摘要：為什麼Layer2被普遍認為是最好的擴容方案？本文比較長，一共七個部分： 通俗的方式理解zkrollup 和optimistic rollup Plasma 的簡單歷史數據可用性派系之爭op 派系之爭zk Immutable X 結論1. 通俗的方式理解zkrollup 和opt …
為什麼Layer2被普遍認為是最好的擴容方案？
本文比較長，一共七個部分：
通俗的方式理解zkrollup 和optimistic rollup
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Plasma 的簡單歷史
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數據可用性
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派系之爭op
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派系之爭zk
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不可變 X
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結論
1. 通俗的方式理解zkrollup 和optimistic rollup
側鍊是一條鏈，二層協議沒有鏈。側鏈也是鏈，所以有節點，有共識機制，有存儲板塊，有區塊。二層協議不是鏈，所以沒有節點，沒有共識機制，沒有區塊的概念。
Layer 2 沒有區塊的概念其實，也沒有節點，也不需要共識機制，所以在Layer2 方案的區塊瀏覽器上，其實看不到區塊的。現在去看Arbitrum 的瀏覽器，還有一個Bk，Block，仔細看看每個區塊其實就是每個交易，具體請看截圖。 Layer 2 的運營者只負責把交易排個順序然後拿去處理。而區塊鏈的關鍵之處就在於對交易的排序工作。
比如知名的三明治攻擊其實就是排序攻擊。你要發起一筆交易，付了50刀Gas 費，有人發現了這筆還沒處理的交易（在Mempool 裡面），然後花100刀Gas 費，做兩筆交易，一筆是跟你一樣的買你要買的幣，第二筆就是把買到的幣再賣給你。先買的價格低，后買的價格高。所以對方就用兩筆交易把你的交易夾在中間，先把你要買的幣買了，然後再提高價格賣給你。
你感受到的最後變貴了，交易的滑點，就是對方的利潤。這個和Uniswap V3 的精准單點流動性提供是一個意思（Just-in-time Liquidity）。
了解了交易這個排序的重要性之後，兩個Layer 2（zk 和op） 方案的區別簡單理解。
為了防止對zk 和op 不熟，再說一遍這兩個的區別：
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Zk 是零知識證明，先證明是沒問題，然後再把數據傳到主鏈。先查後乾。
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Op 是樂觀接受，先把數據處理了傳到主鏈，再等人來挑戰，一周時間內沒人證明是錯的，那就是對的。幹完再查。
換個通俗但是不嚴謹的方式理解。
既然排序那麼重要，那負責排序的就說了：我現在給你兩條路，一條呢是你就听我的，一大堆交易給我我來排序，處理完我把處理的結果關鍵數據傳到主鏈。你們要是對數據有意見有想法，我給你們一周時間，找到證據，反正原始的交易數據都在（這個就叫做數據的可獲得性，data availability），你們自己核對，有問題就舉報我，或者覺得我搞錯了舉報。要是你們挑戰成功，主鏈也會給你們解決問題。這樣只要我不出問題，我處理起來的速度就賊快。排序嘛，多簡單。
第二條路呢，就是我好好乾，每一次排序交易處理我都記錄一個證明，然後傳到主鏈的交易都有一個證明。這樣任何交易任何人任何時候都能夠隨時保證我幹的工作沒問題。但是缺點就是，每次我都要處理完事搞一個證明，這樣很累。所以速度就會很慢，而且越是複雜的處理邏輯，我幹的就越慢，這個你們要理解。
看完上面你應該你對兩個二層協議的方案有了一個大概的認知，如果還不懂也沒關係，後面還會更詳細的說。在此之前，先講講過去沸沸揚揚的Plasma 的擴容之路。
2. Plasma 的歷史
稍微過一下Plasma 的歷史。其實一開始以太坊在2017 年的最火熱的時候就很堵，那時候就已經有關於擴容方案大量討論的了。 Plasma 是第一個受到非常大關注的方案。因為提出人是V 神，還有來自Lightning 的Joesph Poon。
第一個版本的Plasma 叫做Plasma MVP（Minimal Viable Plasma）。這個版本肯定是行不通失敗了。第一個版本大概就是把一大堆交易按照特定的規則排列，然後一起處理（其實後續的改進很多都是對這些一批次一批次交易的數據存儲結構做改進）。
那麼MVP 的問題在哪裡呢？還記得上面說的負責交易排序的人嗎？這個人在二層協議裡就是操作員，二層協議需要考慮到操作員作惡的情況。所以zk 是操作員每筆留下一個證明，op 是操作員有一段時間的被挑戰期。 MVP 的問題在於：
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挑戰期依然存在，一周；
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如果考慮到操作員作惡，發起挑戰的時候需要把所有（注意，是所有，不是沿著默克爾樹驗證一條線）的交易全部驗證一遍才能核查；
