行業開始意識到二層(L2) 可擴展性解決方案的重要性。背景
最近，像Solana和BNB Chain這樣流行的一層網絡由於同時運行著DeFi協議、NFT市場和Web3遊戲而導致網絡宕機。同樣，以太坊也因網絡擁堵和困擾其網絡的昂貴Gas費而飽受批評。由此，行業開始意識到二層(L2) 可擴展性解決方案的重要性。
根據以太坊基金會的說法，rollups目前是解決可擴展性問題的首選L2 解決方案。除了rollups之外，還存在其他L2 解決方案（例如側鍊和子網）來解決可擴展性的三難困境。
特別是，隨著今年早些時候DeFi Kingdoms和Crabada子網的部署，Avalanche 的L2 可擴展性解決方案Subnets 最近獲得了相當多的人氣。在某些情況下，子網本質上是側鏈，除了子網可以選擇使用來自主網的驗證器。目前，子網和側鏈似乎是web3遊戲的首選L2 擴展解決方案。
有這些不同的L2解決方案，它們實際上是如何相互疊加的？在本文中，我們將深入探討rollups領域，以討論其中的最新發展和痛點。我們還將分析與自定義鏈（子網或側鏈）相關的rollup，並研究這些不同的L2解決方案實際上是如何相互疊加的，尤其是在GameFi 領域。
ZK-Rollups 前景、近期發展和痛點
通過將壓縮的鏈下交易打包到L1網絡上的單個訂單中，Rollups實現了降低gas費用並擴大任何特定L1的交易容量。這樣，L2可以執行計算，而L1只需驗證它們。由此，Gas 費用將在一堆交易中分攤，數千筆交易可以集體完成。
Rollups有兩種不同的方案：Optimistic Rollups和zero-knowledge rollups (“ZK-Rollups”)。兩者在驗證方法上有所不同。
Optimistic Rollups 假設所有交易都是有效的，並且不經驗證就將它們發佈到基礎層。然後，驗證者在7天的挑戰期內修改有爭議的交易。
另一方面，ZK-Rollups 創建一個加密證明並將其作為有效性證明的形式發佈到主網。目前，使用ZK-Rollups 的交易可以在大約10 分鐘內完成。
資料來源：l2beat.com（數據截至2022 年6 月7 日）
從上圖可以看出，就TVL 而言，Optimistic Rollups 目前佔據了整個市場份額的72%。上述缺乏EVM兼容性似乎使ZK-Rollups處於次要地位，大型DeFi 玩家在擴展到rollups 時並未選擇ZK-Rollups。
隨著Optimistic Rollups的成熟，大多數大型DeFi項目已經根據需要採用了該方案。然而，一周的等待期常常讓該領域的新用戶不知所措。作為替代方案，在考慮GameFi可擴展性、NFT市場和web3應用程序時，ZK-Rollups可能是需要更高吞吐量和更便宜交易費用的網絡的可能解決方案。
ZK-Rollups 中有兩種主要的密碼證明方法。 Loopring 和zkSync 採用的技術創建了一個零知識、簡潔、非交互式零知識證明(ZK-SNARK) 來驗證主網中的交易包。 ZK-SNARK 於2012年成為焦點，並被ZK-Rollups先行者廣泛採用。
另一方面，零知識、可擴展、透明的零知識證明（ZK-STARK）技術相對較新，由StarkWare 於2018年發布。 ZK-STARK 被認為比ZK-SNARK 更加透明和可擴展。這項有前途的技術最近將StarkWare 的估值推高至80億美元，這輪融資由Tiger Global 牽頭。
StarkWare
StarkWare提供兩種主要的ZK-STARK解決方案：StarkEx和StarkNet。
StarkEx是為特定應用的ZK-Rollups設計的Validium解決方案，被衍生交易平台dYdX、web3遊戲和NFT Marketplace Immutable X採用。
Validium是一種擴展解決方案，採用與通用ZK-Rollups相同的有效性證明，但不將數據存儲在主網上。但是，採用Validium的風險在於數據可用性管理器可能會控制用戶的資產，從而引發安全問題。然而，鏈下數據存儲繞過了主網上的交易處理，反過來，與通用ZK-Rollups相比，它顯著增強了可擴展性。
資料來源：l2beat.com（截至2022 年6 月8 日）
StarkNet是StarkWare推出的通用rollup，於今年2 月完成推出。值得一提的是，Immutable X 包含一個Volition模型，允許用戶在Validium 模型或通用ZK-Rollup 之間進行選擇。隨著TVL逐漸回暖，StarkWare專注於將StarkNet的TPS加速到優化水平。
Cairo是StarkNet的編程語言。 StarkNet本身並不支持EVM，在撰寫本文時，Nethermind 的Warp團隊正在開發一個將以太坊Solidity語言轉成Cairo語言的轉譯器。
