以太坊Layer2解決方案匯總

現在每天你都會聽到Layer2的聲音在你的耳邊環繞，彷彿整個世界都在談論它，由於以太坊L1在當前迭代中每秒處理大約15 筆交易，這導致了許多問題：網絡經常變得擁擠，有時將gas 費用推到極高的水平，人們只能尋求更佳解決方案，擁有高效處理水平的L2（Layer2）正在不斷的取代L1（Layer1）。

以太坊緩慢的交易速度和昂貴的Gas（手續費），被人們抱怨以太坊上述問題之前，這些問題早在2017年Vitalik Buterin就已經提出L2的解決方案，增加了以太坊的交易吞吐量，該協議使用戶能夠捆綁其他的協議，並在以太坊L2中交易節省費用並提高效率。

因此L2的需求迅速上漲，延申出了L2四種不同解決方案，講解其代表應用：

1）ZK Rollup陣營

Aztecnetwork

Hermez Network

Loopringorg

StarkWareLtd

ZKSync

1/5. Loopringorg2017年的8月份眾籌了3600萬美元資金，開始了Layer2研發之路，沒有前車之鑑的Loopringorg經歷了4年的技術開發，不斷探索，不斷創新，Loopringorg終於研發出了全球首個L2的落地應用，並且是目前運行最為歷史悠久的L2應用。

在安全和交易方面，Loopringorg採用了零知識證明技術保護隱私和加快交易的速度，無需犧牲以太坊本身安全程度的同時，交易速度每秒可達到2000~4000筆，以太坊2.0上線之後，Loopringorg的交易速度可達到10萬+Tps，對比中心化交易所相差無幾，閃兌功能、訂單本交易、流動性挖礦、以及獲得各種收益（Gas費極低），交易時，資金無需交給第三方託管，安全程度超越了中心化交易所，Loopringorg在安全方面做的最為出色，採用了社會錢包恢復，如果用戶的設備（錢包）丟失，被盜，被釣魚或被黑，利用路印社交智能錢包用戶，將擁有各種保護措施來保護其資金。以太坊創始人Vitalik Buterin曾表示：“保障資產安全，硬件錢包不夠行... 助記詞也不夠行... 多重簽名很行... Loopringorg社會錢包恢復更行！”

Loopring即將構建一個完整的L2生態系統，未來1層生態會隨之轉移到L2，延續未來最為精彩的篇章，Loopring即將發布的主要版本（包括EthPort +新的Web 應用+新的手機app+ AMM/ 資金池的升級等）將使Loopring提前踏入未來，可以將路印二層的整個生態視為幣安或Coinbase 的去中心化的安全性加強版。

2/5. ZKSync當前設計的系統，目前每秒可以處理2000~4000筆交易，以太坊2.0上線之後具有100000+TPS，zkSync 2.0將在6個月內進入主網。採用的是零知識證明，安全程度略差路印，在交易速度方面的對比，它們可以說是沒有對手。

ZKSync6月2日公佈已上線2.0測試網（https://zksync2-alpha.zkscan.io/ ）

開發了鏈下數據可用性系統zkPorter，但該版本並未完全兼容EVM，在密碼學方面，zkEVM 的指令集已經完成，並且兩個實現都完成了，在電路中和在執行環境中。編譯器方面，用Solidity 和Zinc 編寫的智能合約現在可以編譯成zkEVM，未來將會支持ADDMOD、SMOD、MULMOD、EXP 和CREATE2 操作碼。在核心基礎設施方面，全節點集成完成，能夠成功部署和執行編譯後的智能合約。

zkEVM 和核心2.0 基礎設施已準備好公開，但編譯器需要更多的工作來正確覆蓋所有邊緣情況。為了提供更全面的開發人員體驗，ZKSync決定在編譯器100% 穩定後立即開放對zkEVM、編譯器和核心的SDK（程序開發工具包）使用。

2.0版本ZKSync將支持Layer2 NFT，下一個版本將包括我們的Web3 API 實現，它將與以太坊文檔定義的Web3 標準兼容。事件將開箱即用，所有服務都可以輕鬆集成。