後來V 神又做了一個新的版本，Plasma Cash。改變了交易集合的數據結構，同時還把資產都用非同質化通證來表示。這樣其實就解決了核查是要檢查所有人的所有交易問題。但是新的問題也出現了，用戶提現的時候需要證明自己的擁有權，在挑戰期用戶需要定期在線。此外在存儲方面，Plasma 對用戶的要求也比較高，要自己存下來所有的數據。最終結果就是失敗了。
3. 數據可用性
你發現了嗎？ zk 是把結果和對結果的證明加密後小部分數據傳到主網，來證明結果沒問題；op 也是要把結果和原始的記錄傳到主網，如果有挑戰能夠有證據可查。
說到底，二層協議最後，甚至到擴容方案都是數據可用性的問題。理解數據可用的最好方式是從主網的角度，主網的節點能不能獲得這些數據，並且是無條件的相信，也就是說二層協議處理的交易數據不能夠存在中心化服務器或者什麼地方。
以太坊主網把所有的數據都放在鏈上，任何人都能看能查，所以安全。但是這樣就慢、效率低。側鏈的解決方案比較徹底，直接搞個新的，側鏈的數據上側鏈，跟主鏈無關，所以主鏈的安全性跟側鍊是獨立的。這也是為什麼很多人普遍覺得二層協議才是最好的擴容方案。因為二層協議能夠利用主鏈的安全性。
在數據可用性方面，二層協議都把數據量減少，一個是給（跟主鏈比）比較少能證明交易沒問題的數據；一個是不給數據但是請你相信我，要不然就挑戰我然後我讓你相信我。並且挑戰的時候數據都是可用的，而且驗證過程相比於歷史的方案比較簡單。
現在再回頭看看還是V 神的這個推文：
其中SNARKs 和STARKs 都是零知識證明的方向，具體含義有興趣自己可以查查。 Fraud proofs 就是之前說的樂觀的rollup，直接翻譯叫做欺詐證明，其實就是之前說的挑戰— 拿出證據來證明交易有問題存在欺詐行為。
而下面的兩行就是在說數據可用性，on-chain 就是說二層的交易集合的數據對主網來說是可用的，而off-chain 則是說二層交易集合的數據對主網來說是未知的，不可用。
圖中的validium 之前沒有提到過，這裡解釋一下。 validium 就是在zkrollup 的基礎上，再把要傳到主鏈的部分數據捨棄，讓數據量更少，這樣交易處理起來也更快，還能達到交易免費執行的程度（這個下面還會細說，因為ImutableX 用的就是這個）。
所以順著這個圖，也就是我們今天比較熟悉，也是文章一開始說的兩類擴容方案，zk 和op。
op 熟悉的人可能更多，主要是因為Arbitrum 和optimistic 兩個上線，並且有很多項目（特別是土狗項目）。而zk 方案其實也挺多項目，比如說dydx，immutable X，gitcoin 捐贈的支付方式等。
4. 派系之爭op
啥啥都有派系，區塊鏈也是一樣。看開點，炒幣炒的不是漲跌，是人情世故。
就好像二層協議有zk 和op 兩個派系一樣，zk 和op 內部也都有各自的派系之爭。
op 的上面說了，就是arbitrum 和optimistic，兩個目前都已經上線。很明顯arbitrum 發展的更好，截止到目前為止，arb 一共處理了三百多萬筆交易。而optimistic 則只處理了二十多萬筆交易。但是！ optimistic 的瀏覽器做的更好一點，這個必須要說。
非常直接地告訴了是交易批次，不是區塊。而右邊的一層和二層的交易是要完全按照主鏈的規則記錄在主鏈，所以右邊有Bk，區塊的標識。相比於arbitrum 確實用心很多。
Arbitrum 和optimistic 的部分信息對比：
從目前的情況來看，兩個對比，Arbitrum 目前確實領先許多。
最近Optimistic 做了一次追溯性獎勵計劃，給生態中的項目發放獎勵。收到獎勵的項目一共有60個，一共100萬美元。仔細看看這些項目，基本上都是非常非常技術類型的項目，而非應用類型會發幣的項目。 V 神前兩天還寫了一篇回顧，點評Optimistic 的追溯獎勵做的非常棒，項目總體的質量比Gitcoin 11 期的還要高。這些技術類型的基礎設施對於以太坊生態發展尤為關鍵。
再仔细看 Opitmistic 的动态，一周前才刚刚完成链网络升级，而唯一地址数的飙升也是最近几天刚刚发生。在此之前 Optimistic 上甚至都可以用没有什么应用来形容。而 Arbirtum 从九月份上线后并没有停机维护过，目前的主要动态就是和更多的项目合作，让更多的应用部署到二层上。
不得不說，早期在Arbitrum 出現的土狗項目對於用戶和資金的吸引起到了很大的作用。
多說一句，幣安剛剛支持了Arbitrum ETH 的充值和提現。這樣以後從Arbitrum 上提ETH 應該都不用等七天了。在此之前還有一個可以用折價換流動性的方法，有協議提供這樣的服務。就是如果你想提1個ETH，還不想等七天。可以直接立刻提0.98 個ETH。或者說直接在主網借0.98個ETH。等7天后，你的ETH 提出來再還回去。
因為本身二層出錯是個概率事件，只要用戶的折價的收益能夠彌補錯誤率乘以總提現額，這個就跑得通。
5. 派系之爭zk
zkRollups 主要兩個派系，分別是Matter Labs 開發的zkSync 方案和Starkwave 開發的StarkEx 方案。其中zkSync 目前有兩代，分別上zkSync1 和zkSync2；Stark 那邊則分別是StarkEx 和Stark Net 兩代。
這幾個的區別Immutable X 的CTO 做了非常清晰明了的解釋：
對於您現在可以使用的網絡，StarkEx 有四個應用程序，用於交易的 DyDx 和 DiversiFi，以及用於 NFT 的 ImmutableX 和 Sorare。 zkSync 適用於具有 ZKNFT 的原始 NFT 功能的支付。
StarkEx 已經上線，有支持交易方面的dYdX，DiversiFi；還有ImmutableX 和Sorare 做NFT。而zkSync 那邊則是支付方面已經成熟，zkNFT 則是解決NFT 方面的問題。
