科普 | 各以太坊 Layer 2 擴容方案的評估對比_區塊鏈

隨著越來越多的擴容方案日漸成熟，以太坊二層網絡擴容方案也變得難以駕馭。

更棘手的是，每個解決方案都宣稱他們的方案是去信任化、安全、更經濟及易于使用的，

不應該人家說什么我們就當是什么，應該進行全面的盡職調查，這樣才能理解各種解決方案在不可避免的條件下所作的權衡。

概述

為了簡化問題，我們的評估將從以下四個方面著手，分別是：

安全性

性能/經濟性

易用性

其他

希望我們的綜合比較可以幫助開發者評估不同的擴容解決方案，并采用最適合其需求的解決方案。

除了這些問題之外，我們還匯總了一張對照表，可作為與解決方案提供商對話的起點。我們盡了最大努力保持對比的中立和客觀，但是在表格里簡潔地表達不同方法的細微差別仍然是一項艱巨的任務。我們希望更多的上下文能彌補這一問題。

非常感謝GeorgiosKonstantopoulos，JohnAdler，BenJones，JDKanani，PatrickMcCorry，JustinDrake和BrechtDevos，感謝他們對該表的審查和更正。

狀態通道

側鏈?0

Plasma

OptimisticRollup

Validium

zkRollup

示例

Pisa、Celer

Skale、PoA

OMG、Matic

OVM、Fuel

StarkEx

zkSync、Loopring

國務院：推進科普與區塊鏈技術深度融合:為貫徹落實黨中央、國務院關于科普和科學素質建設的重要部署，依據《中華人民共和國科學技術進步法》、《中華人民共和國科學技術普及法》制定《全民科學素質行動規劃綱要（2021－2035年）》，其中要求實施智慧科普建設工程。推進科普與區塊鏈等技術深度融合，強化需求感知、用戶分層、情景應用理念，推動傳播方式、組織動員、運營服務等創新升級，加強“科普中國”建設，強化科普信息落地應用，與智慧教育、智慧城市、智慧社區等深度融合。（新華社）[2021/7/10 0:40:52]

安全性

在線假設

有

使用保證金機制來繞過

有

使用保證金機制來繞過

無

無

大量退出能力假設

無

無

有

無

無

無

驗證者可聯手凍結資金

不可

可

不可

不可

可

不可

驗證者可聯手盜取資金

不可

可

不可

不可

可?1

不可

運營者密鑰暴露風險

高

高

一般

一般

高

低

密碼學經濟學攻擊風險

TRON數字錢包科普資料《波場錢包的現在過去與未來》已上線:據最新消息顯示，由TokenPocket聯合波場TRON官方，以及 TokenPocket 社區志愿者共同撰寫的《波場錢包的現在過去與未來》已正式上線。《波場錢包的現在過去與未來》又稱為波場錢包小白書，詳細介紹了當前TRON錢包與TRON生態密切結合的實例，是目前市面上最為詳細的TRON數字錢包科普資料。波場錢包作為波場公鏈生態中極為重要的入口，是波場生態的重要構成要素。波場錢包從一開始只提供權限管理、轉賬收款、節點投票等基礎功能，到如今不僅可以為用戶提供法幣交易、閃兌和去中心化交易所等方便快捷的交易服務，還能讓用戶直接在錢包上體驗波場上DApp，挖礦、DeFi、Staking等資產增值服務。詳情見原文鏈接。[2020/8/20]

一般

高

一般

一般

一般

低

密碼學元件

標準

標準

標準

標準

新

新

性能/經濟性

在Eth1上的最大吞吐量

1~無限?2

10K+

1~9K+?2

2K?3

20K+

2K

在Eth2上的最大吞吐量

1~無限?2

10K+

1~9K+?2

20K+

20K+

20K+

資金利用的效率性

人大附中物理老師李永樂科普拜占庭將軍問題和區塊鏈:5月14日，人大附中物理老師、科普視頻網紅李永樂在其公眾號發布視頻《拜占庭將軍問題是什么？區塊鏈如何防范惡意節點？》。李永樂老師在視頻中對拜占庭將軍問題和區塊鏈進行了講解，他表示，拜占庭將軍問題本質上指的是，在分布式計算機網絡中，如果存在故障和惡意節點，是否能夠保持正常節點的網絡一致性問題。在近40年的時間里，人們提出了許多方案解決這一問題，稱為拜占庭容錯法。例如蘭波特自己提出了口頭協議、書面協議法，后來有人提出了實用拜占庭容錯PBFT算法，在2008年，中本聰發明比特幣后，人們又設想了通過區塊鏈的方法解決這一問題。區塊鏈通過算力證明來保持賬本的一致性，也就是必須計算數學題，才能得到記賬的權力，其他人對這個記賬結果進行驗證，如果是對的，就認可你的結果。與拜占庭問題比起來，就增加了叛徒的成本。[2020/5/14]