3/5. 以太坊第2 層擴展解決方案Hermez Network在3月24日上線，Hermez 的使命是從去中心化、效率和包容性的角度為以太坊的可擴展性做出貢獻，以促進個人的自主權和自由。

該開發Hermez Network的主網啟動，用戶現在可以以更低的gas 成本進行轉賬。在二層進行交易節省大約90% 的天然氣成本，這幾乎是所有的L2都可以做到的前提。

值得關注的是，Hermez Network是一個去中心化的零知識匯總(zk-rollup)，Tether (USDT)在Hermez Network 上運行，並在其L2發行了USDT，USDt 是首批在Hermez 的以太坊第2 層擴展解決方案上線的穩定幣之一，該解決方案旨在提高協議的可擴展性，以確保向全球數百萬用戶進行更便宜的交易和代幣轉移。最近幾個月網絡上的用戶活動激增導致以太坊天然氣費用飆升。 zk-rollups為後續交易瓶頸提供了解決方案。

Hermez Network是一個Gitcoin的第九期眾籌Layer2項目，發展還處於早期階段，3月24日上線主網，運行時間僅兩個月，該網絡最初支持USDT、ETH、WBTC、DAI 和HEZ 代幣進行轉賬，目前沒有任何交易應用等場景，我們可以期待他們未來路線鏈接：https://blog.hermez.io/hermez-network-roadmap-update/

4/5. StarkWare在3月24日，獲得了7500萬美元融資，Paradigm 領投了這輪融資，就像它在2018 年StarkWare 的A 輪融資中一樣。其他回歸投資者包括Pantera Capital、紅杉資本、Founders Fund、DCVC 和Wing Capital，StarkWare 還首次吸引了三箭資本和Alameda Research 作為投資者。 StarkWareLtd前前後後，一共募集1.11億美元，眾多明星機構加持之外；StarkWare還與著名的以太坊項目合作，如ConsenSys、Infura 和Metamask。

StarkNet 是一個無需許可的去中心化ZK-Rollup，作為以太坊上的L2 網絡運行，任何dApp 都可以在其中實現無限規模的計算，而不會影響以太坊的可組合性和安全性。

可擴展性和完整性

StarkNet 通過在鏈下生成STARK 證明並在鏈上驗證這些證明來實現規模化，同時保持L1 以太坊的安全性。

可組合性和堅實的基礎

StarkNet 將提供以太坊級別的可組合性，促進輕鬆開發和復合創新。

StarkNet 的基礎已經在生產中經受住了考驗。

開發語言Cairo和商業用途

StarkNet Contracts 和StarkNet OS 本身是用我們的通用計算編程語言Cairo 編寫的。這使得開發、審查和維護代碼更容易、更快捷，使得商業用途方面在StarkNet 上，開發人員可以使用StarkNet 合約輕鬆部署任何業務邏輯，節省更多的時間，Cairo 自2020 年7 月以來一直在以太坊主網上生產。

證明者與驗證者

證明者：STARK Prover 為StarkEx 可擴展性引擎提供支持，並且已經展示了在主網上的單個證明中處理60 萬筆交易的能力。驗證者：STARK 驗證器自2019 年6 月起部署在以太坊主網上。可驗證任意業務邏輯證明的開羅驗證器自2020 年7 月起部署在主網上。

5/5. Aztecnetwork自2017 年10 月開始運營，他們最初是一家區塊鏈貸款平台，願景是將Zcash(ZEC)的隱私功能引入以太坊，慶幸的是，今天他們做到了。現在Aztec Network沒有發行任何代幣。

Aztec Network更專注於使用零知識證明交易私有化，現在推出了一個新的第2 層平台，該平台也使用相同的尖端密碼學來提高可擴展性，它使用一種稱為zkSNARK 的zk 證明將許多交易捆綁到一個“匯總”證明中，然後發佈到主鏈，從而提高交易吞吐量。據Aztec 稱，該網絡“完全可擴展”，每秒最多可處理300 筆交易，為了加強隱私個性化選擇，其犧牲了更快的交易速度。

