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 要:

2020年发作的DeFi热潮将链上活跃度推至新高度,也将公链面临的性能问题直接放在了民众眼前。作为现在拥有最大生态的以太坊Gas Price飙升,在相当长的时期内维持在100 Gwei以上,让以太坊获得了“贵族链”的戏称。虽然近期以太坊Gas Price有所下降,但也无法改变冗余存储和冗余盘算带来的效率下降的问题。在降生的各种效率提升的手艺中,Layer2赛道下的Rollup手艺无疑是当前解决方案中最为亮眼的。

Rollup的手艺方案承袭了其他Layer2先进们,如闪电网络、Pla *** a等解决方案的思绪。但最为要害的照样其将二层数据再反存到一层的思绪。这一思绪与以前所有的Layer2方案都差异,成为了Rollup手艺解决用户使用二层时可用性、易用性问题以及衍生的平安性问题等的要害。

围绕Rollup手艺,降生了不少优异的解决方案团队,本文着重先容了其中四个——Matter Labs、Optimi *** 、Offchain Labs以及Starkware。他们在ZK Rollup、Optimistic Rollup以及夹杂Rollup上做出了诸多实验,成为Rollup手艺系统在差异偏向上落地的主要推动团队。除了手艺解决方案团队之外,也有不少团队在试探具有Rollup特色的应用,如Layer2天下的公交车Layer2.finance、减缓Layer2带来的流动性支解问题的Caspian以及辅助Optimistic Rollup用户实现快速提款的Dai Bridge等,本文也将对这些应用方案做探讨。

从数据显示来看,由于Layer2(数据统计不包罗侧链)方案应用场景尚未铺开,现在整体Layer2上的锁仓资金不到Defi整体锁仓的3%,而Rollup占有了其中的近1/3。现在,Optimistic Rollup的落地已经近在咫尺,通用的ZK Rollup系方案还需要一段时间。Op系的手艺有望将以太坊TPS提升至500上下,ZK系则能有100倍左右的提升,也有一些夹杂Rollup方案其理论TPS能到达2万。

总体而言,Layer2是公链生长的必由之路,而Rollup手艺则是现在为止Layer2手艺中将易用性、平安性、扩展性、通用型等的平衡做的最好的手艺。未来几个月,我们也将看到Rollup的解决方案和应用大规模落地,值得期待!

作 者  

【火币研究院】赵文琦,陈晗,袁煜明

作者联系方式

火币研究院:huobiresearch@huobi.com 

目录

一、 Rollup概述

1.1 什么是Rollup?

1.2 若何演收支Rollup?

二、 Rollup手艺焦点要点

2.1. Rollup若何运转?

2.2. 若何实现生意压缩?

2.3. 若何将二层的状态转换同步到一层?

2.4. 若何防止二层运营者诓骗?

三、 主要手艺团队剖析

3.1 MatterLabs

3.1.1. 项目希望

3.1.2. 手艺方案

3.1.3. 特点

3.1.4. 应用

3.2 Optimi ***

3.2.1 项目希望

3.2.2 手艺方案

3.2.3 特点

3.2.4 应用

3.3 Offchain Labs

3.3.1. 项目希望

3.3.2. 手艺方案

3.3.3. 特点

3.3.4. 应用

3.4 Starkware

3.4.1. 项目希望

3.4.2. 手艺方案

3.4.3. 特点

3.4.4. 应用

四、 应用方案解读

4.1. Celer:Layer2.finance

4.1.1. 解决的问题

4.1.2. 方案

4.1.3. 优势

4.1.4. 局限

4.2. Starkware:Caspian

4.2.1. 解决的问题

4.2.2. 方案

4.2.3. 优势

4.2.4. 局限

4.3. MakerDAO:Dai Bridge

4.3.1. 解决的问题

4.3.2. 方案

4.3.3. 优势

4.3.4. 局限

五、 数据显示

5.1 开发进度

5.2 资金数据

5.3 现实性能

六、 总结与展望

参考文献

一、 Rollup概述

1.1 什么是Rollup?

在链下的天下中,人们习惯了高速的生意、即时简直认、海量的存储,集中和信托带来效率。进入链上,基于代码控制和博弈机制的运转的漫衍式系统实现了涣散和去信托,存储冗余和盘算冗余成为保障系统平安性的主要手段。但冗余不能阻止地带来成本提升和效率降低,链上应用的体验让用户发生时代倒退的感受。为此,也降生了各种提升区块链运转效率的改善方案。

链上改善方案中包罗了扩展区块巨细、改变共识算法、分片等等。虽然链上的改善方案在当前的区块链手艺生长阶段还没有完全展现出在提升效率上的实力(如ETH2.0的分片还在开发中),但其都无法改变在区块链上为了平安性必须要遭受冗余存储和盘算的约束的现状。而这一约束可以被链下的改善方案打破。将存储和盘算转移到链下,并设计机制保障链下存储和盘算的可信与平安是链下扩展方案的焦点。Rollup就是链下方案中的一类。

那么,Rollup是什么?海内通常把它翻译成“卷叠”,读起来有点怪然则照样十分形象,打包为卷、压缩为叠,链下的生意数据打包压缩后传到链上存储,Rollup就是对相符这一特征的一类Layer2手艺的总称。与此相关的一个趣事是Matter Labs公然称ZKSwap并不是Rollup,只是一个Validium,由于那时的ZKSwap未知足这一特征。

1.2 若何演收支Rollup?

在Rollup之前,Layer2已经有了几代手艺。然则由于去信托化、平安性、易用性或者通用性方面的问题,都没有成为被广为接受的方案。Rollup手艺的泛起成为打破这一事态的要害。

图1-1 Layer2手艺演进

最早的Layer2是侧链手艺,其生长一直不温不火,最近由于Polygon的崛起引来了许多讨论。但,如Polygon一类的侧链的运行基础是信托一组验证者,这类有强信托假设的方案,在没有易用的无信托假设的方案降生前,可以被作为一种折中方案应用,但绝不是最终的最优方案。另外,业界对于将侧链归类于Layer2是持嫌疑甚至是质疑态度的,缘故原由在于侧链不会保持向主链同步状态换取,更靠近一条自力的链,一个新的Layer1

闪电网络是最早的实验无信托假设的Layer2解决方案之一。他通过RSMC和HTLC手艺划分排除了对生意对手方的信托依赖和对资金路由节点的信托依赖。即,用户无需假定生意对手方和转发资金的中央节点是不会作恶的。然则这种方案在平安性、易用性、通用性上都支出了价值,限制了该项手艺的应用推广。

Pla *** a是闪电网络之后泛起的手艺。其模子兼有侧链和闪电网络的特点。Pla *** a与闪电网络的差异在于链下生意的转达、组织和提交形式。闪电网络链下生意的转达基于以状态通道毗邻而成的网络,生意存储在生意双方的状态通道中,通道中的生意对手方均可自行提交通道中的生意带来的状态换取。但Pla *** a选择了与侧链更为靠近的生意转达和组织形式,会有Layer2的运营者认真吸收生意、组织存储(在Pla *** a Cash方案中,需要用户自己存储一部门生意信息)和将状态换取提交上链。然而,侧链是基于信托的模式,用户侧链上的运营者(或者说矿工)不作恶。在去信托化上,Pla *** a沿袭了闪电网络使用诓骗证实的头脑,通过设置挑战期和激励博弈来防止作恶。然则,Pla *** a同样存在平安性、易用性、通用性上的问题,现今基本是一条已经被放弃作为自力Layer2的手艺蹊径。