StarkEx的Web3遊戲足跡
借助ZK-Rollups，web3遊戲可以顯著降低用戶的交易成本，避免網絡擁堵，並從以太坊的實測安全性中獲益。因此，Sorare、Immutation X 等生態系統已採用StarkWare的可擴展性解決方案，努力支持其平台上的web3遊戲。
Sorare是一款著名的足球卡牌遊戲，在以太坊主網流行，然後通過採用StarkEx轉移到L2。 Sorare選擇ZK-Rollups來擴容，同時確保不犧牲安全性和去中心化。
Immutable X是基於以太坊的NFT市場的L2平台。它通過將計算轉移到鏈下來提供零Gas費和即時交易。根據DappRadar數據，目前有四款活躍的web3遊戲在Immutable X的幫助下執行NFT交易。 Gods Unchaine是最突出的一款，擁有約5000名用戶，高峰時的日交易量為150萬美元。
Illuvium是最新加入Immutable X平台的web3遊戲，在其正式遊戲發布之前，Illuvium銷售了7200萬美元的虛擬土地成為備受關注的新聞。
總之，在ZK-Rollups中構建遊戲可以通過兩種方式完成。第一個是通過像Immutable X這樣的解決方案，第二個是通過建立一個單獨的ZK-Rollup，類似Sorare所選擇的。比較這兩種方法，Immutable X的解決方案已被證明更具成本效益。然而，重要的是要注意Immutable X仍然缺乏採用，並且ZK-Rollups迄今為止尚未在web3遊戲領域獲得牽引力。
路印Loopring
Loopring是內部開發的ZK-Rollup 解決方案。截至撰寫本文時，該協議是TVL最大的通用ZK-Rollup鏈。路印在戰略上專注於交易和支付，而其支持web3遊戲的努力僅體現在與GameStop合作建立Gamestop NFT市場。目前平台上沒有運行web3遊戲。
Matter Labs（zkSync背後的團隊）
Matter Labs是zkSync擴展解決方案背後的團隊。它使用ZK-SNARK，並提供鏈下Validium 解決方案zkPorter和鏈上通用rollup zkSync。
ZKSpace是從zkSync分叉出來的，並且採用相同的ZK-SNARK技術來解決可擴展性問題。 zkSync指出，ZKSpace自分叉以來一直處於封閉狀態，存在安全風險的可能性。截至撰寫本文時，ZKSpace（以前稱為ZKSwap）擁有協議ZKSpace、ZKSwap 和ZKSea（尚未上線）。
Matter Labs於2022年2月在公共測試網上推出了zkEVM，這是第一個與EVM兼容的ZK-Rollup。 zkEVM仍在開發中，旨在運行99%的Solidity合約。這標誌著ZK-Rollups與以太坊主網並行運行並與Optimistic Rollups競爭的重要里程碑。
Matter Labs目前也在設計一個Validium解決方案zkPorter。如果Matter Labs打算將web3 遊戲吸引到其平台上，zkPorter可能正是它所需要的。然而，Matter Labs似乎仍然專注於構建通用ZK-Rollups。
Polygon
Polygon 在形成自己的L2可擴展性解決方案方面非常積極。其ZK-Rollups產品包括Polygon Hermez (ZK-SNARK)、Polygon Zero (ZK-SNARK)和Polygon Miden (ZK-STARK)。 Polygon於2021年收購了ZK-Rollups擴展項目Hermez和初創公司Mir，並獲得了構建其ZK-Rollups的專業知識。
截至撰寫本文時，只有Polygon Hermez處於活動狀態。它可用作DeFi項目的通用ZK-Rollup，TVL僅為366,000美元。 Polygon Hermez尚未吸引很多項目，可能是由於缺乏EVM兼容性。然而，Polygon可能已經通過其PoS側鍊或超網戰略性地瞄準了web3遊戲開發者，並且尚未將其重點轉移到ZK-Rollups。
痛點及小結
通用ZK-Rollups的一個反復出現的問題在於它們的EVM兼容性。我們注意到，以太坊中的大多數DeFi玩家選擇Optimistic Rollups或Polygon PoS作為他們的L2擴展解決方案。例如，Curve選擇了Optimism；Aave V3用於Polygon、Optimism和Arbitrum；Uniswap 已擴展到Optimism和Polygon。 zkEVM正在由Matter Labs進行測試，而Nethermind正在為StarkNet開發一個轉譯器。有可能在EVM兼容性方面的任何突破最終都將有助於在未來將DeFi項目吸引到ZK-Rollups。
另一個問題是ZK-Rollups中缺乏通信。這會導致流動性斷裂和集中排序過程可能引發安全問題。然而，Immutable X 新推出的cross-rollup流動性解決方案可能預示著更具流動性的rollup生態系統。