其他團體正在開發旨在提高以太坊可擴展性的zk-rollup技術，據首席執行官Tom Walton-Pocock 稱，Aztecnetwork 技術的獨特之處在於它還增加了“可編程隱私”。

首先，使用zkSNARK 將每筆交易設為私有——發送者、接收者和金額都被隱藏。然後，使用額外的zkSNARK 將這些交易捆綁到一個匯總中。最終結果是“SNARK 中的SNARK”，Walton-Pocock 說，他將這種安排稱為“zk-zk 匯總”。

Aztecnetwork的團隊表示，PLONK 允許開發“通用” zkSNARK。 Walton-Pocock 說，這意味著Aztec network的SNARK 也可以被編程為“真正的任何Defi 交互，其中產生的動作是一個令牌”。較舊的zkSNARK 系統，例如最初用於在Zcash 中啟用私人交易的系統，被編程為多次執行同一件事。

添加新的用例將需要一個新的所謂可信設置，即建立任何zkSNARK（簡單零知識論證） 系統公共安全參數所需的複雜的多方計算過程。在首次可信設置後，使用PLONK 開發的SNARK用例在理論上是無限的。 Aztec Network開發了一種名為Noir 的新腳本語言，開發人員可以使用該語言編寫與Aztec 2.0 兼容的zkSNARK 事務。

2）Optimistic Rollup陣營

Arbitrum

Cartesi 

Optimism Rollup

OMG Network 

Fuel Labs

1/5. Arbitrum無疑在這段時間裡，它是Layer2中最耀眼的靚仔，之所以能成為閃耀的靚仔，奧巴馬說，這和它背後的團隊也有巨大的關係， Arbitrum創始人Ed Felten此前擔任普林斯頓做計算機科學的教授，2013年進入區塊鏈行業，一直在鑽研區塊鏈。 2014年，Ed Felten他跟他的學生做出了“Arbitrum” 的第一個版本，這個版本在當時只是單純的研究。

時間回到2015年，奧巴馬總統邀請Ed Felten進入白宮，擔任奧巴馬總統的資深顧問，為美國政府服務期間的一項工作就是對加密貨幣和區塊鏈研究。 2017年特朗普上任美國總統之後，Ed Felten重返學術界繼續擔任教授生涯，重返學校授課，剛好碰到了現在的聯合創始人Steven和Harry，他們也是Ed Felten的學生，Steven是普林斯頓大學博士。 Ed Felten隨後帶領著他的學生，然後開啟了對以太坊L2探索之旅，直至現在，從未間斷。

Ed Felten的目標是成為以太坊用戶和開發人員的默認L2 Rollup，為了避免昂貴的手續費交易和轉賬，OKEX近期宣布了將支持Arbitrum存款和取款，除此之外，Uniswap在社區的號召之下，社區開啟自治投票加入Arbitrum的二層網絡已經通過，Arbitrum一旦向所有人開放，Uniswap無需額外的工作，即可運行在其網絡中。 Chainlink 與Arbitrum 有著深厚的合作關係，這意味著預言機網絡的節點可以運行Arbitrum 驗證器節點。已經有150多個合作夥伴應聲加入Arbitrum Rollup的隊列，合作夥伴數量還在不斷增加。

大量的合作夥伴加入，還有開發人員將權衡哪個提供商具有優勢，首先，Arbitrum 使用多輪欺詐證明來檢測第2 層上的虛假交易。相比之下，Optimism 依賴於單輪欺詐證明。多輪欺詐證明專注於爭議在第2 層Rollup（匯總）中的確切位置，並且僅在以太坊的第1 層上執行該部分。單輪欺詐證明需要在以太坊的第1 層上處理來自第2 層的更多交易。

在頂層，Arbitrum 的多輪欺詐證明需要更長的時間來解決，同時在主鏈上使用更少的gas，而Optimism 的單輪證明，在一周內，解決得更快，但在發佈到以太坊的第1 層時使用更多的gas，這可能會違反區塊鏈的每塊gas 限制。

