以太坊的演變:無限潛力的雙層擴展和一鍵多鏈。


作者YBB Capital的研究員Ac-Core提出,在跨鏈資產轉移中存在驗證流程複雜且昂貴的問題,現有橋接器面臨信任和安全挑戰。一鍵發鍊是一種折衷的資產橋接方案。在市場中,OP Stack和Superchain佔據主導地位,Base是成功代表。 AggLayer依託以太坊易被接受,但需確保安全性和可靠性。 Elastic Chain需評估ZKsSync的發展。 Rollup的主要應用仍是DeFi,其他應用如SocialFi和NFT市場可能需要更多觀察。隨著一鍵發鏈的推動,Rollup數量將增加,但市場可能會更注重頭部項目。

作者:YBB Capital 研究員Ac-Core

結論

跨鏈資產轉移因不同區塊鏈的架構和意識形態機制各異,缺乏統一標準,導致驗證流程複雜且昂貴,資產流動;現有第三方橋接器面臨信任和安全挑戰,中心化橋接器需求維持流動性,成本轉嫁用戶,一鍵發鏈類似解決三角問題,是折中的資產橋接方案。

市場成熟度OP Stack與Superchain最搶佔市場,Base已成為成功代表;AggLayer依託與以太坊的兼容性更容易被接受,但需保證聚合過程的安全性和可靠性;Elastic Chain需評判ZKsSync自身的發展,無論市場或技術上仍是短期看OP,長期看ZK。

在產業創新不足的背景下,DeFi仍是Rollup出現的主要應用。現階段DePIN、RWA、大型GameFi在Rollup中出現的機率不高,SocialFi和NFT市場會在Rollup出現,但市場熱度未知。馬太效應整體適合區塊鏈、無限增發的Rollup趨勢長期關注頭部,短期關注中下游。

一、連結鏈間的孤島:橋接器的問題

當我們進行跨鏈資產轉移時,不同的區塊鏈各自擁有獨特的架構、共識機制、狀態證明和狀態轉換,而缺乏統一的標準和互通性導致跨鏈通訊和資料交易所存在一定的複雜性這些驗證過程通常極為昂貴,無法在鏈上執行。這種限制導致使用多重簽名委員會來證明對方鏈狀態的認證網路拓撲。所以目前沒有一種能夠實現所有區塊鏈之間互通的通用去中心化的標準或協議,這限制了資產在不同區塊鏈之間的自由流動。

為促進跨鏈資產轉移,雖然出現了大量第三方橋接器,但這些橋接器在營運上面臨著「信任問題」的巨大網路安全挑戰。即使中心化橋接器能夠完全保證安全,仍需要在每個環節個整合鏈上維持足夠的流動性來維持運營,其成本也轉嫁用戶。目前存在著無法滿足原有的去中心化資產橋接和難以對第三方橋接器產生信任的問題,ZKsync、Polygon、Optimism三者分別推出了自己更為原始的Elastic Chain、AggLayer、Superchain Understandinger的本地化多鏈擴展方案。

二、ZKsync3.0:彈性鏈

圖片來源:zksync.mirror

2023年ZKsync背後的主要開發公司Matter Labs發布了他們的ZK Stack,這是一個允許開發者在ZKsync技術基礎上構建自己的區塊鏈的工具包,從本質上講這些鏈定制都會通過彈性鏈(彈性鏈)相互連接,讓ZKsync 3.0從單一以太坊L2變成彈性鏈。

ZKsync 3.0協議的核心升級於2024年6月7日發布,是ZKsync現階段最複雜的一次升級,將ZKsync L1橋重新配置為共享路由器協議,以支援不斷擴大的可互操作ZK鍊網絡,ZK Rollup ZK Stack框架支援鏈之間的本地、無信任、可見互通性。

根據Matter Labs的解釋:「Elastic Chain是一個由ZK Chains(rollups、validiums和volitions)組成的無限可擴展網絡,它們的數學驗證方法保證了其安全性,並在統一的用戶體驗下實現無縫互操作操作,旨在讓使用者在不同的ZKsync生態系內的互通性更加順暢流暢。