Rollup方案仍然保留了Pla *** a借用二层的运营者来吸收、存储和提交状态换取的头脑,但思量到此前方案中将数据存储在链下的思绪衍生出了平安性和易用性问题,而直接将数据存储在链上无法实现效率提升,因此降生了将数据压缩上链的思绪生意数据上链后最直接解决的是用户易用性的问题,链上的数据是公然透明的,意味不再需要为了防诓骗而要求用户做出一些十分危险体验的行为,如保持一定的上线频率以及自行保留用于自证清白的数据(闪电网络和Pla *** a都有此要求)。同时,数据上链也间能接解决了一些可能衍生的平安问题,如闪电网络瞭望塔隐私泄露、Pla *** a上的批量退出等在Rollup的场景下是不需要被思量的。

图1-2 若何演收支Rollup

因此,演进至今,Rollup实在是借鉴吸收了过往众多方案头脑并融合了其特有的链上压缩存储思绪。在当前来看,Rollup无疑是Layer2方案中最受期待的。在其

即将落地之时,希望通过本文梳理Rollup当下的手艺、应用与数据。

在上一章中,我们先容了什么是Rollup以及Layer2的头脑若何演进传承直至降生了Rollup。在本章,我们将深入先容Rollup手艺的焦点要点。差异Rollup手艺蹊径、统一手艺蹊径下的差异团队在将Rollup详细落地时会各有差异,因此本小节主要针对Rollup共性的头脑举行先容。

2.1. Rollup若何运转?

如下图2-1所示,是Rollup运转原理的示意图。在Layer2上,用户的种种生意会被发送给二层的运营者。运营者会将一批生意举行压缩。压缩成为一笔生意后,挪用链上的处置合约举行处置。这笔挪用生意就会像其他的Layer1的生意一样进入生意内存池。在Layer1上,矿工会吸收一层网络中所有的生意并打包成区块宣布,这其中就会包罗由二层打包上来的生意。

图2-1 Rollup运转原理

虽然差异Rollup的详细实现会纷歧样,但均需要解决三个共性的问题:若何实现生意压缩、若何将二层的状态转换同步到一层以及若何保证二层运营者如实提交了二层的所有状态转换。我们将在下面三个小节划分讨论。

2.2. 若何实现生意压缩?

关于为什么要将数据上链,在上一章中已经有论述。上链后,二层生意数据在链上的数据可用性(或者说数据有用性、数据可获得性)能获得保障。但数据若是原样上链,是难以到达通过二层提升效率的目的的,以是会举行压缩。讲到压缩,人人通常的明白是对占用字节数的压缩,也就是体积上的压缩,实在否则。压缩主要是对生意消耗Gas数的压缩,由于以太坊上的区块限制是以Gas为限制而不是字节数,更小的字节数对应着更小的存储占用,但不等同于更小的Gas消耗。Rollup中的压缩,一方面确实压缩了生意占用的字节数,另一方面也会削减生意执行的盘算量以降低Gas消耗

生意字节数的压缩的方式主要包罗使用效率更高的编码方式、缩减生意占用字节数、削减需要上传的数据等。

图2-2 生意压缩

图2-2 是Vitalik归纳的生意在以太坊一层和在Rollup上占用的字节数。虽然各团队在最终实现时与Vitalik归纳的并不完全相同,但思绪是一致的,因此我们在本文中仍然引用Vitalik的归纳。

首先,在二层的生意中,Nonce可以在生意中被省略;Gas相关的Gasprice和Gas也不必泛起在每笔二层生意中;To和From地址不需要使用以太坊的地址,而是使用其在状态树中的索引(如图2-3所示,二层的账户可以由一棵Merkle树来组织);Value可以使用科学手艺法存储节约位数;对于署名,可以将一个批次中的生意署名举行聚合,降低每个生意的署名存储消耗。同时,这些生意数据会被存储在链上gas成本对照低的字段Calldata中。

值得说明的是,上传的一层的数据不仅仅是上述的生意内容,还会包罗批次生意发生前后的状态根(图2-3中的State Root),以及用于证实(或用于备查)状态转换正当性的数据。ZK Rollup系的手艺能比Optimistic Rollup系手艺取得更好的压缩效果,一个主要的缘故原由就是ZK需要上传的生意数据比Op少,Op为了利便验证者挑战需要上传一些中央状态信息,但ZK只需要针对批次的生意上传证实信息。

图2-3 状态树

除了压缩生意占用字节数以外,Rollup中生意的盘算量也会比直接在一层上执行要少,由于生意不必在一层上重新执行,只需要验证二层运营者提交的状态转换是否准确。对于ZK来说,主要来自于验证状态转换证实(零知识证实)是否正当;而对于Op来说,主要来自于诓骗生意的挑战消耗。

现在,经由压缩后,在理论上,ZK系手艺能带来的吞吐量提升在100倍上下,而Op在30倍左右。

2.3. 若何将二层的状态转换同步到一层?

上一小节在讲生意压缩时提到二层运营者除了提交生意信息外,还会提交批次生意发生前后的状态根。这个状态根与以太坊一层的状态树的状态根类似,是账户状态的归集。

如图2-3所示,Rollup的状态可以用Merkle树来组织,叶子节点为账户状态,中央节点存放层层向上举行哈希盘算的信息,根节点是最终的哈希值,是二层所有账户状态的摘要。

如图2-4所示,是批次生意发生前后的状态转移示意图。二层的生意会改变生意相关的账户的状态,引起叶子节点的信息更改,最终导致根哈希值的更改。二层的运营者会在内陆维护二层账户的状态树,纪录批次生意发生前后的根哈希值,在上传批次生意时将此二哈希值一并上传。

图2-4 Rollup的状态转移

2.4. 若何防止二层运营者诓骗?

既然,生意信息、状态转换信息都由二层运营者上传,若何阻止运营者上传虚伪信息呢?这个问题对于所有要和主链举行状态同步的Layer2来说都存在。

Rollup降生之前的闪电网络和Pla *** a接纳的均是诓骗证实的方式,而Op系手艺承袭二者头脑同样使用了该方式。即,在运营者提交信息时不做关于状态转换正当性的校验,然则会为该批次的生意的提交预留挑战期。若是在挑战期内,无人对其正当性做出挑战则生意被确认;若有,则挑战者需提供诓骗证实,证实运营者作恶。

诓骗证实是相对容易的实现方式(相比后面要提到的有用性证实),但带来的价值是用户体验和资金效率的牺牲。在没有保证链上数据有用性的闪电网络和Pla *** a的方案中,需要用户保证一定的在线频率(也叫做用户活性)来防止诓骗,同时,用户资金无法实时取出需要守候挑战期竣事。在Optimistic Rollup下,虽然也是使用诓骗证实,但对用户体验和资金效率危险的情形有所改善。由于数据上链,挑战者可以由除用户外的第三方提交,降低了对用户活性的假设大幅改善体验。另外,Op方案下,虽然仍然存在挑战期,然则对于非诓骗的生意,生意的最终性是可以预期的,Op的使用者可以自行搭建验证节点快速验证生意正当性而不必等到挑战期竣事,虽然生意仍然要等到挑战期竣事后才气被主链确认,但其最终性可以被快速确认,行使这一点流动性提供商可以提前为用户释放资金流动性。不外,这种解决方案并不是内嵌在Op之中,需要依赖应用解决方案。

相比于诓骗证实,更有手艺挑战性的防诓骗方式是要求二层运营者提供有用性证实,即,二层运营者直接证实其提交的状态转换是有用的(准确的),自证清白。这也是ZK Rollup系方案使用的方式。在该种方式下,提交即准确,用户不必忧郁诓骗,提取资金也不会有冻结期。方案近乎完善,美中不足是太难,以致于在很长一段时间内,ZK系解决方案只能针对一些特定的操作天生证实,无法通用。但随着密码学手艺理论和实践的突破(PLONK、多项式答应等),通用的ZK解决方案已经近在眼前了。

