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行走笔记:投资人眼中Layer 2生态 (上)

今年下半年有几个确定性的热点:NFT、波卡生态以及Layer 2。本篇笔记就来自国内头部加密领域投资机构分布式资本对Layer 2赛道的观察。黄凌波对Layer 2不同解决方案的介绍,也可以作为一个科普类文章来学习。

笔记会分上下两篇输出。以下,Enjoy:

先介绍下分布式资本,成立于2015年,是中国首家专注于区块链的投资机构。我们投资了将近两百个区块链领域的项目,70%以上是海外项目,包括ETH、波卡等项目,我们都是早期私募的投资人。

Layer 2是我们比较关注的方向,分布式是ETH最早的支持方和投资人,ETH生态我们会持续保持深度关注和支持。

我们的创始人是沈波总,万向的肖风总和以太坊的创始人Vitalik是分布式资本的联合创始人。分布式资本分布于上海、纽约和硅谷。

一、Layer 2介绍

我们一直觉得Layer 2的出现是必然的状态。左边的图是GAS费的统计。近一年GAS在整体升高,当然和Defi与NFT的火热密不可分。右边是Debank统计的DEX上的交易数据,在近一年时间呈现了非常活跃的状态。交易费和吞吐量的上升,导致现在以太坊Layer 1的网络已经无法支撑整个生态的发展。因为Layer 2的出现是有其必然性的。

Layer 2的解决方案包括Rollup、Validium、状态通道、侧链以及Plasma等。后面我会具体介绍每种解决方案的优缺点已经发展方向。

大家知道,ETH正在进行2.0的推进。1.0是POW,2.0会采用POS的共识机制。大家会有产生一个问题:ETH 2.0之后,吞吐量会大幅上升,GAS费会大幅降低,那Layer2 还有没有存在的必要?

第一,ETH 2.0目前依然处在信标链的第一个阶段过程中,还非常早期。在阶段2 POS才会和目前POW的链融合,2阶段才是最终实现2.0 POS的状态。整个过程至少需要两年的时间。这段时间中,Layer 2的应用就是必不可少的。缺少了Layer 2,以太坊基础能力就会跟不上生态的发展速度。

第二,以太坊2.0上线之后,Layer 2的Rollup技术,包括ZK Rollup和Optimisitic Rollup在基于以太坊2.0是可以有十倍以上提升的。以太坊2.0可以分片,主链的数据容量可以增加,对Layer 2本身也是利好。以太坊2.0的实现过程,也会考虑Layer 2的技术方案。

二、Layer 2生态情况

这张表格中,横向第一行是各种主流Layer 2的分类,纵向第一行是使用Layer 2的行业分类,包括Defi、游戏、NFT、钱包和Cefi。

从表格中可以看到,Defi类的项目是最多的,其次是游戏类型的。NFT类型也开始逐渐增多。而钱包和Cefi也正在支持主流的Layer 2技术。

我们可以看到,大部分游戏项目选择了Plasma,而基本没有游戏会去选择Rollup或Validium、侧链的方向。背后是有技术原因的。

主流Layer 2技术的背后是GAS费、性能和安全性的不同,这些不同会造成最终不同的应用有不同的选择。

下面我会分别介绍下Layer 2上的六种不同的技术方案。但我本身也是做投资的,而非技术出身,所以不会讲的特别高深。会从应用和优缺点角度介绍。

1、Optimisitic Rollup

这项技术将所有数据打包压缩后放到以太坊上,解决数据可用性的问题。在GAS费、TPS和安全性三点上,安全性的核心就在于数据可用性。Layer 2是不在以太坊的Layer 1上形成一套交易行为,而在Layer 2上生成一套交易行为的账本。我们把账本放到Layer1的过程就是Layer 2把数据放到Layer 1的过程。

要能保证账本的真实有效 ,而不至于将Layer 2上造假的账本送到Layer 1上。数据可用性的意思就是指在Layer 2上账本中的数据是在链上是可查、透明、可追溯的。这套数据放到Layer 1以太坊的账本中可以被认为是真实的。