2.1 Elastic Chain彈性鏈架構

Elastic Chain並不是單單依賴ZK技術實現的相同,也無法透過給其他非ZK的多鏈系統加上ZK論證的「碎片」來實現,先從高緯度來看其網路是由ZK Router、ZK Gateway、 ZK Chains三部分來實現的。

ZK路由器(ZK路由器):

核心路由機制:ZK Router是ZKSync 3.0架構的主要路由元件,負責協調網路中不同鍊和節點之間的通訊和資料傳輸;

跨鏈通訊:透過高效率的跨鏈通訊協議,ZK Router確保不同鏈之間的資料能夠快速、安全地傳輸,提升整體網路的互通性和效能。

ZK閘道(ZK閘道/出入口):

入口和出口節點:ZK Gateway作為ZKSync 3.0網路的入口和出口節點,處理外部區塊鏈(例如以太坊主鏈)與ZKSync網路之間的交互;

資產橋接:負責資產在外部區塊鏈和ZKSync網路之間的橋接和轉移,確保資產能夠安全地在不同鏈之間流動;

交易聚合:將使用者的交易聚合成批量,然後產生零知識證明,提交到外部區塊鏈進行驗證,減少鏈上資料負載和交易費用;

中介軟體:整體可以理解部署在以太坊和ZK Chains之間的中間件,以促進ZK Chains之間的全面互通性。

ZK Chains(ZK鏈本身):透過產生和驗證零知識證明確保交易的有效性和安全性,將結果提交給ZK Router進行匯總和協調。並透過ZK Gateway和L1智能合約相互連接,使用ZK Stack構建完全獨立的運行,可自訂的自主Rollup、Validium或Volitions。

根據ZKsync解釋,Gateway是Elastic Chain的關鍵組件,可以實現ZK Chains無縫結算到以太坊。透過Gateway提交證明和資料到以太坊,具有以下優勢:

跨批次和跨鏈的證明合成,降低L1驗證成本;

狀態差壓縮用於發送到網關的小批量資料進行壓縮,並以高效大批量的方式轉發到L1;

透過驗證鏈的證明更快的最終確認並防止其矛盾,以實現低延遲的跨鏈橋連接,這由大量驗證者的質押來強化。 ZK Chain消耗了信任其他鏈;

每個ZK鏈的活躍性由其驗證者獨立管理,Gateway不影響其活躍性,鏈條可以自由離開Gateway;

抗審查性跨鏈強制交易將比普通L1抗審查交易免費,設定對所有用戶增加可及性。

ZK鏈使用ZK網關,可以直接到以太坊,並且可以隨時選擇離開ZK網關網路而不影響其鏈的安全性。 ZK鏈可以使用ZK網關和直接結算在以太坊之間自由切換。網關將由去中心化、無信任的驗證者群集操作,以確保網路的彈性和可靠性。參與這個去中心化驗證過程需要ERC20代幣。 ZKSync網路治理將指定一種代幣用於此目的(是ZK代幣)。

驗證者將收取橋接費用以及每位元組狀態差資料發佈到ZK Gateway的費用。這為驗證者提供了加入ZK Gateway的激勵,因為隨著越來越多的價值交易上鍊,他們的收入可以成同時,由於驗證者提供的重新壓縮的服務,通過ZK網關結算的數據將比直接在以太坊網路上的結算更便宜,這可能也是大多數ZK鏈可能會選擇加入的原因。

三、Polygon 2.0:Agglayer

以太坊的演化:雙層擴展與一鍵多鏈的無限潛力

圖片來源:Polygon Agglayer

3.1 Agglayer 設計來源

與OP Stack和ZK Stack類似,可使用Polygon CDK創建的區塊鏈可直接接入聚合層,利用其統一的橋接和安全性服務,實現與其他區塊鏈的互操作性共同構成了Polygon 2.0的核心架構。

Agglayer 的核心思想來自Umbra Research 提出的共享有效性排序(Shared Validity Sequencing)設計,該設計旨在實現多個Optimistic Rollup 之間的Atom跨鏈互通性。透過共用排序器,系統可以統一處理多個Rollup的交易排序和狀態根發布,確保Atom性和條件執行。

實現邏輯:需要透過以下三個元件:

共用排序器:接收和處理跨鏈交易請求;

區塊建構演算法:共享排序器負責建構跨鏈操作的區塊,保證這些操作的Atom性;