ZK-Rollups尚未在NFT和web3遊戲領域獲得關注，這是有充分理由的。 Gods Unchained不斷失去用戶，自採用Immutable X的解決方案以來，其交易量急劇下降。同樣，Sorare在進入rollup後無法在以太坊主網中重複其成功。儘管在上述示例中ZK-Rollups缺乏成功，但相比之下，Avalanche的子網在NFT和web3遊戲中都找到了更穩固的基礎。
Avalanche子網和Polygon
Avalanche子網簡介
來源：https ://docs.avax.network/learn/platform-overview
Avalanche的主網絡由三個區塊鏈組成——X、P 和C 鏈。每條鏈在維護Avalanche的完整性以及創建新資產或區塊鏈方面都有不同的用途。
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交易所鏈（X-chain）是Avalanche 上默認的資產區塊鏈，支持創建新資產、交易和跨子網轉移。
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平台鏈（P-chain）是元數據區塊鏈，它協調驗證者、跟踪活動子網並啟用新的子網創建。
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合約鏈（C-chain）是智能合約區塊鏈。它支持創建與EVM 兼容的智能合約。
Avalanche 使用擴展方法創建子網以進行水平擴展。子網不同於單個區塊鏈，它們之間的關係如下：
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子網是區塊鏈上的一組驗證器。
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每個區塊鏈只有一個子網（一組驗證者），而每個子網可以同時維護多個區塊鏈。
每個子網可以從五個驗證器開始，但為了網絡健康和安全，建議使用10個。在Avalanche 上創建子網只需要一個AVAX。但是，子網的每個驗證器也需要驗證主網絡——需要2000 個AVAX代幣，截至2022年6月9日價值約5萬美元。
子網創建被設計為無需許可且在要求上靈活，以允許不同的用例。例如，私有區塊鏈可能要求交易只能由子網驗證者查看；或驗證器必須先經過KYC/AML驗證，然後才能進入子網。
子網上的Web3遊戲
子網一直是L2可擴展性的聖杯，尤其是對於web3遊戲。 Avalanche一直在支持和發展其GameFi生態系統，並在子網中為他們找到一個歸宿。 Crabada和DeFi Kingdoms是他們的兩個先驅，Castle Crush目前正在開發其測試網。
資料來源：https ://cryptodaily.io/how-crabada-is-paving-the-way-for-p2e-games-on-avalanche/
從上表中可以看出，Crabada在Avalanche的C鏈上的gas費用份額最高時為38.93%。然而，與許多web3 遊戲類似，Crabada面臨著主網的網絡擁塞問題，從而促使他們轉向自己的鏈，例如子網。最近，Crabada從Avalanche C鏈轉移到了他們自己的子網Swimmer Network。隨著向Swimmer Network的遷移，Crabada玩家的gas費降低了85%，交易時間也大大縮短。
除了較低的gas 費用和較高的TPS 的明顯好處之外，還有其他好處可以吸引web3遊戲採用子網。通過擁有自己的子網，web3遊戲本質上可以更好地控制區塊鏈的預定參數。可以用他們選擇的代幣支付他們的Gas費。 Crabada現在使用$TUS 作為燃料代幣而不是$AVAX，燃燒了高達80%的用於網絡擴展的燃料。代幣燃燒抑制了代幣通脹並提高了代幣的效用。
值得注意的是，遊戲工作室一直在為整個遊戲生態系統構建一個子網，而不是像Crabada或DeFi Kingdoms採用的典型的每個子網一個遊戲的模式。
Avalanche還展示了其對在其子網上構建的web3遊戲的支持。在其最初計劃的1.9億美元Avalanche Rush推進DeFi生態系統發展之後，接下來有推出2.9億美元Multiverse計劃旨在加速生態系統的發展。
Polygon超網和側鏈
來源：Polygon博客/超網
Avalanche子網的一個競爭對手是Polygon超網（Supernet），它是Polygon Edge和Polygon PoS這兩個著名的側鏈解決方案之後的的擴展解決方案。如前所述，Polygon 的擴展解決方案相當激進，ZK-Rollups與超網和側鏈共存。
