以太坊:以太坊扩容方案综述:用你听得懂的方式

来源:Thor Hartvigsen

编译:DeFi 之道

较高的区块空间需求和较低的以太坊扩容性能(高 gas 费逼走了散户)

不可持续的流动性挖矿激励推动了对其他 L1 链的需求。

今天这些 L1 链表现如何?

说句公道话,大多数 DeFi 的数据都在下降。

然而,Arbitrum 和 Optimism 的 TVL 以及每日用户数量存在明显差异。

请注意,Arbitrum 没有原生代币或任何激励措施。

(数据来源:/img/202315221528/1.jpg">

这个熊市证明,随着 gas 费的大幅下降,大多数链上活动都发生在以太坊。

现在可扩展的 L2 已经出现,并且继承了以太坊的安全性,似乎下一个周期将更加聚焦于以太坊生态。

数据:以太坊网络当前已销毁360692.35枚ETH:金色财经报道,据Ultrasound数据显示,截止目前,以太坊网络总共销毁360692.35枚ETH。其中以OpenSea开头地址销毁973.01枚ETH,Uniswap V2销毁396.28枚,ETH transfers销毁580.32枚ETH。注:自以太坊伦敦升级引入EIP-1559后,以太坊网络会根据交易需求和区块大小动态调整每笔交易的BaseFee,而这部分的费用将直接燃烧销毁。[2021/9/25 17:05:21]

以太坊上有超过 435,000 个验证者,而 Solana 仅有约 35,000 个,很多其他 L1 更是不足 1,000 个。

可扩展性本身是远远不够的。

下图进一步说明了竞争链和以太坊合并链之间的显著差异。

所以很明显,以太坊及其扩容方案将至少在未来的区块链技术和 DeFi 中发挥重要作用。

但是这些不同的扩容方案之间存在很大差异。让我们仔细看看:

V神:分片是以太坊可扩展性的未来:V神发文表示,分片是以太坊可扩展性的未来,它将是帮助以太坊生态系统支持每秒数千笔交易,并允许世界上大部分人用可以承受的成本定期使用以太坊平台的关键。他在文中解释了分片提供的特定属性,分片与没有分片的其他技术有何不同,以及为达到这些属性而必须做出的牺牲。他表示,分片的主要目标是尽可能地复制传统(非分片)区块链最重要的安全属性,而无需每个节点亲自验证每笔交易。[2021/4/8 19:57:24]

Rollups(L2)仅保留每笔交易的少量数据,并压缩剩余的数据,从而降低以太坊主网的负载。

这就带来了更高的 TPS(每秒交易笔数)和更低的费用。

如以太坊网站所述:

“L2 是一个单独的区块链,它扩展了以太坊并继承了以太坊的安全保证。”

L2 是独立的区块链,可将交易包发送回以太坊主网。

因此,L2 区块链继承了与以太坊主网相似的安全性和去中心化水平。

以太坊改进提案EIP-2876试图优化交易所充值流程中的Gas消耗:比特币技术爱好者JonathanUnderwood为以太坊提出改进提案EIP-2876,试图优化中心化交易所的充值流程,减少整体的Gas消耗。文档指出,兼容EIP-2876的钱包应用可以向兼容的存款系统发送ETH,以减少以太坊网络整体Gas的消耗量,因为两笔交易需要花费4.2万Gas,但是一个简单的ETH转发合约仅需要花费约3万Gas。而且对于这套存款系统来说,可以直接将所有存款转发到交易所的冷钱包,不需要手动操作来归集多个外部账户的存款。[2020/8/17]

这种模式使得以太坊主网能够专注于安全性和去中心化,L2 专注于可扩展性。

接下来我们来分享一些术语:

? Optimistic rollups:采用了欺诈证明(Arbitrum 和 Optimism)

? 零知识(ZK)rollups:采用了有效性证明(zkSync、Starknet、zk-EVM)

关键词:欺诈证明(fraud proofs)、有效性证明(validity proofs)

欺诈证明(Optimistic rollups):