三、 主要手艺团队剖析

上一章我们先容了Rollup手艺的焦点要点,这一章,我们将对数个代表性的Rollup团队及他们的解决方案举行梳理。同时,对于每一个方案,我们也将从Rollup所关注的平安性、退出时间、用户活性假设、通用性、盘算量、庞大度、吞吐量提升等方面举行剖析,以进一步明白Rollup手艺。

3.1 MatterLabs

Matter Labs的二层解决方案zkSync是ZK Rollup手艺蹊径的头部项目。当前的主网版本承载的资金量跨越9百万美元,二层的单笔生意手续费可以低至$0.001(但现在在$0.1级别)。不外虽然其理论吞吐量可达数千,由于需求不足,现实运行的TPS小于0.1。同时,提现时间现在仍在小时级别。

这些数据一定水平上反映了ZK系解决方案在当前显示并不优越,但这种不优越更多是由于当前整个二层的生长阶段和ZK系手艺尚有瓶颈待突破造成的。Matter Labs在ZK Rollup手艺蹊径上处于绝对领先的职位,其兼容EVM的虚拟机也将是ZK系手艺迈向下一个阶段的里程碑。

3.1.1. 项目希望

Matter Labs基于密码学证实开发出zkSync解决方案,该方案于2020年7月上线主网,2021年5月份将上线zkSync1.x版本,而且将在2021年5月份上线2.0版本的公然测试网,8月份上线主网。

1.0版本支持资产转账,不支持通用智能合约;1.x版本支持NFT原子交流和铸造等功效;2.0版本将使用ZK Rollup和zkPorter夹杂账户架构,该架构支持两种账户的完全互操作,支持图灵完整的ZincVM,可移植现有的Solidity源代码,原生支持所有以太坊钱包,而且其开发中的zkPorter,通过放弃链上数据可用性,带来TPS的大幅提升,远超ZK Rollup 2000的理论值,可到达20,000笔以上。

3.1.2. 手艺方案

当前zkSync的主网版本是以ZK Rollup手艺为焦点的,其解决方案思绪和前两章先容的ZK Rollup的思绪基本一致我们不再赘述。但Matter Labs官方在四月中旬发文再次着重先容的zkPorter的解决方案值得关注。

纯Rollup的手艺解决方案最主要的特点是保证了链上的数据可用性,而链上数据可用性能免去对用户活性的要求,大幅提升用户体验和可用性,但随之带来的是有限的扩展性。由于链上每个区块有gas上限,以是理论上,所有保证链上数据可用性的手艺方案都市有扩展性的上限,只能带来线性的提升

为了同时免去对用户活性的假设并大幅提升扩展性,zkPorter将数据存放在链下以绕开gas limit导致的十分有限的吞吐量的上限,同时,对于所有生意,其状态转换的证实依旧会提交到链上,由链下的守护者举行验证。zkPorter中另有一个主要的点是引进了分片,ZK Rollup所在的分片是基础分片,其余所有的分片可以由用户自行决议数据可用性方案,这些分片的可用性可以由zkSync的守护者来维护,也可以由该分片上的协议自行维护。在该种架构下,TPS可以提升至2w,手续费也可再降低十倍(如图3-1)。

图3-1 zkPorter数据显示

3.1.3. 特点

平安性高,没有资金体量上限。Rollup部门具备与Layer1一致的平安性,同时二层的承载资金量的增添不会降低二层的平安性。Layer1上的数据有用性和零知识证实是zkSync解决方案的要害。智能合约可基于Layer1上的状态、数据和证实自动化验证生意的有用性,没有其他平安性假设。

退出时间相对较短。当前zkSync现实退出时间最长需要数小时,但理论退出时间是在15分钟左右的。主要缘故原由是当前二层的生意数目不多,延伸推出时间可以降低每笔生意需要平摊的手续费。即便云云,相比使用诓骗证实类型的手艺方案(如Op Rollup、Pla *** a、闪电网络等)数周的推出时间,仍然是相对较短的。

无用户活性假设。由于该手艺方案保证了Layer1上的数据可用性,而且所有生意都有有用性证实,因此不需要用户保证一定的上线频率来防诓骗。

通用性差,暂不支持通用的智能合约。当前版本的zkSync仅支持充提和转账,能力过于有限导致当前zkSync没有太多应用场景,整体的锁仓量在zk系的方案中显示并不亮眼。这是整个ZK Rollup手艺蹊径当前面临的共性问题,即仅支持专用型的操作。然则,zkSync团队当前正在研究EVM兼容以及实现通用的智能合约,而且团队预计在今年即可上线支持通用智能合约和EVM的2.0版本。

盘算量大。对每笔生意,除了要盘算每笔生意自己带来的状态转换之外,还需要天生响应的状态转换证实,天生证实的历程需要消耗大量的盘算资源。相较而言,其他如闪电网络、Pla *** a、Op Rollup省去了这部门的盘算资源消耗。同样的生意,zksync的二层运营商成本会高于op系列解决方案的成本,但在当前二层行使率并不高的情形下该资源消耗并未成为zksync生长的主要挑战。若是基于ZK Rollup的二层应用场景增进,专用的证实器或者定制化的硬件也可以缓解该问题对资源消耗和用户体验带来的影响。另外,zkPorter的方案也为低盘算量和更高的tps提供领会决方案。

庞大度高。由于零知识证实手艺的庞大性,通俗的应用开发团队险些不能应用ZK Rollup的方案去迁徙和开发应用。兼容EVM的ZK Rollup方案会大大改善这一问题,然则其代码的庞大度也会大幅上升,代码的审计会比OVM的难度高许多,对该ZincVM的平安性和鲁棒性的验证可能需要经数年的磨练。

Rollup部门吞吐量提升有限,但zkPorter部门吞吐量有望巨幅提升。由于一层区块gas limit的上限限制,Rollup手艺的吞吐量提升无法与其他不保证链上数据有用性的Layer2方案相比。但Matter Labs团队也意识到了这个问题,提出了新的zkPorter的方案以巨幅提升TPS。

3.1.4. 应用

现在,zkSync作为ZK Rollup手艺的头部解决方案受到许多生态应用方的关注,如Curve已经在以太坊测试网上集成zkSync,imToken与zkSync杀青深度互助并将在钱包中支持zkSync,SushiSwap和Argent已选择将zkSync作为最终落地的扩容方案。但由于当前zkSync支持的操作有限,现实完成集成和应用的还很少,主要集中在支付领域。如Gitcoin、Storj、Golem等均集成zkSync作为支付方式之一。这些应用场景相比繁荣的一层的生态在适用性和资金回报上都相去甚远,也这就导致了zkSync现实的吞吐量仅在0.05 tx/s左右。

3.2 Optimi ***

犹如Matter Labs是ZK Rollup手艺的头部团队,Optimi *** 是Optimistic Rollup手艺蹊径的头部团队。该团队脱胎于原本研究Pla *** a手艺的Pla *** a Group团队,后放弃Pla *** a转向Optimistic Rollup。

其提出的OVM为降低一层到二层的代码迁徙成本提供了主要的思绪,便捷的代码迁徙是生态快速融合的基础。虽然其主网还未上线,然则Synthetix已经在其基础上运行,现在承载资金量跨越1亿美金,单笔生意的用度可以低至$0.07左右。吞吐量方面,Optimistic Rollup手艺方案的理论值在500左右。