如果還不明白，可以看下面的這個表格
關於兩個zkrollups 的開發團隊信息：
目前這兩個對比下來，也很明顯是StarkWave 這邊更勝一籌。目前利用StarkEx 技術方案的項目之前也提到了，知名的爆款dydx，immutablex，deversifi，sorare。根據StarkWave 官網的數據，利用自己方案項目的總鎖倉額已經超過了十億美元，交易超過了5100萬筆，累計交易量超過了2150億美元。
其他在應用和未來發展規劃方面的對比，前兩天Bankless 發了一篇文章《The best comparison on zkRollups today》，很詳細介紹了這部分內容，中文也已經有很多翻譯，有興趣可以去找找看。
6. 不可變 X
特別提一下IMX，一個聲勢浩大的二層協議，啥也沒幹先把幣發了。
IMX 用的是和dydx 差不多的方案，也就是zkrollups，這都沒啥。重點是因為遊戲鏈，道具裝備人物肯定都是NFT，雖然rollups 比主網便宜很多，但是如果是規模很大的遊戲，一樣會超級貴，多了還是會用不起。為了解決這個問題，IMX 就更激進，直接用了上面提到validium 方案。
Validium 和正常的zkrollups 的區別就是完全拋棄了數據可用性，打一個簡單的比方去理解就是。
我們把文章一開始例子裡面操作員要做的事情是批改學生的試卷。
Zkrollups 的方式是，操作員每批改完一份試卷，就把批改結果和試卷的照片拍個照，然後一起上傳到主網上。這樣大家直接就能看到考試分數。如果對考試分數有意見，直接看試卷的照片，看看自己是哪裡錯了批改沒有問題。
而validium 是直接把結果分數傳上去，試卷照片不傳。也就是拋棄了一部分的數據。對於主網來說，是找不到試卷在哪裡的，如果有意見，也沒辦法申訴，因為沒有試卷不知道錯在哪裡。再說一遍，這個就是拋棄了數據可用性，Data Availability。
但是這樣會讓整個批改過程（交易處理）變得賊快。
為了讓用戶放心，IMX 又搞了個委員會，定期把試卷照片傳到其他地方，就是IPFS。
但是傳到任何地方都沒用，只有在主網的區塊鏈裡面的數據，才是真的區塊鏈。放在其他地方再安全，他也不是所謂的crypto native。
當然，IMX 也知道這個，所以用戶未來直接在做交易的時候，可以選擇是正常的zkrollups 或者validium。按照官方的說法：“我們把選擇交給用戶。”
我們允許用戶通過一個名為“Volition”的系統在兩個 Validium 和 ZK-rollup 之間進行選擇，我們首先通過 Validium 提供最大的可擴展性，以允許應用程序將 NFT 擴展到數十億，同時保留在以太坊上。 我們走吧！
講實話，雖然能夠理解這樣的妥協。但是用戶知道個啥啊，交給用戶不一定是個好的選擇。
7. 結論
本篇其實沒有什麼結論，更多的就是一個科普/介紹/討論/筆記。因為涉及到二層協議，這是一個比較大賽道，技術設計架構方面也都比較複雜，我也不是技術出身所以必然有很多地方理解不到位。目的就是能夠讓一部分人大概能知道自己如果買了這些或者在這些協議活動，幹的是個什麼事情。加之最近中文內容有些不太平，中文非廣告的內容可能越來越少，就整理了一個出來。
參考材料
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https://www.crunchbase.com/organization/optimism/company_financials
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Offchain Labs – 員工、董事會成員、顧問和校友
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https://www.crunchbase.com/organization/offchain-labs/people
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https://medium.com/dragonfly-research/the-life-and-death-of-plasma-b72c6a59c5ad
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https://www.crunchbase.com/search/funding_rounds/field/organizations/last_funding_type/matter-labs
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https://www.crunchbase.com/organization/starkware-industries-ltd
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https://newsletter.banklesshq.com/p/the-best-comparison-on-zkrollups
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https://dune.xyz/ChainsightAnalytics/Uniswap-v3-Just-in-Time-(JIT)-Liquidity-MEV
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原文標題：《一個長長的Layer2 介紹/科普/討論/筆記》