数据可用性的核心是指数据是在链上的,可以追溯,通过查证的方式了解是否是真实的账本。数据的不可用就是指数据是链下的。溯源无法获取,比如网关或资金池里的Layer 2可能就不是在链上的,资金是谁的就无法查到。这样的网关上的数据放到Layer 1上就依然是不可用的,因为最终交易的账本和交易记录都不可查。

Optimisitic Rollup和ZK Rollup解决的问题都是数据可用性的问题。它们的数据都是链上的,通过压缩打包的方式放到Layer 1上。两者的核心区别是数据的验证方式不同。

Optimisitic Rollup是乐观型的,它认为交易者和参与者都是友善的,不会作恶。所以Optimisitic Rollup的交易验证是事后而非事前的。它的验证机制被称为欺诈证明。交易发生之后,如果有人提出交易有问题,需要提供一系列的证据,在欺诈证明中验证是否真实,是否有问题。

ZK Rollup认为所有的交易者、参与者都是作恶的。它的验证是事前而非事后的。它是通过零知识证明技术通过加密方式验证交易在事前就是真实的。

总体来说,Optimisitic Rollup更加被动,而ZK Rollup比较主动。因为Optimisitic Rollup是事后的欺诈证明,可能会有一定的延时性。交易被确认需要一定的延时,需要经历了欺诈证明交易无误才能被确认。比如在Arbitrum测试网上线之后,欺诈验证就需要30分钟时间,而不像ZK Rollup是事前验证,即时性会比较好。

Optimisitic Rollup的项目,主要是Offchain和Optimism,Optimism用的是OVEM,Offchain用的是AVEM,两者的不同主要在欺诈证明。Optimism是单轮的欺诈证明,Offchain是多轮的欺诈证明。是把欺诈证明分割成很多份,挑出其中有问题的进行证明。一般来说,单轮的欺诈证明会相对更快一些,多轮的会慢一些。

目前DeFi使用的技术方式都是Optimisitic Rollup。核心原因是因为Optimisitic Rollup和以太坊EVM的兼容性更好。而ZK Rollup对EVM的兼容性则不太友好。Optimisitic Rollup的GAS费也比较友好。

图中我们也能看到主要的几个Optimisitic Rollup项目的发展进程。主要还是测试网,主网还没有上线的状态。其实整个Layer 2只是到了快要接近里程碑的阶段。

2、ZK Rollup

其实前面已经介绍了不少关于ZK Rollup的情况。ZK Rollup和Optimisitic Rollup有一个优点是一致的,它们都有数据可用性,数据都在链上,因此安全性更高,不容易被攻击。

但Optimisitic Rollup因为有欺诈证明的原因,会有一定的延时性,而ZK Rollup因为是事前的验证,没有延时的问题。但它们也都有各自的问题。

ZK Rollup因为是事前验证,对算力要求比较高,会消耗比较高的算力,GAS费也就会相对比较高。可能要达到几十万GAS的量级。并且ZK Rollup和以太坊EVM的兼容性并不太友好。

Optimisitic Rollup的OVEM和AVEM还是会有少量的不兼容性,但不会影响安全性,不算核心问题。但欺诈周期长,会有一定的延时性。有些项目已经提出了解决方案,会有第三方来做网关解决延时性的问题。类似担保机构,所有延时的交易由它来承保。交易方就可以得到及时的确认。但这只是一个方案,还没有真实的解决。

ZK Rollup的GAS比较高,但Optimisitic Rollup的gas就比较低,可能就几万的量级。TPS两者都差不多,至少达到几千TPS的级别。而且ETH 2.0上线之后,两者都可以至少提高十倍TPS的容量。

市面上有观点认为ZK Rollup整体上要优于Optimisitic Rollup,具有低延迟,是事前验证,更符合别人的理解。不像事后欺诈验证的时间比较长,还需要交易参与方提交数据进行验证,会有些麻烦。ZK Rollup则基本可以全自动的运行。所有会有很多人看好ZK Rollup。虽然现在对EVM的兼容性还不够,需要改进。