数据显示尚不强劲的主要缘故原由是Optimi *** 现在还处于有限接见的阶段,只针对部门已授权的应用开放少许功效测试,但其对于通用智能合约较好的兼容性仍然受众多项目方的青睐。从短期看,它的应用场景会加倍广漠。

3.2.1 项目希望

Optimi *** 基于Optimistic Rollup的手艺提出了OVM而且构建了Optimistic Ethereum。其在2021年1月开启Optimistic Ethereum主网的软启动(试运行)。随后在3月份,Synthetix最先了向OE的迁徙,现在已经能在Synthetix上举行Layer2上的staking,但其更焦点的合成资产和生意的营业尚未部署到主网上。预计在2021年7月,OE会上线公共主网。

3.2.2 手艺方案

Optimi *** 的Optimistic Ethereum是对Optimistic Rollup的代表性实现,其手艺焦颔首脑在前两章有过深入讨论这里不再重复,但需要针对其OVM做稀奇说明。

Optimi *** 支持在二层扩容网络上使用OVM,一方面兼容以太坊虚拟机最洪水平保障通用性,另一方面做了一些顺应性调整保障OVM可以实现Optimistic Rollup的机制。这些调整主要包罗三个方面,第一方面是调整虚拟机中的一些操作码,来保证程序在一层和二层执行的时能获得相同的效果,例如对TIMESTAMP、ADDRESS等操作码的调整;第二方面是调整了编译器,保证Solidity编写的程序能被准确编译成OVM支持的操作码;第三方面是修改Geth客户端,让其兼容OVM对生意的处置方式。

3.2.3 特点

平安性弱于一层。诓骗证实蹊径的方案,依赖于一层的抗审查性。若是二层生意的资金量很大,可能会诱使一层的矿工提议51%攻击,审查挑战生意,导致二层作恶的排序者提交的虚伪生意无法被乐成挑战。

退出期长,资金效率低。Op Rollup基于经济激励的博弈模子使得生意在挑战期竣事以前不具有确定性,而且无法运行全节点的终端用户无法提前验证生意简直定性。因此Op Rollup相较ZK Rollup的验证时间长,PoW共识机制下的挑战窗口期约为2周,PoS共识机制下的挑战窗口期为1周。

无用户活性假设,但需要验证者。Optimi *** 团队的解决方案保一层上数据的可用性,虽然仍然需要监控一二层状态防止诓骗,但不需要用户自行监测,可由第三方的验证者取代。

天真性高,支持通用智能合约。Optimistic Ethereum是第一个无需大规模重写智能合约即具有完整跨层移植功效的Rollup解决方案,即以太坊上的应用的合约代码迁徙成本异常低。因此,在短期成为了众多应用团队关注和选择的解决方案。

盘算开销较低、一层gas消耗较低。该解决方案中的的状态转换的有用性不需要在一层自动验证,相比于ZK系的解决方案能节约大量的验证的gas消耗。而且省去了在二层天生证实的盘算开销。

吞吐量提升十分有限。纯Rollup系的手艺,对吞吐量的提升由于受限于一层区块的gas limit,自己就十分有限,加之Op需要提供更多的中央状态数据便于挑战,以是只能带来几十倍的吞吐量提升,是各种二层手艺中提升最为有限的方案。

3.2.4 应用

虽然基于Optimistic Rollup的Optimistic Ethereum在平安性和资金效率上都不如ZK系的手艺,但由于其兼容EVM的解决方案有望成为Rollup系手艺中最先落地的,许多团队接纳其作为下一个阶段的扩容解决方案。当前,Synthetix已在Optimistic Ethereum上实现质押服务,Uniswap也一直在与其互助推进二层的落地,在近期也宣布了将在其上推出alpha版本。。Volmex在Optimi *** 内陆测试网上开发应用并举行OVM部署,IDEX上线低延迟、高TPS的2.0版本, MakerDAO为Optimi *** 提供二层DAI快速提款方案以缩短提款时间至几分钟,Compound预计选择Optimistic Rollup,Saddle未来将智能合约迁徙至Optimi *** 上。

3.3 Offchain Labs

Arbitrum方案是由Offchain Labs提出并确立的,最早是一个纯粹的研究型学术项目,后经由不停优化和改善,逐渐转入实践。

该方案也是基于Optimistic Rollup的解决方案,通过经济激励的博弈模子维护平安性并通过诓骗证实来维护生意有用性,主要区别在于挑战机制和实现形式。现在,Arbitrum主网还未上线,但已经在以太坊的主要测试网中运行了一段时间,性能显示优越。测试案例的数据显示,其最优吞吐量在几百左右,挑战期只有数十分钟。只不外,挑战时间设置的较短可能会带来一些平安问题,另有待手艺团队来进一步解决和完善。

3.3.1. 项目希望

住手现在,Arbitrum测试网已经平稳运行了约六个月。2021年3月,Offchain Labs团队更新了第四个测试网版本,并将其选定为主网的候选版本。5月28日,其主网测试版Arbitrum One已经向开发者开放。若是不出意外,其公共主网将于2021年内上线。凭证Arbitrum的蹊径图,团队下一步的事情是主网的正式上线。为此,团队正在和多个项目方起劲互助,配合举行网络的集成、审计和压力测试。

根据现在的希望来看,Arbitrum有可能反超Optimistic Ethereum成为以太坊上第一个落地的通用型Rollup,这对于整个以太坊生态和Rollup来说都是重大的突破

3.3.2. 手艺方案

Arbitrum手艺方案的设计与Optimi *** 类似,与可兼容以太坊智能合约,并可通过诓骗证实和经济博弈的方式维护生意有用性,二者的主要区别在于挑战机制。Optimi *** 只需要排序者和验证者执行一次诓骗证实交互即可判断出效果,而Arbitrum以为一次交互可能导致诓骗证实需要包罗大量的生意从而超出gas限制,而且提出诓骗证实是由于单条指令执行异常导致,无需执行所有的指令。因此,Arbitrum将诓骗证实分为多轮步骤,只需要证实排序者在执行某条指令时泛起异常,即可证实排序者作恶,节约成本。

3.3.3. 特点

Arbitrum的方案与Optimi *** Rollup的主要特点是一致的,我们不再赘述,主要可以关注诓骗证实机制的转变带来的改变。

多轮诓骗证实交互。Arbitrum接纳多轮诓骗证实验证生意的有用性,降低单次挑战需要消耗的gas,不必忧郁gas用度超出限制。

对EVM的兼容性更强。虽然Optimi *** 团队的OVM对EVM兼容,但实在不是100%兼容,已有的项目从一层迁徙过来仍然需要修改代码,Arbitrun团队的方案则是险些100%兼容。

多步生意可能存在平安性问题。Arbitrum生意的有用性验证需要多轮交互,内置虚拟机需要支持异步机制,该机制加倍庞大,代码量更大,可能存在平安问题。应用

由于Arbitrum落地预期强烈,当前已经有众多应用都宣布支持Arbitrum的生态。包罗Uniswap、Sushiswap、MCDEX、Bancor、ImToken等。其中,Uniswap社区已经投票通过将V3部署在Arbitrum上; *** 化永续合约生意所MCDEX推出的无需允许即可确立合约V3版本已登录Arbitrum测试网中,与开发团队协同推进方案的测试和应用;同时,MCDEX V3也设计在Arbitrum主网上线后马上完成部署,并对用户开放;另外, OKEX也宣布将支持Arbitrum网络的充值和提现。用户无需再与以太坊一层交互,降低生意手续费。

3.4 Starkware

StarkWare是一个来自以色列的零知识证实研发机构,专注于研究以太坊二层扩容手艺。该团队在二层的手艺积淀也异常深挚,二层手艺蹊径、二层网络网络、零知识证实协议、编程语言、二层应用均有涉猎。险些笼罩了二层所有的手艺焦点点。

