以太坊擴容方案綜述——用你聽得懂的方式

來源：Thor Hartvigsen

編譯：DeFi 之道

🧵本文主題：以太坊擴容方案綜述。

圖片來源：由 無界版圖AI 工具生成

以太坊擴容的未來已來！不過，到底什麼是 zk-Rollups、zkEVM 和 L3 呢？🧐

🧠這篇文章能幫你深入了解這些概念，用你聽得懂的方式。是時候提升你的知識儲備了。👇

文章將涵蓋：

⬩ 以太坊未來的主導地位

⬩ Optimistic rollups VS 零知識 rollups

⬩ 零知識以太坊虛擬機（zkevm）

⬩ L3

我們開始吧。

根據最近對區塊鏈和 DeFi 技術方面的一些研究，以太坊顯然將在 crypto 創新和採用方面佔據中心位置。我的觀點總結如下：

2021 年的 L1 敘事和循環是由以下因素驅動的：

1️⃣ 較高的區塊空間需求和較低的以太坊擴容性能（高 gas 費逼走了散戶）

2️⃣ 不可持續的流動性挖礦激勵推動了對其他 L1 鏈的需求。

今天這些 L1 鏈表現如何？

說句公道話，大多數 DeFi 的數據都在下降。

然而，Arbitrum 和 Optimism 的 TVL 以及每日用戶數量存在明顯差異。

請注意，Arbitrum 沒有原生代幣或任何激勵措施。

（數據來源：@DefiLlama‌, @Artemis__xyz‌）

這個熊市證明，隨着 gas 費的大幅下降，大多數鏈上活動都發生在以太坊。

現在可擴展的 L2 已經出現，並且繼承了以太坊的安全性，似乎下一個周期將更加聚焦於以太坊生態。

以太坊上有超過 435,000 個驗證者，而 Solana 僅有約 35,000 個，很多其他 L1 更是不足 1,000 個。

可擴展性本身是遠遠不夠的。

下圖進一步說明了競爭鏈和以太坊合併鏈（🦇🔊）之間的顯著差異。

所以很明顯，以太坊及其擴容方案將至少在未來的區塊鏈技術和 DeFi 中發揮重要作用。

但是這些不同的擴容方案之間存在很大差異。讓我們仔細看看👇：

Rollups（L2）僅保留每筆交易的少量數據，並壓縮剩餘的數據，從而降低以太坊主網的負載。

這就帶來了更高的 TPS（每秒交易筆數）和更低的費用。

如以太坊網站所述：

“L2 是一個單獨的區塊鏈，它擴展了以太坊並繼承了以太坊的安全保證。”

L2 是獨立的區塊鏈，可將交易包發送回以太坊主網。

因此，L2 區塊鏈繼承了與以太坊主網相似的安全性和去中心化水平。

這種模式使得以太坊主網能夠專註於安全性和去中心化，L2 專註於可擴展性。

接下來我們來分享一些術語：

⬩ Optimistic rollups：採用了欺詐證明（Arbitrum 和 Optimism）

⬩ 零知識（ZK）rollups：採用了有效性證明（zkSync、Starknet、zk-EVM）

關鍵詞：欺詐證明（fraud proofs）、有效性證明（validity proofs）

欺詐證明（Optimistic rollups）：

信息在 prover（證明者）和 verifier（驗證者）之間交換。

該信息被假定為真實的並被添加到交易批次中，隨後由 watcher（觀察者）進行審查以確保沒有惡意行為發生。

有效性證明（zk-rollups）：

在這裡，“證明者”和“驗證者”之間的信息交換依賴於密碼學和數學。信息是共享的，但從不對外透露。

有兩種類型的有效性證明，SNARKS 和 STARKS。STARKS 更具可擴展性。

有效性證明（zk-rollups）部署起來更加困難，但由於它們依賴於密碼學，因此具有更高級別的隱私和數據安全性。

普遍的共識是有效性證明和 zk-rollups 在大多數方面都是更優越的擴容技術。

這並不是說未來將僅由一種方案主導。我們已經看到 Arbitrum 和 Optimism 在構建可擴展模型和發展大型生態/社區方面都非常成功。

現在讓我們來談談 zk-EVM。

zk-EVM 是最受期待的擴容方案之一，有幾個產品正在默默蓄力，例如 @zksync‌ 和 @0xPolygonHermez‌。

這項技術已經進行了很長時間，終於可以面世了。

zk-EVM 使用 zk-rollup 來處理執行。更具體地說，通過 zk-SNARKS（一種有效性證明）用於驗證交易。

根據 Vitalik Buterin 的文章‌，現有的 zk-EVM 分為四種：

1️⃣ 完全等效於以太坊

2️⃣ 完全 EVM 等效

3️⃣ EVM 等效，gas 成本除外

4️⃣ 高級語言（Solidity）等效

這幾種類型的 zk-EVM 都面臨 EVM 兼容性和性能之間的權衡。大多數當前的 zk-EVM 項目都在 2 和 4 之間。

Polygon zk-EVM（Polygon Hermes）是類型 2。它仍然與以太坊非常兼容，但是為了獲得更好的性能而失去了一點兼容性。

性能以生成 zk 證明所需的時間來衡量。速度越快，可擴展性就越高。

zkSync 是類型 4——兼容性較低但性能更高。

由於較低的兼容性，這種類型更難實現。

zkSync 創建了他們自己的語言，將 Solidity 編譯到字節碼以及他們自己的虛擬機 ZinkVM。

通常情況下，字節碼會先被發送到 LLVM 編譯器，然後最後是 ZinkVM。

儘管兼容性較低，但根據 zkSync 團隊的說法，將 dapp 從以太坊轉移到 zk-EVM 仍然很容易。

從 Bankless 和 zkSync 的那期播客來看，很多協議似乎對在這個即將到來的 zk-EVM 有很大的需求。

zk-EVM 很複雜，我建議你可以額外閱讀更多相關信息，因為這篇文章僅涉及表面。

現在讓我們講講 L3 👇

Layer 3？為什麼我們要在 Layer 2 技術還在開發的時候談論 L3？

L3 可以被視作聚焦於應用的特殊 rollups，並為那些希望以可擴展和安全的方式將業務上鏈的公司提供了許多用例。

這裡用 Starknet 舉例。

L3 更具體地說是“validium”或“volition”。

Validiums（L3 的一種類型）是一種 zk-rollup，其中數據在鏈下處理（例如在 L2 上）。

在下圖中，StarkEx 是面嚮應用的 L3，而 Starknet 是 L2。

L3 生成鏈下證明，以提高每秒交易量的可擴展性。

然後將它們批量發送到 L2，就像 L2 將大量交易發送到 L1（以太坊主網）一樣。

那麼這種模式是不是可以永遠持續下去，隨之誕生 L4、L5、L6 呢？

這裡要做出的權衡是可擴展性 VS 安全性。離以太坊主網越遠，就越不安全。

zkPorter（zkSync 的產品）也是 L3。用戶可以選擇具有更高 TPS 但安全性較低的 L3 或具有更高安全性但 TPS 較低的 zkRollup（L2）。

上述 L3 結構統稱為 validium。

而 volition 本質上是 L3 和 zk-Rollup L2 的結合。因此，在這種情況下，用戶不必在安全性和 TPS 之間做出選擇。

信息量好大啊。如果你真的想了解這方面的信息，我建議你多讀幾遍，同時研究文章內的圖片——至少對我來說幫助很大。