Defi需求推动以太坊交易费增至2018年年中以来高点:金色财经报道,CoinMetrics的最新报告指出,对DeFi产品需求的突然激增继续推高以太坊的交易费用。在过去的一周里,以太坊交易费上涨了30.3%。目前,以太坊的平均费用接近0.4美元,达到2018年年中以来的最高水平。报告称,高昂的交易费用通常意味着对区块空间的高需求,并为确保网络安全的矿工创造了更多收入。但是,交易费用的增加也可能会使网络使用成本过高。[2020/7/22]

信息在 prover(证明者)和 verifier(验证者)之间交换。

该信息被假定为真实的并被添加到交易批次中,随后由 watcher(观察者)进行审查以确保没有恶意行为发生。

有效性证明(zk-rollups):

在这里,“证明者”和“验证者”之间的信息交换依赖于密码学和数学。信息是共享的,但从不对外透露。

有两种类型的有效性证明,SNARKS 和 STARKS。STARKS 更具可扩展性。

有效性证明(zk-rollups)部署起来更加困难,但由于它们依赖于密码学,因此具有更高级别的隐私和数据安全性。

以太坊官方:Eth2的0阶段是稳定的 发布v0.11.0版本:以太坊官方博客表示,Eth2看起来不错——0阶段是稳定的,一些有希望的研究已经发布了:

v0.11.0作为多客户端测试网的稳定目标发布;

发布GHOST和Casper联合论文供公众审阅;

多项式承诺看起来很有希望实现无状态性;

IEFT BLS规范有一点不稳定,但预计不会有进一步的变化。[2020/3/17]

普遍的共识是有效性证明和 zk-rollups 在大多数方面都是更优越的扩容技术。

这并不是说未来将仅由一种方案主导。我们已经看到 Arbitrum 和 Optimism 在构建可扩展模型和发展大型生态/社区方面都非常成功。

现在让我们来谈谈 zk-EVM。

zk-EVM 是最受期待的扩容方案之一,有几个产品正在默默蓄力,例如 /img/202315221528/4.jpg">

Polygon zk-EVM(Polygon Hermes)是类型 2。它仍然与以太坊非常兼容,但是为了获得更好的性能而失去了一点兼容性。

性能以生成 zk 证明所需的时间来衡量。速度越快,可扩展性就越高。

zkSync 是类型 4——兼容性较低但性能更高。

由于较低的兼容性,这种类型更难实现。

zkSync 创建了他们自己的语言,将 Solidity 编译到字节码以及他们自己的虚拟机 ZinkVM。

通常情况下,字节码会先被发送到 LLVM 编译器,然后最后是 ZinkVM。

尽管兼容性较低,但根据 zkSync 团队的说法,将 dapp 从以太坊转移到 zk-EVM 仍然很容易。

从 Bankless 和 zkSync 的那期播客来看,很多协议似乎对在这个即将到来的 zk-EVM 有很大的需求。

zk-EVM 很复杂,我建议你可以额外阅读更多相关信息,因为这篇文章仅涉及表面。

现在让我们讲讲 L3 

Layer 3?为什么我们要在 Layer 2 技术还在开发的时候谈论 L3?

L3 可以被视作聚焦于应用的特殊 rollups,并为那些希望以可扩展和安全的方式将业务上链的公司提供了许多用例。

这里用 Starknet 举例。

L3 更具体地说是“validium”或“volition”。

Validiums(L3 的一种类型)是一种 zk-rollup,其中数据在链下处理(例如在 L2 上)。

在下图中,StarkEx 是面向应用的 L3,而 Starknet 是 L2。

L3 生成链下证明,以提高每秒交易量的可扩展性。

然后将它们批量发送到 L2,就像 L2 将大量交易发送到 L1(以太坊主网)一样。

那么这种模式是不是可以永远持续下去,随之诞生 L4、L5、L6 呢?

这里要做出的权衡是可扩展性 VS 安全性。离以太坊主网越远,就越不安全。

zkPorter(zkSync 的产品)也是 L3。用户可以选择具有更高 TPS 但安全性较低的 L3 或具有更高安全性但 TPS 较低的 zkRollup(L2)。

上述 L3 结构统称为 validium。

而 volition 本质上是 L3 和 zk-Rollup L2 的结合。因此,在这种情况下,用户不必在安全性和 TPS 之间做出选择。

信息量好大啊。如果你真的想了解这方面的信息,我建议你多读几遍,同时研究文章内的图片——至少对我来说帮助很大。

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