5分鐘了解Optimism發展歷史與未來方向_TIMI

以太坊作為單片區塊鏈在用戶與應用發展到一定體量后，受區塊鏈“不可能三角”的制約，缺點日漸凸顯。為解決困境衍生出鏈上擴容與鏈下擴容兩個方向。Optimism是一種鏈下擴容解決方案，將交易數據放在鏈上，在鏈下運行計算，增加以太坊TPS的同時降低gas費用。雖然交易發生在Optimism上，但數據會發送至以太主網進行驗證，因此這種方案不會犧牲以太坊的去中心化程度與安全性。同時Optimism在EVM兼容度方面的進展較為顯著，是目前L2中唯一實現EVM等效性的rollup。

Optimism是如何解決以太坊擴容問題的？

Optimism網絡中有兩種節點：sequencer與verifier。sequencer與verifier都會運行L2Geth，L2Geth是由Optimism創建的改良版輕量級Geth。所以，Optimism網絡與以太坊網絡非常相似。上線之初，Optimism只有一個由團隊管理的sequencer，計劃在穩定運行后進行去中心化。

網絡的運行流程大致如下：

·用戶將交易發送至sequencer，sequencer會對在L2中的交易副本進行處理；

·處理完成后，sequencer將交易數據與更新后的L2stateRoot提交至L1；

·上面提到的其它節點開始處理L2副本中的交易；

·為確保提交至L1的新stateRoot的正確性，verifier會將其新的stateRoot與sequencer提交的stateRoot進行對比；

·若存在差異，便會進入欺詐證明流程，即在L1中執行L2的交易，確保stateRoot結果的真實性；

·若欺詐證明的stateRoot結果與sequencer提交的stateRoot結果不同，那么sequencer的初始質押會被削減，前一筆交易的stateRoot會被刪除，sequencer將重新計算失去的stateRoot；

·sequencer完成去中心化后，若其質押被削減，會有新的sequencer將其取代。

交易

Ankr Staking：用戶現可將ANKR從以太坊橋接至其它鏈:7月29日消息，Ankr Staking發推稱，用戶現在可以將他們的ANKR從以太坊主網橋接至Arbitrum（ARB）、Optimism（OP）、Avalanche（AVAX）、Fantom（FTM）。[2023/7/30 16:06:24]

在Optimism中有兩種交易類型至關重要：L2中兩個地址間發生的交易、L1與L2之間的跨鏈交易

L2交易流程

·用戶將交易發送至sequencer，若為有效交易，sequencer會立即將其添加至L2。L2的塊大小僅為1筆交易，因此新的區塊與交易會被立即添加到鏈中，在L2中礦工無需爭奪挖掘新區塊，sequencer取代了礦工的角色；

·sequencer向L2添加交易后，會調用L1合約并將所有數據發送至L1，數據包含所有L2交易以及執行交易后的L2的新stateRoot；

·L1將交易數據與stateRoot保存至另一個專為存儲而設計的合約中；

·一旦交易數據成功在L1上存儲，verifier就會把交易儲存在其在L2的副本中。

若sequencer在對某一特定用戶進行審查，那么該用戶可提交數據并自行調用合約。然后，sequencer會在特定時間范圍內強制處理該筆交易。若sequencer未執行，那么其質押可能會被削減。

上面闡述了verifier核實sequencer發布至L1數據的過程。verifier也可選擇直接從L2進行數據同步，也就是說verifier可以在數據被發送至L1之前直接從sequencer獲得新的數據。從L2直接同步可以減少延遲，但這種方法不能保證sequence仍會將此交易發送至L1。

跨鏈交易

為方便調用其它鏈上的合約或者將token從一條鏈發送至另一條鏈，跨鏈在Optimism的地位不可忽視。由于涉及多鏈，其整體流程與L2交易略有不同。

L1->L2交易

Optimism從L1至L2交互的速度很快，只需sequencer將信息發送至L2。用戶將交易數據發送到L1的bridge合約中，合約會在一定時間范圍內將交易添加至sequencer必須發送至L2的交易隊列中，然后sequencer會將該交易發送至L2。