其提出的Layer2底层的手艺为Validium,后又进一步推出了Volition。StarkWare团队推出了一个 *** 化的二层扩容网络StarkNet,支持以太坊上的通用盘算,具备一定的免允许性和抗审查性。凭证StarkWare在今年1月尾宣布的StarkNet蹊径图来看,该方案分为四个阶段,以逐步实现 *** 化和生态集成。现在,团队已完成阶段0的构建,主要完善了三个主要组件,即证实协议zk-STARK、编程语言Cairo和生意所扩容方案StarkEx。

3.4.1. 项目希望

StarkWare对现在盛行的SNARK算法做了改善,自主研发出新一代零知识证实协议STARK。该协议于2020年6月上线主网,能够大幅提高运行效率,并可以提供抗量子盘算的零知识署名,是整个StarkNet *** 化证实层的基石。

另外,StarkWare还缔造了独占的编程框架Cairo,以天生通用盘算的STARK证实。Cairo于2020年10月在主网上线,面向所有开发者。该框架不仅是图灵完整的,还能阻止零知识证实中庞大的电路设计,将证实的天生与验证脱离举行。StarkWare团队不停改善Cairo,为其引入了众多新的功效、语法和内部插件,最近正在探索投票场景下的应用。

StarkWare也在阶段0中推出了第一个基于STARK的ZK Rollup应用StarkEx。StarkEx既是StarkNet第一批详细应用,也是专注于生意所场景的二层扩容引擎。StarkEx最早于2020年6月上线以太坊主网,随后在2020年12月上线了2.0版本。2.0版本是完全确立在Cairo框架上,支持一二层交互以及ERC721、链下铸币、智能合约密钥恢复等功效。现在,StarkEx仍处于迭代更新的状态,团队设计于2021年5月推出StarkEx 3.0,该版本将包罗 L1限价单和批量长效的闪电贷功效。

根据团队设计,后续三个阶段划分对应单运营者单应用Rollup、单运营者多应用Rollup以及 *** 化运营多应用Rollup,最终将在2022年底前逐步完成部署(图3-2)。

图3-2 StarkNet蹊径图

3.4.2. 手艺方案

Starkware最早提出的二层解决方案是Validium,这个方案将数据保留在链下,但同时连系了ZK的头脑对状态转换做有用性证实。详细来说,数据在链下的有用性由链下的评判人保证,同时评判人会将链下生意的状态转换天生SNARK证实上传到链上。SNARK证实阻止了评判人上传错误的状态转换到链上。但由于数据存储在链下,评判人可以同谋不提交数据,将用户的资产冻结。因此,实在Validium方案并不是Rollup系的手艺,然则在Validium方案中用户资产也被冻结的问题被讨论之后,Starkware推出了一个新的方案,Volition。Volition实在是ZK Rollup方案和Validium方案的连系(图3-3),用户可以凭证自己的需求选择将数据可用性的保证放在链上照样链下。因此,我们照样将Starkware团队的事情放进了本篇Rollup的文章中。

图3-3 Volition和其他Layer2手艺

在前面的章节中我们先容过Matter Labs的zkPorter的方案,这个方案的头脑就是源自于Validium,然则在zkPorter中,链下的守护者无法冻结用户的资产,且在zkPorter中有一个分片是ZK Rollup的分片,数据可用性由链上保证,用户可以选择将自己的资产放在ZK Rollup的分片中或者可用性在链下的其他zkPorter的分片中。以是实在zkPorter的方案和Volition的方案是更为相似的

3.4.3. 特点

平安性弱于一层,评判人有权冻结资金。Validium将数据保留在链下,二层的评判人只会向链上提供状态转换的证实,不会提交细节的生意信息,导致若是二层的评判人不将最新的状态宣布给用户,用户无法自行组织证实来证实账户状态。因此存在二层评判人冻结用户资金诓骗的可能。

退出时间相对较短。由于Validium方案下评判人为状态转换提供了有用性证实,不需要挑战期,因此退出时间相对较短。

无用户活性假设。虽然该方案没有保证链上数据的有用性,存在诓骗的可能,然则SNARK证实能阻止评判人提交虚伪生意,因此不需要用户保持在线频率来防诓骗。另外,即便发生前述的评判人冻结资金的情形,也不能通过用户保持在线解决。

通用性强于zkSync,但不兼容EVMStarkware团队开发了Cairo语言,应用团队使用该语言开发应用可以省去自行编写天生证实的事情。然则由于不兼容EVM,现有以太坊的生态应用迁徙过来需要分外的开发事情,这也是Starkware团队的方案没有获得普遍接纳的主要缘故原由之一。

吞吐量大幅提升。由于数据放在了链下,Validium的吞吐量提升比ZK Rollup还要再高一个数目级。

3.4.4. 应用

当前已有多个应用宣布集成StarkWare的二层扩容方案。 *** 化自治组织BadgerDAO于2月份在StarkNet上启动;Celer也设计行使Cairo编程语言,为自身扩容方案Layer2.finance开发基于零知识证实的版本;现货生意所dYdX、衍生品生意所DeversiFi和NFT生意市场Immutable 均上线支持了StarkEx方案,住手现在共发生跨越10亿美元的生意量。其中,DeversiFi最早接纳StarkEx扩容引擎,提供代币兑换功效,用户从Layer 1进入该网络无需支付任何Gas费;dYdX的二层网络版本于4月正式上线以太坊主网,提供十种代币的永续合约生意;而Immutable生意市场则与StarkEx在NFT领域开展互助,宣布了二层解决方案ImmutableX的Alpha版本,支持区块链卡牌游戏玩家举行生意。

四、 应用方案解读

在前面的章节中,绝大部门的内容都围绕Rollup手艺的头脑和其主要手艺团队的落地情形举行了剖析,但除此之外,应用也是Rollup生态中不能忽视的一环。除了一些自己已经在以太坊一层上耐久运行的项目会落地到Rollup上,另有一些针对Rollup的特点或者说是瑕玷(如,带来流动性割裂、有挑战期等)而稀奇设计的应用。本节也将针对其中3个代表性的应用方案举行解读,带读者一窥Rollup特色的应用是若何设计的。

4.1. CelerLayer2.finance

Celer Network于2021年2月宣布最新的解决方案Layer2.finance,以降低DeFi的使用门槛,通过聚合需求来分摊单个用户肩负的生意手续费。2021年4月尾,Layer2.finance v0.1主网正式上线,现在支持AAVE,Compound和Curve三种DeFi协议。凭证团队披露的数据来看,该方案上线一周后锁仓总量已跨越140万美元,为900多笔生意节约了近3.4万美元的Gas手续费,性能显示优越。

4.1.1. 解决的问题

当前在谈Layer2时,人人更多想到的是把Layer1上的应用搬到Layer2上去,以实现把盘算和存储部门转移到Layer2降低主链的负荷。但这种方案在落地时,往往涉及到代码、资金、生态的迁徙,在当前的Layer2的生长阶段下,这些迁徙都并非易事。Celer的layer2.finance反其道而行之,不转移链上原本的应用,将生意的指令在Layer2上聚合,然后在Layer1上统一执行,绕过前述问题,实现生意成本的降低。

4.1.2. 方案

Celer提出基于原地扩容的全新Layer2解决方案Layer2.finance。该方案包罗以下几个部门:

首先,用户要将以太坊链上的资金存入到Layer2.finance的一层Rollup基金池合约中,这些资金会划分为闲置、已答应和已分配三种差其余状态。其中,已答应资金代表了生意从提交到现实执行的中央状态;已分配资金代表了生意执行完成后,用户收到的流动性凭证stToken,未来可用于赎回流动性,并将收益转换为闲置资金。