Polygon超網在web3遊戲領域仍然是新事物，還沒有經過很多實際應用。然而，超網解決方案被定位為具有更多功能的Avalanche子網的替代方案。值得強調的是，Polygon超網提供採用權威證明(PoA) 或權益證明(PoS) 鏈；從一組專業驗證者中進行選擇，以增強去中心化；以及與Polygon主網共享安全性的可能性。
Polygon PoS一直是web3遊戲的中心，Aavegotchi和Crypto Raiders等成功的遊戲在2021年取得了巨大成功。流行遊戲伴隨著高容量和交易問題。與Avalanche上的Crabada類似，Sunflower Land造成了嚴重的網絡擁塞問題，在高峰期消耗了Polygon上高達42%的gas。
簡而言之，Polygon 的各種擴展解決方案（rollups和超網）還為時過早。承載無數web3遊戲的側鏈Polygon PoS是最強大的選擇。然而，Polygon PoS與第1層通用側鏈有更多的相似之處，因為它擁有自己的一組驗證器並且仍然受到網絡擁塞的影響。我們認為它的超網更類似於Avalanche的子網，我們在下面與ZK-Rollups進行比較。
將自定義鏈與ZK-Rollups 進行比較
從本質上講，L2 ZK-Rollups和自定義鏈（Avalanche子網和Polygon超網）都是解決其各自L1區塊鏈遭受的可擴展性問題的解決方案。兩者都有很大不同的技術規格和使用它們的好處，我們將嘗試分解它們以更好地理解這些差異。
如果我們只關注web3遊戲的技術方面來決定是在L2還是Avalanche子網上構建，那麼有人可能會認為L2提供了更好的解決方案。但是，L2解決方案仍在開發中，尚未經過實戰測試。由於對自己的鏈的需求，子網似乎在web3遊戲中越來越受歡迎。
一般來說，與DeFi項目相比，web3遊戲不需要與更大的生態系統進行太多交互。它們通常具有閉環生態系統，在這些生態系統中，它們的代幣和NFT相互支持。在他們的生態系統之外，唯一的交互是時不時通過他們的網絡代幣，就像AVAX或MATIC一樣。
來源：https ://myria.com/games/
另一方面，頂級web3 遊戲工作室Gala Games或即將發布的Myria更喜歡建立在自己的區塊鏈上。這兩個工作室有多個遊戲，它們在一定程度上相互影響；因此，對他們來說，構建一起存在於同一區塊鏈上的遊戲更有意義。
儘管如此，鑑於目前大多數遊戲都是由單個項目團隊製作的，而不是更大集體的一部分，遊戲之間的協作很少。因此，較小的遊戲工作室採用子網而不是建立自己的鏈可能更合理。
除了技術規範之外，Avalanche Subnets和ZK-Rollups的核心區別在於Web3遊戲在各個子網或側鏈上的隔離。在這個階段，Immutable X仍然是一個生態系統，其中web3遊戲和NFT可以交互並相互構建，而Avalanche子網被單獨隔離到模塊化區塊鏈中。
項目如何在ZK-Rollups和子網之間進行選擇？
由於缺乏與主網的可組合性，子網和超網不是為DeFi項目設計的。與EVM兼容的ZK-Rollups適合部署智能合約並需要高級別安全性的項目。然而，由於ZK-Rollups的EVM 兼容性仍處於萌芽狀態，因此Optimistic Rollups似乎是DeFi項目唯一可用的選項。
很明顯，對於web3遊戲，子網已經表現出比ZK-Rollups更好的選擇。正如Avalanche子網的流行所證明的那樣，用於單遊戲/單鏈模型的單獨自定義鏈已獲得牽引力。
ZK-Rollups和Validium可能比自定義鏈有更好的技術規範，但它們仍在開發中。 ZK-Rollups 可擴展性解決方案不提供單獨的自定義鏈，它可能會由於單個項目的突然炒作而被“壓垮”。此外，創建像Sorare 這樣的單獨rollup會帶來高昂的成本和過渡的痛苦。
資料來源：ImmutableX、StarkNet、StarkEx
另一方面，Immutable X 最近發布了針對web3 遊戲的創新Layer 3解決方案。通過這種方法，遊戲工作室將能夠在不犧牲安全性和可組合性的情況下享受第3層中的超大規模解決方案。第2層和第3層集成整合了rollup解決方案的流動性，並加強了DeFi和web3遊戲之間的交互。雖然它似乎仍處於早期開發階段，但我們很高興看到Immutable X 還提供什麼其他功能。
總而言之，StarkWare和Immutable X從風險投資中獲得的飛漲估值已導致機構投資者在它們身上投入大量資金。這反過來又增強了人們對ZK-Rollups在以太坊生態系統內擴展可擴展性能力的信心。此外，Polygon仍然採取積極的方式來利用ZK-Rollups。因此，顯然ZK-Rollups的潛力尚未完全釋放——我們將密切關注ZK-Rollups未來將如何蓬勃發展。
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