共享騙局證明:在相關Rollup之間共享騙局證明機制,以強制執行跨鏈操作。

由於現有Rollup 已具備Layer 1 和Layer 2 之間的訊息傳遞功能,Umbra 只需增加一個MintBurnSystemContract 合約(Burn 與Mint)來實現對三個元件的補齊。

細胞:

鏈A上的Burn操作:任何合約或外部帳戶都可以調用,成功後記錄到burnTree;

鏈B 上的Mint 操作:排序器在執行成功後記錄到mintTree。

不受限制且嚴格:

Merkle 根的一致性:鏈A 上的burnTree 和鏈B 上的mintTree 的Merkle 根必須一致性,保證以跨鏈操作的一致性和Atom性。

系統運作:

共享排序器負責將兩個Rollup 的交易批次和聲明狀態根發佈到以太坊。它可以是中心化的,也可以是去中心化的(如Metis)。排序器接收交易並為Rollup A 和B建立區塊。對於A上的交易,如果與MintBurnSystemContract交易成功,則嘗試在B上執行對應的Mint交易。如果Mint交易成功,則包含A上的Burn交易和B上的Mint交易;如果失敗,則排除這筆交易。

3.2 Agglayer的核心組件:

在Polygon 2.0的Agglayer中,統一橋(Unified Bridge)和悲觀證明(Pessimistic Proofs)是其核心組件。

1.統一橋(Unified Bridge)

技術框架:

跨鏈通訊:統一橋的核心實現不同鏈之間的無縫通訊。它透過跨鏈通訊協定來實現不同的Layer2解決方案和以太坊主鏈之間的資料和資產轉移。

流動性聚合:該橋樑將不同的Layer2解決方案的流動性聚合,使用戶能夠在不同的鏈之間自由移動資產,而擔心流動性去中心化的問題。

實作邏輯:

訊息傳遞:統一橋透過訊息傳遞機制來實現跨鏈通訊。訊息包含交易的相關訊息,並透過橋樑協議在鏈間傳遞;

資產鎖定與釋放:當使用者在一條鏈上鎖定資產時,統一橋會在目標鏈上相應地釋放等值資產。這個過程需要利用智能合約來確保安全和透明;

互通性協定:為了確保不同鏈之間的互通性,統一橋採用標準化的互通性協定。這些協議定義瞭如何處理跨鏈交易、如何驗證交易的有效性,以及如何處理潛在的衝突。

以太坊的演化:雙層擴展與一鍵多鏈的無限潛力

圖片來源:聚合區塊鏈:一個新論點

2. 悲觀證明(Pessimistic Proofs)

技術框架:

安全性:悲觀論證是一種安全措施,旨在防止欺詐性交易。它透過在交易驗證過程中引入額外的驗證步驟,確保所有交易都是有效的;

延遲驗證:與樂觀論證(Optimistic Proofs)不同,悲觀論證假設交易可能是惡意的,並在確認之前進行全面驗證。

實作邏輯:

初步驗證:在交易提交後,系統會立即進行初步驗證。這包括檢查交易的基本資訊和簽名的有效性;

深度驗證:初步通過後,交易會進入深度驗證階段。系統會呼叫一系列智能合約,檢查交易的複雜性和潛在的驗證風險;

爭議解決:如果在驗證過程中發現任何問題,系統會觸發爭議解決機制。該機制允許用戶和驗證者提交額外的證明,以解決爭議並確保交易的最終效果。

透過統一橋和悲觀證明,Agglayer能夠提供一個高度安全、可擴展和互通的區塊ChainLink境。這些組件不僅增強了系統的安全性,還簡化了跨鏈交易的操作,使用戶能夠更加輕鬆地在不同鏈之間進行交互,擴展內容見YBB Capital往期文章《從層級到聚合,探索Polygon 2.0的Agglayer核心》(1)

四、樂觀主義:超級鏈解釋者

Optimism於2023年率先開啟了一鍵發鏈的道路,第一項工作就是為OP Stack建立一個統一網路的標準。 OP Stack是坊以太坊擴展解決方案-Optimism超級鏈的啟動平台,同時也是所有使用OP堆疊建構L2進行互動和交易的樞紐。