然后,用户就可以在layer.finance的二层网络中举行资金分配,即将资金投入差异DeFi协议以获取收益或从协议中撤出。

随后,Layer2.finance的出块节点会在Rollup链上网络生意并凭证目的DeFi协议地址举行聚合分类。当汇总了足够多的生意或牢靠时段竣事后,出块节点会把这些生意打包成块,向主链提供每个用户的状态根以及资金分配的详细方案。

最后,Layer2.finance的链上合约凭证吸收到的指令执行响应的资金分配操作。同时,出块节点也会凭证一层生意效果更新二层用户的资金状态,确认资金分配无误后,返回用户响应的流动性凭证。

图5-1 Layer2.finance运行流程

由于Layer2.finance现在使用的是Optimistic Rollup框架,以是Rollup区块在与一层交互时会存在挑战期。在该挑战期内,若是Layer2.finance协议举行了错误的资金分配,任何人都可以提交诓骗证实往返滚生意。未来,Layer2.finance将接纳ZK Rollup蹊径来适配高并发聚合生意场景,不再需要设置挑战期来保证状态转换的有用性。

4.1.3. 优势

低成本。若是把DeFi比作地铁站,那Layer 2.finance就是穿梭在各个DeFi协议中的地铁。用户一改以往高消费的“专车”,只需购置廉价的“地铁票”,通过“多人拼单”的形式,来降低个体与DeFi的交互成本。

无需迁徙DeFi协议。对于用户来说,自身持有的资金仍可以像之前一样在链上的多个DeFi协议中使用,降低Layer2带来的流动性割裂的问题;对于各个DeFi协议来说,不仅可以省去开发专用二层网络版本的事情,还可以通过毗邻Layer2.finance实现自身二层用户的积累。

可叠加的可扩展性。从短期看,单条Layer 2.finance受限于链上容量,可能会随着生意规模的增大而无法维护;但耐久来看,一旦ETH2.0落地,系统可以增添多条Layer 2.finance Rollup链到对应的流动性系统中,打破扩展性的上限。

4.1.4. 局限

Layer2.finance现在同样存在一定的局限性。首先是打包聚合生意导致的延迟问题,用户在表达资金分配的意图到现实的资金分配中存在牢靠延迟,需要在成本和时效性上做出决议;其次,该方案存在高级操作的局限性,用户无法执行多个DeFi协议的高级定制化组合;最后,用户在该方案上的可选择性是有限的。现在Layer2.finance只上线了三个DeFi协议,虽然未来会逐步整合更多的战略协议,相对稳固且收益率较守旧的项目可能是会被优先思量的。

4.2. StarkwareCaspian

StarkWare于2021年4月宣布L2 AMM流动性聚合方案Caspian,可以有用应对Layer 1流动性被分流到二层导致的流动性碎片化问题。凭证团队预估,该方案在6月即将上线的StarkEx3.0升级中有望得以实现,但现在看来有所推迟。

图5-2 Caspian方案总览

4.2.1. 解决的问题

随着链下扩容逐渐成为以太坊网络2021年生长建设的主旋律,Layer2上会降生新的AMM项目,已有的一层的AMM项目也会迁徙部门流动性到二层,导致一层流动性被分流,加重资金碎片化问题。对于AMM应用来说,它们的资金群集效应十分显著,往往需要较大的资金体量才气提供好的生意体验。以是,妥善解决流动性碎片化问题并提高资金效率,是十分有需要的。

4.2.2. 方案

StarkWare提出由二层驱动的AMM设计方案Caspian,把生意放在二层举行,再从一层的AMM池中向各个生意地址调配资金。Caspian分为链下和链上两部门,链下包罗运营商、生意者和流动性提供者,其中,运营商是一个可以处置二层网络生意的做市商,它可以按批次处置多笔生意,当一个批次生意竣事时,会天生STARK有用性证实,而且凭证状态换取来结算批次里的生意;生意者指的是各个二层应用上的用户;而流动性提供者则是以太坊链上的各个流动性提供者。链上是一个由Layer 2驱动的AMM智能合约以及StarkEx合约,前者是一个尺度的AMM合约,但稍有差其余是,它的唯一对手方是链下的运营者且提款要守候前一批次的生意处置完成才气举行;后者即为支持运营者服务的StarkEx系统。该方案的详细历程如下:

首先,运营商聚合起一批二层用户发来的生意,并自行笼络接受到的报价订单;然后,运营商可以在链上的AMM合约中天生一个限价单,并将该批次里发生的生意净差额与该订单笼络,完成用户剩余的资金分配;最后,运营商将该批次的生意发送给StarkEx系统,天生批量STARK证实,在经由verifier验证后完成该批次生意的结算以及状态的更新。在整个历程中,AMM合约池中的代币流动性是通过一层流动性提供者提供的,其本质照样保持代币的流动性在L1,凭证L2生意指令来举行资金调配。

图5-3 Caspian运行流程

另外,在Caspian的设计中,还新增了闪电贷的功效。通过将贷款限期延伸至整个生意批次的流程,运营者可以提前在链下铸币发送给生意者,但条件是必须在该批生意竣事时销毁它们。这样一来,可以大大提高运营商作为中央方笼络订单的效率。

4.2.3. 优势

现在众多应用只能靠多个做市商实现在差异网络中部署资金,执行做市战略。Caspian方案可以实现在二层举行指令调配以及生意的聚合,在一层的流动性池中将资金发送到用户地址,完成跨L1和L2的AMM,缓解二层分流一层资金带来的流动性碎片化问题

4.2.4. 局限

从该方案的设计机制上看,Caspian是存在中央化风险的。由于运营商既是AMM智能合约的对手方,也是与一层交互的唯一工具,可以决议部门生意需求的去留,一旦泛起作罪行为,很可能导致用户资金的损失;另外,该方案还处于看法性阶段,另有一些组件待弥补,例如L1限价单和批量闪电贷,这些功效的详细实现要等到6月StarkEx3.0网络升级后才有可能;最后,Caspian的设计思绪与Celer的Layer2.finance类似,后者已于4月上线,占有一定的先发优势。

4.3. MakerDAODai Bridge

3月初,MakerDao智能合约团队在其官方论坛上宣布了一种新的解决方案Optimi ***  Dai Bridge来支持快速提款,用于解决Optimistic Rollup需要一周提款时间的问题。据团队示意,该功效将在今年第三或第四序度正式上线。

4.3.1. 解决的问题

由于Optimi *** 在设计中借鉴了Pla *** a的诓骗证实机制,从一层到二层网络的代币转移可以很快完成,但反向移动则需要用户守候一周左右的争议期,用于验证状态是否准确更新。Maker团队以为,资金提取时间过长会成为制约Optimistic Rollup生长和影响用户体验的主要因素。

图5-4 Optimi *** 存款和取款时间对比

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4.3.2. 方案

Optimi *** Dai Bridge引入预言机快速验证排序者提交的生意,验证无误后,提前将用户在二层要提取的DAI借由中央代币fdai的桥接铸造出等量的一层上的DAI,阻止了漫长的守候带来的资金行使率和可组合性下降的问题

该方案的详细历程如下:首先,二层上所有有关oDai(二层上的DAI在该方案中被称作oDAI)的生意请求会被链上的CTC(Canonical Transaction Chain,是Optimi *** 团队的解决方案中的一个组成部门)合约纪录下来;然后,生意提款请求会经由Maker的预言机验证,确认生意的有用性和金额;通过验证的提款生意会映射到一层上铸造出响应数目的fDai,这些fDai可以看作是用户对原先锁定在一层上DAI的取款凭证;最后,用户将手中的fDai质押可以在一层铸造出新的DAI给用户提走。等到该生意的挑战期竣事,抵押的fDai和锁在一层合约中的DAI会被整理,用户只需要支付一定的利息即可。这样一来,用户无需守候DAI的一周锁定期,近乎马上就能实现提款。