根據開發Arbitrum 解決方案的Offchain Labs 聯合創始人Ed Felten的帖子，“單輪和多輪之間的選擇歸結為鏈上成本和解決爭議時之間的權衡。” 其他權衡包括易於部署的項目，以減輕其用戶的高天然氣費用。

Arbitrum 的一個主要優勢，是它不需要開發人員“更改一行代碼”，去中心化衍生品交易所MCDEX也表示：“我們在Arbitrum部署，無需在單個代碼上進行部署時更改它。”

Maker 基金會前智能合約負責人Mariano Conti 表示同意，他告訴The Defiant，“能夠將與我在主網上部署相同的代碼部署到Arbitrum 是一個加分項。” Optimism Rollup通常要求開發人員調整他們的代碼，而Arbitrum 的系統允許開發人員將完全相同的代碼部署到其第2 層。

2/5. Optimism Rollup 2019年6 月以來， Optimism一直在構建基於Optimistic Rollup 的以太坊擴展解決方案。 Paradigm投資了該項目，Paradigm CEO是Coinbas的前聯合創始人，在行業內投過非常多的成功項目，包括Uniswap。該解決方案旨在增加以太坊的吞吐量（每秒處理約500筆的交易數量）並降低其gas 費用。

今年早些時候，Optimism與去中心化交易所Synthetix 一起“軟啟動” 其解決方案Optimism虛擬機（OVM）。這意味著Synthetix 將分四個階段集成該解決方案，以限制其平台的風險。 Optimism 表示，Synthetix 用戶已經在享受速度和成本節省。 Optimism 表示，超過100,000 筆交易的費用節省了約1000 萬美元。

另一個與Optimism集成的主要去中心化交易平台Uniswap表示，它的目標是在推出其版本V3的L1 以太坊主網，並且不久之後將在Optimism上部署L2。 Optimism前身為Plasma Group，開創了Optimistic Rollups。匯總通過將事務捆綁或匯總到單個事務中來提供擴展。通過匯總，在主以太坊區塊鏈上接收交易，但在第2 層解決方案上執行，然後將執行數據發送回以太坊。由於計算是在鏈外完成的，它減少了以太坊的負載，但保持了其安全性。

Optimistic Rollups系統目前不夠完善性，推遲在8月份之後上線主網，Uniswap很多社區成員，因為手續費水漲船高導致他們驚慌失措，他們在近期通過投票決議連接了Arbitrum的二層，Uniswap與Optimistic Rollups的合作暫且告一段落。

3/5. Cartesi 正在通過實施樂觀匯總的變體來解決區塊鏈可擴展性和高費用的緊迫問題。最值得注意的是，Cartesi 允許開發人員使用主流軟件堆棧進行編碼，從而徹底改變智能合約編程。 Noether 是Cartesi 的側鏈，針對臨時數據進行了優化，為dApp提供低成本的數據可用性。

Cartesi 作為第2 層和樂觀匯總解決方案的競爭優勢在於，它允許開發人員直接使用主流軟件組件和Linux 操作系統資源編寫他們的智能合約和dApp 。憑藉主流的可編程性，dApp 開發人員擁有新的表達能力來創建更複雜和功能更強大的智能合約。它還為從未為區塊鏈編程的常規開發人員的採用打開了大門，並使他們能夠使用熟悉的軟件堆棧創建分散的應用程序。

Descartes Rollups是Cartesi Rollups的實現，支持使用主流軟件堆棧構建的可擴展智能合約。笛卡爾匯總是具有交互式爭議解決的樂觀匯總的變體。

開發人員將能夠使用無數主流軟件組件來編寫在Linux VM 上運行的智能合約。借助笛卡爾，開發人員以百萬倍的計算收益解決了以太坊的可擴展性限制，同時保留了區塊鏈的強大安全保證。

4/5. Fuel Labs 是一種樂觀匯總，一種特殊的側鏈架構，既信任最小化又無需許可。與傳統側鏈不同，在傳統側鏈中，用戶資金的安全取決於與主鏈礦工脫節的某些驗證者中誠實的大多數，樂觀匯總直接從主鏈（以太坊）借用安全性。

