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以太坊扩容战争拉开序幕 Metis Rollup 方案有何差异化优势?

Metis Rollup 采用多虚拟机、 IPFS 数据层、微服务框架和新验证者角色等机制以改进扩展性、安全性,并缩短验证周期。

在以太坊和 DeFi 用户长期受制于高 Gas 费和网络拥堵的背景下,以太坊扩容早已箭在弦上。终极解决方案无异于引入了 PoS 共识机制和分片技术的 ETH2.0,通过提高网络吞吐量来切除以太坊网络的性能病灶。但众所周知,ETH2.0 距离正式生效还有很长一段时间,远水难救近火,以太坊网络现下的顽疾只能依托于其他扩容方案,尤其取决于 Layer 2 方向上的进展。

当前 Layer 2 的扩容方案主要分为状态通道、侧链(Sidzechain)、Plasma 和 Rollup 等。早期的几种方案在尝试后收效甚微,而 Rollup 类扩容方案,可以基于以太坊本身的安全性(长期运行、PoW 算力保护)构建去中心化应用生态,也可以以很小的安全或体验代价获得百倍的性能提升。尤其是在去年 10 月以太坊联合创始人 Vitalik Buterin 发文《以 Rollup 为中心的以太坊路线图》后,Rollup 一度风头无二,成为 Layer 2 热门扩容方案。

首批可以大规模应用的兼容 EVM (以太坊虚拟机)的 Rollup 方案主要是由两个团队提供的,即 Optimism 和 Offchain Labs 研发的 Optimistic Rollup 和 Arbitrum Rollup。Optimistic Rollup 的优势在于它的通用计算,几乎任何在以太坊能实现的都可以同等实现,包括 DeFi 这种智能合约的可组合性。Arbitrum Rollup 在技术上类似于 Optimism 概念,但希望通过多轮交互改进整体的体验和效率。

当前的 Rollup 方案依旧面临着诸如使用中心化架构、交易无法即时结算、可扩展性有限等问题,而 Layer 2 DAO 基础协议 Metis 所推出的 Metis Rollup 似乎正在打破这种僵局,或能成为推动 Rollup 扩容升级的首选解决方案。

以太坊扩容战争拉开序幕,Metis Rollup 方案有何差异化优势?

什么是 Metis?

Metis 是一个基于二层协议构建的开放框架,将 DAO 的框架内置到二层协议之中,作为基础单元方便应用和 DAC (去中心化的自组织公司)快速部署、上线和管理各种去中心化的创新应用。 Metis Rollup 是 Metis 的自有二层协议框架。

在 Metis 看来,Web3.0 的门户将是一种升级后的 DAO,即构建在乐观治理机制之上的管理型 DAO ,而不是现有的投票治理型 DAO。这种管理型 DAO 将普遍适用于现有的去中心化应用,并支持传统的 Web2.0 的应用快速迁移到 Web3.0。

4 月初,Metis 正式上线 Alpha 测试网,同时上线的还有基于 Metis Rollup 构建的第一个 MVP 产品 ——Prologue (序章),该产品可以让任何用户快速创建在 Layer 2 上的 DAC (去中心化公司)。用户可体验在 Metis Layer 2 之上的快速、低成本、丰富的功能,并快速生成 DAC 进行任务管理和知识协同,开发者则可在 Metis Rollup 上测试构建去中心化应用。截止 4 月 28 日,已有逾 6800 个新 DAC 注册成功,DAC 中链接的钱包账户超过 12000 个。

四大特性升级 Rollup 扩容方案

在具体技术实现上,Metis Rollup 的核心首先继承了 Optimistic Rollup (OR)的技术原理和 OR 的质押回撤的博弈机制,在此基础上对其进行了硬分叉,由此构建了 MVM 虚拟机(Metis Virtual Machine,简称 MVM)。

总体来说,Metis Rollup 共在四个特性上对当前的 Rollup 扩容方案进行了升级,这也是 Metis 的 Rollup 方案相对诸如 Optimistic Rollup 和 Arbitrum Rollup 等其他 Layer2 项目的亮点所在。

多虚拟机保证高可扩展性

当下的主流 Rollup 方案如 Optimistic Rollup 基本以单一乐观虚拟机(OVM)来保证 OR 可以运行所有与以太坊兼容的应用,但这就对可扩展性进行了限制,在可预知的未来或许会出现 VM 的发展障碍。

而 MVM 通过 OR 硬分叉和贴合虚拟实体的管理,对 VM 的模型进行了改善。通过将计算单元和储存单元分开实现,为多个 VM 建设了更为去中心化的模型,相当于每一个 DAC 都有一个 VM 处理自身交易,打破了一台服务器的限制,通过横向扩展解决了性能问题。

此外,为了让 Layer2 结构实现真正的去中心化,MVM 还采取了激励机制。算力提供者根据产出的区块可以获得相应的奖励,同时并不会知道自己服务于哪个 DAC,从而保证了不会有恶意算力提供者实施针对性攻击,在更大程度上保证了高可扩展性的特性。