無

有

有

有

有

有

需要額外的鏈上交易來開啟一個新賬戶

是

否

否

否

否

否?5

交易手續費

極低

低

極低

低

低

低

便利性

取款時間

1筆交易

1筆交易

1周?4、7

1周?4、7

1~10分鐘?7

1~10分鐘?7

人民數字FINTECH推出區塊鏈科普動畫:人民日報數字傳播發布微博稱，人民數字FINTECH出品《趣味科普|區塊鏈動畫》。[2020/3/31]

主觀終局性時延

即時

無

1筆交易

1筆交易

1~10分鐘

1~10分鐘

中觀終局性的客戶端驗證

可

不可

不可

不可

可

可

即時的交易確認

滿足

部分滿足

部分滿足

部分滿足

部分滿足

部分滿足

其它維度

智能合約靈活度

有限

靈活

有限

靈活

靈活

靈活

EVM字節碼可移植性

不可

可

不可

可

不可

不可

原生隱私選項

有限

無

無

無

有

有

注：

0?某些研究完全不認為側鏈應被歸入L2范疇，可見：https://twitter.com/gakonst/status/1146793685545304064

金色財經獨家分析 監管機構、媒體、業界提示詐騙風險 區塊鏈科普道阻且長:新華社今日發文表示，近來“區塊鏈”類詐騙案件頻發，不法分子以“投資虛擬貨幣周期短、收益高、風險低”為借口，騙取用戶信任并誘使其轉賬進行投資。無獨有偶，同日消息，騰訊手機管家安全專家也提醒此類風險，并從技術上提出防騙建議。在美國，監管機構警示加密貨幣欺詐現象普遍承諾高收益而不披露潛在風險。金色財經獨家分析，不法分子假借新技術之名進行詐騙，一方面是抓住民眾趨利的心理，一方面反映出區塊鏈科普的欠缺。區塊鏈是新興科技和底層技術并有改變社會生產關系的潛力，應該進行系統性的科普教育，當前，部分大學已經開始設置了區塊鏈課程，但對于普通民眾仍然有科普的需求，人們應該了解到系統和正確的知識，不僅要了解區塊鏈的好，也要明確局限和弊端，以在高收益的誘惑下，保持清醒客觀。[2018/4/11]

1?要看相關升級機制的實現，不過一般來說都可以

2?有非常復雜的限制

3?為保證與EVM的可組合性，吞吐量的上限是300TPS

4?這個參數實際上是可調的，但大部分研究員都覺得1到2周時間比較安全

5?要看相關的實現。zkSync是不需要的，但Loopring需要

7?理論上來說，可以通過流動性提供商緩解這個問題，但是會讓整個方案的資金利用效率性變差

1.安全性

在線假設

協議是否要求用戶在線？換句話說：是否需要用戶自己或通過受信任的代表監控擴容解決方案在鏈上的所有活動？

在某些情況下，可以將監控需求委派給受信任的各方，并提供與其服務用戶一致的激勵措施。但是，需要注意，如果受信任的代表在行為不當，其損失的金額始終不會超過保證金的大小。

大家應該考慮受信任的代表是否有機會竊取比保證金更多的價值，以及能在多大程度上承受這種風險。

大量退出能力假設

擴容解決方案的安全性假設是否包括所有用戶都能在短時間內成功退回到L1層？

如果出于安全原因，L2擴容方案的所有用戶需要在短時間內退出L2時，就出現這個情況。如果他們選擇留下，則運營者可能會進行一些操作耗盡仍留在L2中的資金。例如，在Matic方案中，所有用戶退出的窗口為1周。

但是，在網絡擁塞和DoS攻擊的情境下，這個假設能不能成立是很成問題的。例如，在給定時間范圍內大規模退出，以太坊網絡可能高度擁堵，可能導致交易無法及時打包。即使網絡并不擁堵，攻擊者仍可以嘗試操縱GAS價格以致交易不能及時處理。這是值得考慮的攻擊手段。

托管性

達到特定數量的L2驗證者能否無限期禁止用戶操作自己的資金？他們可以竊取用戶資金嗎？

如果希望在項目保持不受審查，那么這點尤其重要。

運營者熱錢包秘鑰暴露風險

L2擴容方案的資金安全是否取決于操作員保護密鑰的能力、而密鑰又必須時刻在線以保持系統正常運行？

眾所周知，熱錢包很難獲得真正的保護。

易受加密貨幣經濟攻擊

擴容方案應對加密經濟攻擊有多脆弱？是否基于博弈論假設？

有多種涉及加密經濟誘因的攻擊，包括：賄賂L2驗證者，賄賂L1上的礦工，創建黑產DAO?等。這些攻擊手段正在迅速發展，而依賴于博弈論假設的擴容系統，難以證明可以根除這些攻擊。

