓縮交易舉例參數(shù)（字節(jié)）以太坊交易R(shí)ollup交

25、易參數(shù)意義壓縮方式Nonce30交易序號(hào)，為了確定交易前后順序，并防止交易重放在Rollup 中Nonce 被記錄在了賬戶狀態(tài)樹上，因此不需要該參數(shù)Gas Price800.5Gas 價(jià)格減少取值范圍（完全夠用）Gas limit300.5Gas 最大值減少取值范圍（完全夠用）To214接收方地址通過(guò)狀態(tài)樹映射地址Value93轉(zhuǎn)賬數(shù)值減少取值范圍（完全夠用）Signature680.5交易簽名通過(guò) BLS 聚合簽名From04發(fā)送方地址通過(guò)狀態(tài)樹映射地址Total11212資料來(lái)源：vitalik.ca、國(guó)盛研究所Rollup 機(jī)制的核心問(wèn)題就是驗(yàn)證壓縮交易包中交易的真實(shí)性。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，解

26、決方案 主要分為兩種類型：基于零知識(shí)證明的 ZK Rollup；基于欺詐證明的 Optimistic Rollup。目前兩種方案都在快速發(fā)展，不同的團(tuán)隊(duì)選擇了不同的技術(shù)機(jī)制，以太坊主鏈上的項(xiàng)目 們也做出了自己 Layer 2 遷移的選擇。采用零知識(shí)證明的 ZK Rollup 是通過(guò)在發(fā)送交易包時(shí)，同時(shí)發(fā)送交易對(duì)應(yīng)的零知識(shí)證明，智能合約通過(guò)零知識(shí)證明驗(yàn)證交易包的真實(shí)性。總體流程如下：1、用戶轉(zhuǎn)入并鎖定資產(chǎn)，Layer 2 狀態(tài)樹添加賬戶信息并生成對(duì)應(yīng)資產(chǎn)；2、在Rollup 網(wǎng)絡(luò)中，用戶簽名并發(fā)送交易；3、排序者收集交易，壓縮打包成交易包，并生成零知識(shí)證明，并按照交易包更新狀態(tài)樹；4、排序者將交

27、易包和零知識(shí)證明廣播至主鏈；5、智能合約通過(guò)零知識(shí)證明驗(yàn)證交易包的真實(shí)性，并且更新數(shù)值，執(zhí)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)賬操作。ZK Rollup 的最大優(yōu)勢(shì)就是高度去中心化和驗(yàn)證效率高。在側(cè)鏈更新狀態(tài)的同時(shí)生成零知識(shí)證明，礦工運(yùn)行的智能合約能夠通過(guò)零知識(shí)證明驗(yàn)證交易包中的新狀態(tài)是否源于舊狀態(tài)疊加交易產(chǎn)生，從而實(shí)現(xiàn)了 Layer 2 數(shù)據(jù)到Layer 1 去中心化的數(shù)據(jù)驗(yàn)證，同時(shí)因?yàn)長(zhǎng)ayer 1 能快速識(shí)別來(lái)自Rollup 的數(shù)據(jù)真實(shí)性，能快速完成資產(chǎn)的取出。ZK Rollup 的劣勢(shì)在生成零知識(shí)證明的過(guò)程復(fù)雜且困難，不僅需要大量運(yùn)算，而且應(yīng)用的定制化開發(fā)難度大，難以實(shí)現(xiàn)兼容現(xiàn)有應(yīng)用的通用平臺(tái)。 HYPERLI

28、NK / P.11 請(qǐng)仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁(yè)聲明圖表 10 ZK Rollup 擴(kuò)容機(jī)制資料來(lái)源：Optimistic Rollup（OP Rollup）技術(shù)路線選擇相信操作者提交的交易包真實(shí)性，并對(duì)欺詐的行為做出處罰。操作者需要質(zhì)押了一定數(shù)量的資產(chǎn)，只有滿足資產(chǎn)質(zhì)押的條件智能合約才會(huì)接收其發(fā)送的交易包，任何人都可以針對(duì)交易包的真實(shí)性發(fā)布欺詐性證明，一旦欺詐行為被判定便會(huì)失去所有的質(zhì)押資產(chǎn)。通過(guò)對(duì)排序者和質(zhì)疑者的經(jīng)濟(jì)學(xué)激勵(lì)，使系統(tǒng)達(dá)到安全性的平衡。當(dāng)質(zhì)疑者通過(guò)重新計(jì)算狀態(tài)值，發(fā)現(xiàn)交易包的錯(cuò)誤時(shí)，他可以向智能合約發(fā)送一個(gè)欺詐性證明。欺詐性證明包括所有必要的信息，包括交易前的賬戶狀態(tài)、交易對(duì)應(yīng)的 Me

29、rkleproof 等。智能合約能夠運(yùn)用欺詐性證明，通過(guò)重放交易的方式檢驗(yàn)交易包的真實(shí)性，實(shí)現(xiàn)欺詐交易的檢驗(yàn)。這種模式下的驗(yàn)證效率被降低了，但它的好處在于能夠更容易實(shí)現(xiàn)通用平臺(tái)，從而兼容 EVM 智能合約，使得開發(fā)者工作量大大減少，這使得項(xiàng)目遷移的難度大大降低，為 OP Rollup 項(xiàng)目占領(lǐng) Layer 2 藍(lán)海提供了先天優(yōu)勢(shì)，也能最快速度地解決以太坊網(wǎng)絡(luò)的燃眉之急。OP Rollup 機(jī)制的缺點(diǎn)在于欺詐證明機(jī)制使得資產(chǎn)的存入和轉(zhuǎn)出都需要等待較長(zhǎng)的質(zhì)疑期，因?yàn)橐坏┖霞s中儲(chǔ)存的資產(chǎn)離開 Rollup 合約后，就不太可能進(jìn)行交易的回滾和資產(chǎn)的追回了。相較于 ZK Rollup，Optimistic Rollup 的驗(yàn)證效率低，交易壓縮率也更低，因此擴(kuò)容能力也更差。 HYPERLINK / P.12 請(qǐng)仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁(yè)聲明圖表 11 Optimistic Rollup 擴(kuò)容機(jī)制資料來(lái)源：以太坊 Layer 2 擴(kuò)容路線脈絡(luò)梳理，機(jī)制傳承而非一蹴而就從側(cè)鏈擴(kuò)容到 Rollup 機(jī)制，不難發(fā)現(xiàn)這些技術(shù)路線之間并不是涇渭分