IPFS 数据层加强数据安全性

由于分离了计算单元和储存单元的限制,在储存数据上就需要更为细致的区别。MVM 将储存数据分为了两大模块,常规数据储存在 MVM 中,而诸如 DAC 自身业务的大量机密数据则会被打包储存于 IPFS 中。

值得注意的是,数据将根据 DAC 的签名来进行加密存储,且不会被打包上传至 Layer1,仅需存储文件句柄以备欺诈证明需要。

此外,IPFS 集群仅可通过 MVM Layer2 的 IPFS 解析器访问,每个 Layer2 链上的 IPFS 解析器都使用独一无二的密钥将标识符编码,保证其他 Layer2 DAC 不能访问机密数据。这就在确保数据安全性的同时极大程度的降低了 Layer1 的性能压力,并且在更大程度上实现了去中心化。

新验证者角色缩短欺诈证明周期

正如上述所说,Optimism 与 Arbitrum 最核心的区别是欺诈证明机制的方案不同(单轮交互和多轮交互),Optimistic 默认「乐观地」(Optimistic)相信节点会将最新且准确的数据发布到主链上;Arbitrum 则提供了一整套更复杂的「欺诈证明」机制,通过多轮交互提高系统安全性。虽然本金丧失风险很低,但二者的用户退出期都相对较长(以周计算),带来的用户体验相对比较差。

为了将欺诈证明周期缩至最短,Metis Rollup 引入了一个新的角色——L2 Ranger。这些 L2 Ranger 将组成一个特殊的 DAC,并定期采集 Layer2 内的交易进行状态根的验证。简单来说,就是 Metis 将欺诈证明的验证放置在 Layer2 上进行验证,并通过一系列的激励机制推动 Ranger 进行验证。如果验证过程中发现了矛盾,Metis 代币激励将被撤回至 Layer1、同时挑战程序开启。在挑战成功的情况下,验证人将得到一部分保证金作为奖励。

此外,Metis 还创建了动态保证金阈值 DBT 概念,并由此推出了特有的动态序列器。如果某个序列器质押的代币数量未达到 DAC 的 DBT 要求,则该序列器无法参与该 DAC 的序列工作。DBT 会在执行代币存储和提取操作时自动更新。如果在执行某个存储操作后,序列器池中没有一个序列器达到标准,则该操作将被阻止,直至找到合格的序列器。

从官方提供的数据上看,在 L2 Ranger 和新序列器技术的背景下,Metis Rollup 的欺诈证明周期可缩短至几小时,相较于 Optimistic 和 Arbitrum 有了极大的提升。

微服务架构提供高功能性

在解决了性能、数据和验证时间的病灶后,MVM 在功能性上做了进一步的优化。MVM 的微服务机构可以使每个微服务独立部署,开发人员无需协调对服务升级或更改的部署,强化了应用模块化的水平。这样就使得每个服务都可以由专注于此服务的团队独立开发并扩展。

根据官方信息显示,相关团队仅需在 MVM 生态中注册微服务供应商身份,就能以工具包的形式服务于所有 DAC,支持的服务包括 Oracle、传送、法律服务等。而为了降低参与门槛,系统给服务供应商分配 SDK,让其可以轻松与包括托收在内的任何 Metis Layer2 结构交互。进一步降低了服务供应商加入区块链生态的门槛。

可以说,该架构保证了 MVM 生态可提供的服务能够无限扩张,是连接链下经济与区块链经济的关键一环。

小结

总结来说,与 Optimistic Rollup 和 Arbitrum Rollup 相比,Metis Rollup 更具扩展性和去中心化,挑战验证期更短,支持与 IPFS 集成来保护隐私数据,并支持微服务框架来实现应用快速开发等优势。

Metis 简化了多种流程,包括创建去中心化公司、在原本互不信任的社区成员之间建立信任、通过侧链工具管理所有商业协作活动。根据官方信息,Metis 目前建立的系统框架旨在降低用户和开发者的使用门槛。在完成大部分框架构建工作后,Metis 还将在未来支持 Casper、波卡等多个高性能一层网络,因此开发者可以直接使用平台,也可以使用模板,API 和工具将其集成到自己的 DApps 中。

2021 年 4 月,Metis 陆续完成了 100 万美元的天使和种子轮融资,以及 300 万美元的 A 轮融资。投资方包括了 Ralf P. Gerteis、P1X Capital、Waterdrip Capital、DFG、Block Dream Fund、Autonomy Capital, AU 21, Master Ventures, Parsiq, Genblock Capital、Cryptomeria Capital 和 ConsensusLab 等近 30 个加密投资机构及个人。相信对于他们来说,Metis 及其突出的 Rollup 扩容方案将会为当前的 Rollup 赛道带来新的鲶鱼效应,这也是其看好 Metis 的原因所在。

撰文:Dove

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