同樣還包括從技術上講不是盜竊但實際上是等效的場景。例如，對Validium的雙花攻擊，攻擊者無法通過設計竊取其他人的資金，但仍然可以雙花自己的資金。

密碼學元件

解決方案是否依賴于標準密碼學，還是利用了新穎的密碼學研究，例如SNARK或STARK？通常，越早創造的密碼學元件，被破解的機會就越小。越是最先進的和最近的原語，則對團隊實現的能力要求更高，并且需要有更多審核。

2.性能/經濟性

最大吞吐量

在以太坊1.0上擴容方案的最大可能吞吐量是多少？在以太坊2.0上呢？

盡管今天解決方案的吞吐量可能令人滿意，但是有理由展望未來，并預測額外吞吐量的需求，以及計劃采用的解決方案是否能夠適應未來。

資本利用效率

擴容解決方案的資本利用效率如何？是否需要大量資金才能運作？

對用戶而言，資本利用效率較低的系統成本會更高，并且可能會由于缺乏即時流動性而導致運營中斷。例如，支付通道的資金利用效率相對較低，因為通道運營商必須鎖定其平均通道數量的倍數，以確保通道不會達到容量上限。

開立新帳戶的成本

剛開始使用L2的新用戶是否需要在L1鏈上提交交易以在L2上開啟賬戶？

在比較表中，我們指出了方案的最佳實現是否需要提交交易，但是方案的實現可能會有差異。例如，zkSync和Loopring都使用zkRollup，但是Loopring要求用戶進行L1交易來開設帳戶，然而zkSync卻不需要。

3.易用性

提款時間

提款到L1需要多長時間？為了解決爭端，某些解決方案中的取款可能需要等待一周或更長時間。為了減輕這種漫長的等待時間，是否有流動性提供者為用戶提供流動性以換取風險溢價？如果存在這樣的流動性提供者，它們的可靠性和成本如何？由于快速提款也需要付出一定的代價，所以使用這種解決方案的真正代價有多大？

達到主觀終局性的時間

在協議的安全性假設下，交易需要多久達到不能在L1上被回滾的狀態？

我們用主觀終局性一詞的意思是，即使L1智能合約仍不能依賴此狀態，也可以說服外部觀察者相信交易的不可逆性。例如，在OptimisticRollup中，只需在以太坊上得到一次確認就能達到L1終局性，而完全終局性則需要大約1周的時間。

主觀終局性的客戶端可驗證性

輕客戶端是否能核實達到主觀終局性的時間？

繼續上面的示例，在OptimisticRollup中，進行1次確認就能達到L1終局性，但要確認交易是最終的，則必須下載整個Rollup狀態并執行上周的所有交易，以確保所有的OptimisticRollup塊都是正確的。

即時交易確認

擴容方案可以提供完全的交易即時確認，還是擔保下的即時確認？

大多數L2協議實現了“即時表觀終結性”，即，交易似乎將在UX上得到了即時確認。但只有支付通道為這些確認提供完整的安全保證，而在其他協議中，這些交易仍可以在L1中確認之前的一段時間內撤銷。不過，撤銷它們需要付出代價，它們都會因此失去一些安全保證金。

交易即時確認也取決于擴容解決方案的具體實施細節。

4.其他方面

智能合約

L2層是否支持任意可編程的智能合約，或者僅支持使用某些

謂詞實現的有限子集？

EVM字節碼可移植性

能否幾乎不做任何改動就移植現有以太坊合約？

原生隱私支持

該協議是否提供對隱私原生支持？

默認情況下，如果沒有低成本的屏蔽式交易，隱私將得不到非常有效的保護，因為各種平臺上進行的有關去匿名化的多項研究都雄辯地證明了這一點。

附言：關于zkRollup的旁注

有兩種有效使用zkRollup的擴容解決方案，您可以立即試用：Loopring和zkSync。它們之間的主要區別是底層證明系統的選擇不同。Loopring使用具有特定于應用程序的可信設置的Groth16SNARK，而zkSync使用具有通用可信設置的較新的證明系統PLONK。考慮到該證明系統在設計領域的最新突破，我們相信PLONK將成為zkRollup普及的重要加速器。我們也會在日后的文章中詳細介紹這項技術。

原文鏈接:?https://medium.com/matter-labs/evaluating-ethereum-l2-scaling-solutions-a-comparison-framework-b6b2f410f955作者:?AlexGluchowski翻譯:?登鏈社區翻譯小組

本譯文文原發于登鏈社區，EthFans經授權轉載。轉載中對譯文有少許改動。

Tags：區塊鏈ROLROLLING區塊鏈運用的技術中不包括哪一項基本技術TROLLERroll幣能出坐騎嗎Sing To Earn

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