不仅云云,Maker团队还提出可以将这项服务扩展到任何二层代币的快速兑换。除了稳固币DAI之外,用户可以首先在二层上将资产兑换成oDAI,再行使Optimi ***  Dai Bridge交流oDAI为DAI,最后根据比率兑换回原先的资产。这个历程需要集成L2上的AMM以及与L1上AMM的协作,若是乐成实现,可以很洪水平提高二层资产到一层的快速流动。

整个方案的焦点是信托了预言机对生意状态的提前验证,因此信托了提款生意的最终性,提前将资金释放给用户

图5-5 Optimi ***  Dai Bridge运行流程

4.3.3. 优势

提款时间快。解决了Optimi *** 的用户痛点,将提款时间由一周缩短至几分钟。

无需对手方。Maker自己具有Dai的刊行能力,这里只是行使fDai作为毗邻桥梁,实现Dai的刊行。而且,该方案与现有抵押借贷的协议逻辑衔接,提供资产保障,用户只需要和Maker协议自己交互,无需对手方介入生意历程。

天真性强、流动性高。系统设立了Maker协议的fDAI库,用户不仅可以根据上述方案获取fDAI,也能从其它用户手中生意fDAI从而铸造出DAI,完成提款。

保证二层用户利益。即便预言机失灵,造成了DAI的超发,但并不会影响二层用户的利益。缘故原由是,增添的DAI相当于Maker协议的欠债,这时会触发Maker里的债务拍卖机制,系统增添流通中的MKR量,用于清偿债务,将损失转移给了MRK持有者。锁定在一层合约中的DAI和二层中的oDAI价值仍然是相等的。

4.3.4. 局限

在该方案中,假定了预言机是正常运行、可以信托的,但原方案中未论述这种预言机更仔细的事情原理,不清扫泛起预言机与二层排序者串谋的机攻击或者预言机宕机等情形。

五、 数据显示

上文详细先容了现在主流的Rollup代表项目及应用偏向,只管现在其中多数仍处于刚上线或上线前期,但已有一些数据值得关注。本章将从资金承载、开发进度和现实性能上对主流项目举行对比剖析。

停止6月25日,超11.8亿美元的价值由以太坊Layer2(本小节统计的Layer2数据不包罗侧链)项目承载,约占以太坊DeFi近459亿美元总锁仓量的2.57%。其中,Rollup占有Layer2方案32.77%的资金量。各个方案中头部项目的承载资金量数据显示,其中ZK Rollup占比29.23%,其次划分是Optimistic Rollup(3.54%)和Validium(1.73%)。

由于Rollup系落地速率不快,项目迁入也存在一定开举事度,因此整体资金承载量自先锋项目如ZKSwap和Loopring上线后尚未泛起第二个发作点。同时,随着近2个月Polygon生态的崛起,打乱了整个Layer 2赛道的名目,让Rollup分支资金承载占比自4月末超50%下降,近2个月占比下降超17个百分点。

图5-1 停止6月25日Layer 2 各分支资金承载情形

ZK系依附着ZK Swap和Loopring对以太坊二层生意所的早期快速结构,现在仍承载着Rollup偏向下近85%的资金;OP系基于头部项目Synthetix的早期结构承载着分支近10%资金;Validium以StarkWare为代表,上线较晚且应用场景限制在几个 *** 化生意所上,仅承载了近5%的分支资金。泉源:The Block,火币研究院整理

图5-2 Layer2 各分支项目进度

手艺蹊径

项目/

团队

开发进度

应用情形

TVL

(百万美元)

现实性能

ZK Rollup

Loopring

上线3.6版本,代码已审计,生意所已公测

路印DEX/钱包

139.79

tps(现在):0.6
退出时间:2h

zksync

1.x版本已上线;不完全兼容EVM的2.0版本上线测试网,主网8月正式上线

Curve、imToken、Sushi、Argnet将接入;Gitcoin、Storj、Golem等集成

7.74

tps(现在):0.05
退出时间:5h


Hermez

主网已上线

Hermez钱包

30.72

tps(现在):0.00092
退出时间:20min


zkSwap

主网已上线,生意所已运行

DEX

122.85

tps(现在):0.0843
退出时间:20-40min


OP Rollup

Optimi ***

软启动中,主网延期至7月上线,近期集成Etherscan支持查询

Synthetix质押服务;
*Uniswap v3、MakerDAO、Compound等已结构

41.74(Synthetix)

tps(现在):14-34(测试)
退出时间:7D

FuelLabs

上线1.0版本

*UI开发中,钱包集成中

-

tps(现在):-
退出时间:10min(HTLC) 或 7-14D


Arbitrum

OffchainLabs

已向开发者开放主网测试版

MCDEX、Bancor、Uniswap v3、集成中

0.07

tps(现在):0.1141(测试)
退出时间: 7-14D

Validium

StarkWare

已完成阶段0的构建,StarkEx 2.0上线;连系了ZK手艺的StarkNet已上线测试网

DeversiFi和Immutable X;*dYdX (StarkWare+ZK)

20.48(DeversiF+ImmutableXi)

tps(现在):-
退出时间: 10min

5.1 开发进度

开发进度上看,ZK系最受瞩目的项目zkSync现在已上线1.x版本主网,现在已接入了Curve、Sushiswap等头部应用;而其2.0版本也于月初上线测试网,预计8月正式宣布。值得一提的是,公测中的2.0版本已开放zkPorter,支持链下数据可用性;同时正在加速开发zkEVM以为项目方提供更好的智能合约兼容性。另一方面, ZKSwap和Loopring则划分于去年12月和今年2月末基于ZK Rollup手艺上线其 *** 化生意所,但后续在手艺开发上并未连续追求突破,而是转向生态的探索。而Aztec和Hermez两个专注转账的应用也纷纷上线主网,但目宿世态应用落地较少。

Optimistic Rollup手艺研刊行列中最主流的团队是Optimi *** 和Fuel labs。Optimi *** 团队现在仍处于启动状态中,主网延期至7月上线,但Synthetix已于4月兼容其手艺,率先上线了SNX质押功效。Fuel labs在2021年1月宣布了其1.0版本的上线,但现在应用侧仍处于钱包集成、UI开发等阶段。 

Validium方案是由以色列研发机构StarkWare主导开发,现在已完成阶段0的部署并上线其生意所扩容方案StarkEx 2.0版本。应用方面,现在dYdX、DeversiFi和Immutable X正基于其手艺举行开发,但整体生态及介入者仍较少。

Arbitrum的第一个版本最早泛起于2014年,现在已向开发者开放主网测试版Arbitrum One。应用方面,早期推进开发的团队包罗MCDEX、Bancor等;而在其主网测试版上线后,Uniswap v3、Sushiswap、DODO等着名项目也纷纷举行了部署,现在已有超250个项目申请接入。

5.2 资金数据

从承载资金方面看,停止6月25日,部门具备Rollup功效的主流项目承载资金量如下:

图5-3 承载资金量

Rollup种类

项目/团队

承载资金量

百万美元)

分支内占比

ZK Rollup

ZKSwap

122.85

35.54%

Loopring

139.79

40.44%


dYdX

43.95

12.71%


ZKSync

7.74

2.24%


Aztec

0.63

0.18%


Hermez

30.72

8.89%


合计

345.67

100%


OP Rollup

Optimi *** (Synthetix)