不同的ZK Rollup有不同的技术路径,不同项目用来验证的证明器的验证时间可能会不太一样,取决于链路大小和硬件容量。从几分钟到十几分钟不同。

不同的ZK Rollup项目也会选择不同的设置。会分为三类设置,可信设置、可更新设置和透明设置。

上图是ZK Rollup发展现状的整体介绍。ZK Rollup的技术难度相对Optimisitic Rollup会更高。因为要在事前使用零知识证明技术验证数据的安全性,技术难度非常高,所以整体进度相对Optimisitic Rollup也是更低的。

图上有核心的几个做ZK Rollup的项目,现在也出现了一些新变化的ZK 技术。而由于ZK Rollup和以太坊EVM的兼容性不够,很多以太坊的Defi项目都并没有使用ZK Rollup技术方案,更多是在尝试和探讨阶段,从长期是被看好的。

3、Validium

Validium的背后也是ZK技术,但它有不同于Rollup的一点。Validium的数据是不可用的,数据是在链下的。Validium的数据可用性是由链下的数据可用性委员会来决定的,有点类似POA的概念,相对是比较中心化的方式。数据可用性委员会由八位参与者组成,由他们决定数据是否可用,并且可以对网络中的账户进行冻结和修改。所以Validium的整套体系是比较中心化的。

但它本身延时性比较好,而且不容易受到攻击。但和EVM的兼容性也比较差。数据不可用是比较大的问题。GAS费也有可能会高,用的是透明设置,在Layer 2的区块未被填满时,可能GAS费会比较高。

目前主要使用Validium技术的是STARK Ex,基于这个项目的生态应用包括大家比较熟悉的dydx和DeversiFi。数据委员会这样的体系未来可能会适用于一些托管性的系统。可能传统的中心化体系想要进行Defi活动,我个人认为可能会更偏向于使用Validium体系

4、侧链

侧链是独立于以太坊的另外一条链,也不需要是POW或POS的,可以有自己独立的共识机制和区块参数。它的优点是,无论是POS等共识机制,目前解决性能的技术方案是比较成熟的。代码和数据也比较独立,不会增加同步的负担。

但侧链的问题是,安全性特别差。因为整套账本就是在侧链上的。侧链如果参与者不够,很容易作假。抗审查性差。比如POS参与者很少,就很容易作恶。最终性也会很差,就是如果作恶和造假,数据依然会被传输到主链上。所以侧链安全性的问题会比较大。

因为侧链可能存在的安全性问题,大部分项目方开始转向其他的解决方案。也有的Defi项目会选择同时做侧链和Rollup的技术解决方案,而更多会使用Rollup的方案。

5、状态通道

状态通道使用的人非常少,核心优势是延迟非常低。主要是做Layer 2和Layer 1之间的状态通路。它的问题是如果通道中断,就无法受到最新的情况。它的利用率比较低。状态通道要写得非常明确,需要填满多少ETH才可以。但填满需要很多笔交易,本身就比较慢。而且必须是写好的ETH数量,不能少和多,也会有很大的不可用性。

这就形成了状态通道可能的应用方向——小额支付。比如在游戏应用中可以使用状态通道的方式。因为都是小额支付,很容易状态通道可以被填满和使用。另外一个应用是预测市场。

因为状态通道内的状态都是被写死的,很多过于负责的金融行为是无法被写死的。比如有多少人参与Uniswap的交易是无法计算的,是没有上限的。而状态通道则需要把参与的人数等数值写死。就只能是适用于游戏和预测项目。比如预测下雨或不下雨的状态。游戏也是比较简单的状态类型。

虽然状态通道不是复杂的技术,但做起来很麻烦。要把整体状态都罗列进去是很麻烦的事情。

现在像Connext等项目正在做Layer 2之间的流动性,是使用了状态通道。因为Layer 2本身有些用的ZK,有些用的Optimisitic。Layer 2之间的流动性如何来实现,有些项目就是用状态通道来解决的。

以上是前半部分笔记的内容。

Layer 2的技术方案中还有最后一个Plasma的介绍将放到下篇笔记中介绍。

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