樂觀匯總的簡化版本如下。任何人都可以在鏈外構建一個匯總塊並將其作為調用數據（即附加到交易的簡單二進制數據）提交給以太坊。以這種方式提交的每個塊都必須建立在前一個rollup 塊的基礎上（合約跟踪rollup 鏈的塊頭哈希）並包含一個可參數化的債券。如果一個區塊無效，任何人都可以提交並在鏈上處理一個緊湊的欺詐證明，這會將匯總鏈回滾到前一個區塊，燒掉一部分保證金，並將其餘部分獎勵給欺詐證明者。在可參數化的超時之後，最終確定匯總塊，並且被認為是有效的（即不能再被證明是欺詐的）並且他們的債券被解鎖。提款是通過在rollup 上燃燒硬幣來啟動的，然後在該rollup 塊完成後完成提款。

Fuel Labs希望用在全球支付結算、特定於應用程序的令牌、虛擬遊戲代幣和獎勵、用戶轉移ERC-20 代幣等其他應用上。

3）Plasma陣營

GluonNetwork

OMG Network 

Polygon（Matic）

1/3. 之前Matic重命名為Polygon的一部分還將會看到該項目在以太坊或Polkadot相似的系統上運行，並使用多鏈體系結構進行縮放。 Polygon已發布其軟件開發套件（SDK），這是一個用於在網絡上部署與以太坊兼容的區塊鏈的新框架，SDK是一組可插拔的模塊，供開發人員快速部署以太坊兼容鏈。

Polygon的交易手續費也是相當低廉，每秒可以處理1000~9000筆交易，聲稱以太坊2.0上線之後，每秒可處理高達65000筆交易。

在可擴展性競賽中，一顆迅速崛起的明星是Polygon，它是一個側鍊網絡，Polygon的開發人員工具開箱即用，因此可以無縫移植以太坊智能合約。這樣，開發人員和用戶可以獲得與以太坊相同的功能。方便了合作夥伴加入，在過去的六個月中，包括Aave和Sushiswap在內的許多以太坊dApp將其合同移植到了Polygon的Plasma-PoS鏈中。

Polygon還將支持其他以太坊可擴展性解決方案，同時兼容Optimistic Rollups ，ZK-Rollups、StarkWare的Validium鏈，這些擴展解決方案（例如Rollups）仍在開發中，並將在以後實施。

2/3. OMG Network 是一個基於以太坊的區塊鏈生態系統，為投資者提供多種賺取利潤的方式。具體來說，OMG 網絡是一個去中心化的交易所、一個流動性提供者機制、一個消息傳遞網絡和一個擁有數字資產的區塊鍊網關。該平台因其替代金融和數字商務工具而享有盛譽。這些系統協同工作，無需加密交換即可實現跨鏈資產轉移。

從一開始，很明顯OMG 網絡將會有所不同。泰國銀行和泰國財政部都批准了該項目。該項目還得到了以太坊陣營、Vitalik Buterin 和Gavin Wood 的支持。自推出以來，OMG 取得了可觀的增長和發展。今天，OMG 網絡作為一個有價值的第二層擴展解決方案，增加了以太坊的交易吞吐量。具體來說，該協議使用戶能夠捆綁他們的以太坊交易以節省費用並提高效率。

該項目的首席開發人員正是Joseph Poon。他最出名的是開發閃電網絡和Plasma。這兩種第二層協議都有可能徹底改變市場向前發展。他的專業知識幫助OMG 網絡成為市場上獨一無二的項目。

令人印象深刻的是，該項目在早期就獲得了無數老牌投資者的支持。這些投資者包括日本的豐田金融服務公司、三井住友銀行、SMBC 風險投資公司和Aioi Nissay Dowa 保險公司。這些發展有助於增強尋求參與OMG 網絡的個人的信心。