數據：過去一周USDC流通量減少9億美元:金色財經報道，官方數據顯示，過去7天Circle共發行5億美元USDC，贖回14億美元USDC，流通量減少約9億美元。截至4月20日，USDC總流通量為310億美元，儲備量為311億美元，其中現金57億美元，短期美國國債255億美元。[2023/4/22 14:19:58]

舉個例子，如果用戶想將L1的10ETH發送至L2的地址進行交互，流程如下：

·用戶向L1中的bridge合約發送10ETH；

·bridge合約將ETH在L1中鎖定；

·bridge合約同時將用戶的交易添加到sequencer必須添加至L2的交易的隊列中；

·sequencer開始處理此筆交易，ETH被成功存入用戶的L2地址。

L2->L1交易

L2至L1的交易相對復雜，L1必須確保交易后的L2stateRoot具備有效性。用戶將交易發送至L2的指定合約，然后中繼器進行讀取并將交易發送至L1。Optimism應用JavaScript服務運行中繼器，使用sequencer和verifier與L2進行交互。

舉個例子，如果用戶想將L2的10WETH轉回至L1，流程如下：

·用戶將10WETH發送至L2的bridge合約；

·bridge合約銷毀WETH并將交易信息發送至L2ToL1MessagePasser的智能合約中，合約記錄了需要從L2發送至L1的交易數據；

·中繼節點從L2ToL1MessagePasser讀取交易數據，等待欺詐證明窗口完成，然后將交易發送至L1；

·交易在L1中進行處理，用戶此時可從首次發送至L2時鎖定ETH的bridge合約中取出ETH。

欺詐證明窗口為verifier預留了充足的時間來證明sequencer發布的stateRoot對這個交易來說是否準確。

Mongraal和Pixel Vault創始人Gfunk接觸討論交易“吉米鑰匙”:金色財經報道，UPDAO 成員 ZeeKay 昨天向United Planetary DAO提交了一份提案，如果通過，將授權該組織以690 ETH（約合1,1173,000美元）的價格競標目前由Mongraal持有排名第一的“下水道通行證”Sewer Pass。據Pixel Vault創始人GFunk在社交媒體披露，職業視頻游戲玩家兼DooKey Dash冠軍Mongraa 正在與他進行溝通，GFunk也向Mongraal發送了Pixel Vault Founder DAO NFT代幣并邀請他討論這筆交易，Mongrral則回應稱：“感謝Gfunk的慷慨，當你準備好出價時，我的私信是開放的。”

目前690 ETH是否足以購買令人垂涎的密鑰尚不清楚，因為Mongraal在Dookey Dash游戲中獲得“猴子吉米鑰匙”后已將該NFT Sewer Pass #21915以2,222 ETH的價格在OpenSea上架，按照當前價格計算超過370萬美元。[2023/2/19 12:15:58]

L1中存儲的交易與stateRoot

由于每筆交易的數據與stateRoot的結果必須保存至L1中，那么降低數據所占空間對于降低系統存儲成本來說至關重要，以下過程闡述了L2數據是如何被保存至L1的：

·sequencer獲取多個L2連續交易的calldata并將它們組合為一個批次；

·sequencer將這個批次發送至CanonicalTransactionChain合約中；

·智能合約對每筆交易的calldata進行散列處理，為這些哈希值創建默克爾樹；

·CanonicalTransactionChain合約收到該批次的默克爾根并將其發送至專門用于存儲的合約中。

上述過程將交易匯總，創建了默克爾樹，保存了默克爾根。stateRoot的存儲方式與以上流程類似，只不過匯總stateRoot的合約變為StateCommitmentChain。在這種情況下，L2的交易在L1中的狀態更改是將新的默克爾根添加至用于存儲的合約中，這種方式要比將每筆交易都保存至存儲合約中更為高效。

普華永道：全球共有11個支持加密貨幣合法的國家/地區:2月6日消息，普華永道(PwC)發布了一份關于全球加密貨幣監管的報告，表示全球共有11個支持加密貨幣合法的國家，分別是美國、歐盟、加拿大、澳大利亞、法國、丹麥、德國、日本、瑞士、西班牙、英國。此外，該報告中還確定了許多不允許使用加密貨幣的國家。