想必大家對於OP Stack已經有些熟悉了,簡單來說,Optimism Superchain會共享一個共同的OP Stack開發堆疊、橋接、通信層和安全性,以確保各個鏈能夠協調一致地進行通信,並作為一個單獨的此結構可解析為五個不同的層,每個層都有其特定的目的和功能:

資料可用性層決定是基於OP棧的鏈原始輸入主要透過以太坊DA取得;

排序層控制使用者交易的收集和轉發方式,通常由單一序列器管理;

導出層將原始資料處理成執行層的輸入,主要使用Rollup;

執行層定義系統狀態結構和轉換功能以太坊虛擬機(EVM)是中心模組;

結算層允許外部區塊鏈透過基於證明的故障證明查看OP堆疊鏈的有效狀態。

相較於彈性鍊和聚合層,樂觀超級鏈的出現早期搶先佔領了市場,也跑了生長基地並在每天的天然氣支出中投入了勞動力,觀察反應生長基地的鏈上活躍度。

以太坊的演化:雙層擴展與一鍵多鏈的無限潛力

圖源:Dune Optimism – 超鏈鏈上數據

五、一鍵發鏈的優勢思考

5.1 AggLayer、Superchain、Elastic Chain的競爭景觀

(本章節僅代表作者個人觀點)

以上擴展方案均是圍繞各自Rollup擴容敘述的一次延展,從市場成熟度出發OP Stack與Superchain率先搶佔了市場,Base已經是幾乎成功的代表。

AggLayer的兼容性較差,可直接在現有的以太坊網路上運行,不需要對底層協定進行路由修改,更容易被現有的以太坊用戶和開發者接受,這種方案的優點是能夠有效利用現有的以太坊網絡,其挑戰在於如何確保聚合過程的安全性和可靠性。

Elastic Chain現階段的初步判斷是需要評判ZKsync生態的發展和社區的建設,如果ZKsync自身沒有發展起來,Elastic Chain吸引開發者和社區維系的熱情可能會受到阻力,無論是市場技術角度考慮,仍然是短期看OP長期看ZK。

另一種透明方案會帶來Rollup的擴容問題:中心化程度中心化。隨著近期出現的Based Rollup的擴容方案在未來可能是潛在的競爭對手,它將上述排序器直接替換了L1即以太坊本身的方式,讓L2不再需要額外的排序器或複雜的驗證步驟。這種劇烈的擴容,雖然同時存在一些潛在的MEV問題,但後續發展仍值得關注。

以太坊的演化:雙層擴展與一鍵多鏈的無限潛力

圖源:ZKsync – 彈性鏈簡介

5.2Rollup未來的發展趨勢與應用的創新

整體來看,隨著「一鍵發鏈」的推動,作為以太坊主擴擴容方式的Rollup數量將會不斷增加。甚至是2023年坊比特幣生態的大爆發,其非突破性擴展也成就了許多以太坊的擴容邏輯。在市場創新不足的背景下,Rollup 的應用創新和影響可能有限。

對於每條VM鏈,無論市場變化如何,TVL仍是主要指標,因此最先出現的應用仍是各類DeFi協定。另外可能會出現SocialFi協議和NFT交易市場。

在其他迭代中,DePIN在Rollup和L1上難以發展,龍頭可能在Solana出現;RWA概念在L1上發展機率增大,在Rollup上信心不足;GameFi同時出現,但大型遊戲只是專注於GameFi的Rollup 上有機會。因此,目前階段最確定的應用仍是DeFi 類別。

然而,區塊鏈的馬太效應明顯,多鏈時代的到來,資源將中心化於頭部項目,強者恆強,消耗淘汰。

擴充連結:

(1)從聚合到聚合:探索Polygon 2.0的Agglayer核心

https://medium.com/ybbcapital/from-modularity-to-aggregation-exploring-the-core-of-polygon-2-0s-agglayer-e492dd05ceb9

參考文章:

【1】彈性鏈簡介

https://zksync.mirror.xyz/BqdsMuLluf6AlWBgWOKoa587eQcFZq20zTf7dYblxsU

【2】zkSync 協定升級v24:新的預編譯、更多blob、Validium 等。 #519

https://github.com/zkSync-Community-Hub/zksync-developers/discussions/519

資訊來源:0x資訊編譯自網際網路。版權歸作者YBB Capital所有,未經許可,不得轉載

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