OMG 網絡促進了區塊鏈上的跨平台支付。這個開放的支付平台和去中心化的交易所駐留在以太坊區塊鏈上，為用戶提供了一個可擴展且完全開放的替代方案。 OMG 用戶享受低費用、快速交易時間和兌現選項。 6 月，OMG Network 推出了一種新的擴展解決方案，可將交易速度提高到與Visa 等全球支付處理器相當的水平。

3/3.GluonNetwork傾向需要可擴展性的去中心化高頻應用程序提供支持，Gluon是一個專門構建的側鏈，旨在避免以太坊的缺點，擁堵和昂貴的交易費用，以及基於UTXO 的等離子側鏈的問題。 Gluon 以新穎的方式利用匯總，最初是為沒有託管風險的高速交易而設計的。 Gluon 創建了高效的小型匯總（使用Merkel Root）以利用以太坊主鏈的基本安全優勢。

Gluon Rollups Layer2 的發展直接源於可預見的具有UTXO 模型的等離子側鏈的可擴展性問題，尤其是對於交易所。它是其他一些Layer2 模型的替代方法，例如ZK Rollups 和Optimistic Rollups。 ZK Rollups 生成SNARK 證明，這會導致問題，因為它需要額外的計算資源並在鏈上創建更大的足跡，隨著狀態的線性增長而產生可擴展性問題。 Optimistic Rollups 受到吞吐量限制和7 天提款延遲的影響。然而，Gluon 克服了這些問題，同時還具有完全知識透明和探索器的關鍵優勢，可以完全確定Layer2 狀態的正確性。

Gluon Rollups 優於基於UTXO 的Plasma 側鏈，後者俱有一些缺點，尤其是對於交易所而言。使用主鏈進行存款等交易會導致見證限制。這是對主鏈確認的過度依賴，可以創建大筆交易，如果大量用戶想要退出該鏈，則大量UTXO 會變得不堪重負，並且由於不可預測的擁塞和費用可能導致Plasma 側鏈無法通過完整性檢查，輸出傾向於分散到盡可能小的大小，從而導致可擴展性和時間優先級的自然結果問題。

的不必要交易的足跡、成本和確認速度。 Gluon 狀態有一個實時瀏覽器來跟踪任何活動。簡而言之，每個參與者都擁有足夠的數據來證明任何新條目的正確性和先前條目的鏈接，從而維護安全性。有效性可以通過像UTXO 系統一樣追溯到源頭來證明。由於這樣的回顧是不切實際的，因此實時驗證更改以保持效率。

可以在Gluon 上進行合約升級，而無需單個用戶與部署的新合約進行交互，並且可以無縫遷移任何用戶數據。這可能是及時需要的一段關鍵代碼，或者是建議的升級。這也與全面的Gluon 欺詐證明有關，可以告知任何需要停止或採取行動的情況。

4）Hybri

Celer Network 

1/1. Celer Network成立於2018年，是一個第2 層擴展平台，可將以太坊、Polkadot 和其他區塊鏈上的快速、安全和低成本的區塊鏈應用程序推向大規模採用。 Celer 推出了世界上第一個廣義狀態通道網絡，並通過先進的Rollup 技術繼續推動layer2 擴展的前沿。 CelerX、cBridge、layer2.finance 等基於Celer 構建的應用程序和中間件在遊戲、DeFi 和區塊鏈互操作性領域吸引了超過100 萬用戶。

以太坊上多個不同的二層網絡之間的即時、低成本的價值轉移，包括Optimistic Rollups，如Optimism、Arbitrum 和Celer Rollups，以及PoS 側鏈，如Matic 和SKALE，無需經過底層的第一層區塊鏈。即時從/到以太坊第1 層進入和現有第2 層，無需長時間延遲。一個區塊鏈上的第2 層和完全不同的第1 層區塊鏈之間的雙向橋接，根本不需要通過相應的根第1 層。在具有完整跨鏈路由支持的任何單鏈中無縫連接到Celer 狀態通道網絡。

你可以將Celer Network理解成一個混合通用2層方案，可以兼容所有的區塊鏈在2層運行，並且在其鏈上編寫程序。