絕對禁止加密貨幣的國家包括卡塔爾、沙特阿拉伯、中國。有隱性禁令的國家包括喀麥隆、中非共和國、加蓬、圭亞那、萊索托、利比亞、津巴布韋。[2023/2/6 11:49:15]

欺詐證明

欺詐證明是Optimism生態中非常重要的部分，其主要目的是保證sequencer輸出結果的真實性。若sequencer將虛假的stateRoot發布至L1，那么verifier就可以啟動欺詐證明程序并在L1上執行對應的L2交易。然后將欺詐證明的stateRoot結果與sequencer提交至L1的stateRoot進行比較。若結果不同，sequencer的質押會被削減，前一筆交易的stateRoot會被清除并重新進行計算。因此，所有的L2交易可以保證在L1中完成運行。

欺詐證明可以由任何人發起，但通常是由verifier發起的，因為它們會檢查sequencer提交的每個stateRoot的有效性。欺詐證明的整個流程由Optimism提供的一套L1合約管理，使用合約時，用戶可以在L1中重新執行L2的交易，生成正確的stateRoot。如果生成的stateRoot與sequencer發布的stateRoot不匹配，合約就會削減sequencer的質押，還會刪除上一筆交易所對應的stateRoot。

Optimism的出現極大地提高以太坊網絡的可擴展性，在吞吐量不變的基礎上，降低了gas成本。L1網絡中的以太坊全節點承擔著處理交易的職責，由于網絡包含節點的數量眾多，使計算成本變得非常昂貴。Optimism將交易交由一小組節點處理，使交易的計算從L1中脫離出來，而交易的calldata仍在L1上得以保留，這樣為L1上的節省了大量區塊空間，使其可以處理更多交易。

Optimism的技術更新與進展

OptimisticVirtualMachine

OVM是一個功能完善且與EVM兼容的執行環境，是專為OptimismL2的使用而創建的，通過Web3API與以太主網交互。總體來看，OVM與EVM其實非常相似，但進行了優化與改進，方便修改或刪除上下文相關的操作碼。操作碼在不同的鏈執行時，輸出的結果不同。但在OVM中進行優化后，所有的交易都可以在不同的鏈上重新執行，輸出相同的結果。OVM本質上是一個沙盒環境，可使L2交易在其它鏈上被重新執行與確定。這樣verifier就可以創建欺詐證明并在L1上重新執行交易，輸出正確的stateRoot。

Kava 11流動性質押主網發布時間更新為10月26日:10月12日消息，據Kava Network官方推特，Kava 11流動性質押主網發布時間更新為10月26日。[2022/10/12 10:32:11]

OptimismBedrock

Bedrock是由Optimism設計并開發的rollup基礎設施，通過模塊化與極限分割的方式實現對交易費用、網絡性能以及生成區塊過程的優化。Bedrock中包含一個新的L2衍生流水線，這個流水線也是唯一一個在發送交易數據至以太坊網絡的過程中可以最大限度節省gas費用的rollup基礎設施。Bedrock也是唯一一個將以太坊引擎API作為分隔共識客戶端或執行客戶端的rollup。待以太坊擴容方案EIP-4844(proto-danksharding)上線后，Optimism可以與datablob無縫集成，大幅降低gas費用。作為rollup客戶端，Bedrock在對rollupproof的選擇上非常靈活，目前使用的是Optimisticproof，就當前情況來看Optimisticrollups的優勢較為明顯，后續可根據需要轉換為ZKproof。Bedrock的結構與以太坊的post-Merge十分相近，分為consensuslayer與executionlayer，具體如下:

L1Ethereum:

CL:BeaconNode-E.g.Prysm

EL:ExecutionEngine-E.g.Geth

L2Bedrock:

CL:RollupNode-OP-node

EL:ExecutionEngine-OP-Geth

OPStack

在介紹OPStack之前有必要先了解一下OptimismCollective。OptimismCollective是由Optimism推出的治理系統，成員為社區、公司與公民，由Citizens'House和TokenHouse共同治理，以推動去中心化系統發展。OPStack就是為OptimismCollective創建的開源軟件棧，為其生態系統賦能，主要包含以下兩部分：

1.鏈式棧:運行去中心化應用，分為ConsensusLayer、ExecutionLayer、SettlementLayer；

2.治理棧:確認產品定位，為其提供資金。

以實現：

·op-chcin安全的標準化

·op-chain工具的標準化

·op-chain治理的標準化

·op-chain可組合性最大化

最終成為一個可無限組合與擴展的“Superchain”。

Optimism生態發展數據

協議收入

Optimism的網絡收入總體呈小幅震蕩上升的狀態，9月的震蕩區間為$1.0k至$8.9k美元；10月的震蕩區間為$2.9k至$11.3k；11月的震蕩區間為$5.9k至$14.3k，11月8日至11日四天出現大幅攀升，最高至$61.2k后回落至正常狀態。

獨立地址

Optimism的獨立地址數呈穩步上升趨勢。4月27日當天由于空投發放新增地址45.6萬余個，后進入緩慢增長狀態。9月后獨立地址表現為階梯式增長，日均新增從2.7k穩步過渡至10k。

日交易量

隨著獨立地址數的上漲，Optimism的日交易量呈現出相似的增長趨勢，進入9月后日交易量由126.1k逐步攀升至347.1k，上漲約175%，11月9日日交易量迎來近期高點達492k。

日活躍用戶

Optimism的日活躍用戶量整體來看呈震蕩上升狀態。由9月初的階段性低點8.5k到12月初的34.8k，增幅為309.4%。

TVL

Optimism的TVL從9月到10月之間保持在9億美金上下，直至FTX事件之后出現斷崖式下跌，觸及5.17億美金，下降了42.55%，所受影響較大，目前穩定在5.56億美金左右。

鏈上應用

Optimism生態中TVL排名前十的應用分別是：AAVEV3、Synthetix、Velodrome、Curve、UniswapV3、Beefy、PoolTogether、Stargate、PerpetualProtocol、BeethovenX。不難看出，Optimism網絡中非原生應用在TVL中所占比例較大，唯一的原生應用Velodrome的TVL僅占前十應用總TVL的14.64%。

項目交互

從生態內部產品整體交互的情況看原生應用Velodrome、PikaProtocol、Rubicon交互數量僅占生態內排名前七應用交互總量的24.87%，這說明原生應用的用戶粘性有待加強，可推測現階段用戶使用Optimism主要目的是節約在以太L1使用的gas成本。而導致近7天交互應用排名與整體交互情況有不同的主要原因是由于用戶參與OP版“奧德賽”活動的刷量行為，導致短時間內原生產品的交互增加。

圖1

圖2

跨鏈

截止至目前，使用Optimism進行跨鏈的用戶約為27.2萬人，跨鏈總金額約為44.8萬枚ETH；七日內存款人數為10.6萬人，七日內跨鏈總金額接近1.1萬枚ETH。與其它L2協議Arbitrum、zkSync、StarkNet相比，除七日內存款人數排名第一外，其余三個維度的數據均處于第二的位置。

Gas

從gas費用來看，Optimism在眾多L2協議中轉賬費用排名第六，比以太坊L1的轉賬成本低了83%。Swap的費用在L2協議中排名第四，比在以太坊L1進行swap的成本低95%。

Optimism未來展望

Optimism生態內現有應用240余款，但大多數為非原生產品的生態擴張與遷移。若從將其視為一個獨立生態的角度看，原生應用的開發與獲客仍然有很大的上升空間。隨著Bedrock的逐步成熟，Optimism與以太坊基礎設施的集成協議值得關注；其次，OPStack所帶來的Superchain概念是否會衍生出跳脫于現有rollup的新概念L2也需進一步的探討。此外，待EIP-4844上線之后在Optimism的gas成本繼續降低的條件下是否有機會超過同類型的rollup因而獲得競爭優勢也是一個值得觀察的部分。

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