41.74

99.83%

Arbitrum

0.07

0.17%


合计

41.81

100%


Validium

DeversiFi

20.04

97.85%

ImmutableX

0.44

2.15%


合计

20.48

100%


整体看,ZKSwap和Loopring作为ZK系先锋先行落地,划分承载了约1.23亿美元和1.40亿美元的资金,现在在本文研究的四个手艺蹊径中独占鳌头。值得一提的是,作为新萌生的L2 DEX,ZKSwap近两个月自超13亿美元大幅缩水超90%至现在的1.23亿美元,这或许是自力研发ZK Rollup路径的DEX配合面临的逆境:在早期挖矿盈利消逝后,不支持EVM的手艺若何突破L2资产孤岛的封锁。从解决思绪上,我们看到ZKSwap作出了2类实验:通过加码挖矿、回购销毁生态通证ZKS以连续 *** 用户进入;通过开发NFT协议试图增添玩法,此功效尚未上线。在现阶段,前者是针对存量用户的战略,后者则可能打开新的增量市场。此外,作为早期项目的dYdX虽然也接纳了StarkEx的方案,但使用的是其ZK Rollup版本,依托其一层TVL转化也为ZK系承载资金提供了加成。

OP方案受限于Optimi *** 团队的延期宣布,现在承载资金基本靠Synthetix的质押功效支持。未来随着Synthetix焦点的合成资产铸造、Uniswap V3的二层版本接入,以及其他头部Defi应用的迁徙,其承载资金或可大幅提升。与现在的ZK路径差异,OP自然对EVM及智能合约开发友好,或更易复制、缔造生态热度;但同时,OP在机制上较长的退出周期会在另一维度上加剧资产孤岛的问题,用户在进入生态前或需频频思索,这对每个项目的在平安和收益上的稳固性提出了更高的要求,推测早期或只有足够成熟的项目可吸引到大量资金。

最后,Validium由于接入的项目如DeversiFi、ImmutableX等则自己生态较小,因此整体承载资金较少。而Arbitrum刚进入开发者测试阶段,泛起一定规模的资金量仍待其主网正式上线、接入用户后考察。

5.3 现实性能

现实性能方面,我们主要考察吞吐量(tps)提现/退出至一层的时间以及整体费率较以太坊的提升和转变。

我们在图5-2中已列出统计局限内各项目近期现实吞吐量(tps)的对比。可以看到,虽然各项目理论tps均较以太坊15 tx/s的数值有了较大增进。ZK系支持以太坊100倍以上的理论吞吐量峰值,OP系则在以太坊33倍(500 tps)左右,但由于各项目整体还都在上线之初,生意活跃度仍不高,且功效尚未完全开放,因此实测的吞吐量数值仍很低。

从提取资金至一层的时间来看,Rollup方案现在整体仍较慢。只治理论上ZK Rollup在一二层之间的资金转移可以实现数分钟内提取资金,但由于生意活跃度仍不够高,出于降低单笔生意用度的考量,现在提款时间还只能做到数小时内级别;最快的如ZKSwap和Hermez也需要20分钟。而Optimistic Rollup由于设置了诓骗证实机制,资金提取时间常需要1周左右

图5-4 资金提取速率


ZK Rollup

Optimistic Rollup

Validium

Arbitrum







ZKSync

Loopring

Aztec

ZKSwap

Hermez

Optimi ***

Fuel

StarkEx

OffChainLabs

取款时间

5小时

2小时

4小时

20-40分钟

20分钟

7天

7-14天

10分钟

7-14天

泉源:火币研究院整理

从用度上看,现在已上线或测试中的项目,在二层内执行基本功效如转账、整理等的用度已大幅降低,折美元计价均低于1美元;生意行为则取决于各项目的盈利模子有较大差异。而在一二层充值、提现中,由于涉及到和以太坊一层的合约的交互,仍需基于以太坊费率举行收费,整体小于即是以太坊通俗生意用度。其中,充值部门用度因生意自动执行,因此一样平常将取决于项目代码庞洪水平。凭证调研,现在项目整体充值用度约为以太坊一笔通俗转账用度的0.5-1倍。提现方面项目方则略有差异,如ZKSwap牢靠收取价值5美元的L1网络用度;测试中的Optimi *** 团队决议在前期减免用度;路印现实提取用度约为以太坊生意的1/4,前期举行减免;zkSync则基本等同于以太坊转账生意。

连系资金数据和性能看,现在Layer 2方案下的生态还在相当早期,尚待头部DeFi项目汇聚在统一二层项目下,靠可组合性吸引大量用户迁徙,率领浪潮。现在的难点主要在获得大量DeFi头部项目站台的zkSync和Optimi *** 成熟度较低,支持所有功效的正式版本划分拟于8月和7月上线。头部项目包罗Curve、Sushi、Uniswap、Compound等也均未推出可让用户测试的版本。

未来,随着两个项目顺遂落地,而上述头部项目也纷纷推出二层版本,用户可以在一个Layer 2生态内体验较完整的链上流动,且速率和用度均可以“多快好省”,则将逐渐形成良性的循环。同时,Uniswap v3上线至今,只管资金效率大幅提升,但对应的用度也连续上升,这在二层版本中可以获得极大缓解,或将获得更多中小流动性提供者的支持,进而衍生出基于其NFT开发的新项目,这也令人期待。

整体看,各Rollup项目2020年以来进度加速,开发进度及承载资金量均由较显著提高,但仍处于较早期的状态;ZK系因ZKSwapLoopring的早期入局落地较快,而OP系呼之欲出。性能上看,由于生态及活跃度尚不成熟,各项目的实测性能仍据其理论峰值有较大差距,但已基本实现对高昂用度的降低。但由于手艺研发及实现的难度、项目方基于平安性及生态的思量、用户基于习惯的选择等因素,整体仍处于早期,生态尚不完整。

六、 总结与展望

Rollup作为以太坊二层新一代手艺,相比闪电网络、Pla *** a、侧链等等被寄托了更高的期待。现在Rollup还主要在前期的手艺积累和难点攻克的阶段,尚未大面积铺开应用生态。

从手艺落地上,可以预见的是,Optimistic Rollup蹊径的方案由于可以率先实现兼容EVM的通用二层网络,通用方案会先于ZK系手艺落地。而对于Layer 2,不管是何种类型的Rollup,对EVM的兼容会是决议生态能否快速发展的主要因素,这一点不仅显示在Rollup上,在侧链领域,我们也能看到兼容EVM的Polygon和不兼容的xDai在生长上的伟大差异。同时,由于手艺自己的限制,预计ZK系和OP系将在往后划分针对EVM兼容和退出时间缩短上起劲,以战胜由此带来的障碍。此外,跨Layer 2的交互会是耐久来看另一各主要的问题,该领域的解决方案也许率是基于场景的基于信托的解决方案会先降生。

从生态上看,Rollup偏向下各分支现在均处于早期,生态不完善,只管我们考察到各头部项目在ZK、OP和Arbitrum上已在部署中,但整体仍是以DEX类为主。而随着Rollup手艺在去年下半年至今的推进,今年下半年我们将会看到Rollup各个头部团队的主要更新和落地。由此,我们也推测,第一批落地的仍将是头部DEX、钱包、预言机和一些数据类中央件项目;随着第一批基础设施的不停完善、各Rollup项目在手艺上连续优化,头部defi应用将最先大规模推进在Layer2上的落地;随着吞吐量的提升和生意手续费的数目级级其余下降会解开约束在一层应用身上的枷锁,跨Layer 2交互及跨以太坊交互的手艺同步跟进,新的defi场景定会降生。 

Rollup未来是否已来,我们配合期待。

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