以太坊poa出块时间怎么设置 Layer2火爆的背后，是DeFi的主场吗？

随着Defi的如火如荼的发展，区块链（尤其是以太坊）的性能问题再次凸显，使得很多大规模应用无法实现。 比如今年的Defi浪潮，手续费高达几十美金，不利于项目推广； 此外，由于TPS的限制以太坊poa出块时间怎么设置，去中心化交易所难以普及，甚至衍生品等业务也无法进一步拓展。

一方面是Defi需求的快速发展，另一方面是长期没有解决的性能问题。 两者之间的矛盾导致了最近对 Layer 2 解决方案的热情。 各种Layer 2项目重新回到大家的视线，下一阶段可能会成为Defi。 触发更大的爆发。

1个

什么是 Layer2

layer2是提升区块链底层网络（layer1）性能的整体解决方案。

我们假设 Defi 业务流程中存在多次状态转换，那么这些状态转换需要在合约交易链上完成。 有几个状态需要经过几个区块，出块时间会成为一个限制因素。 以以太坊为例，生成一个区块大约需要12s，这是必须花费的。 对于秒级甚至毫秒级的金融服务来说，这种等待是难以忍受的。

而Layer2就是为了解决这个问题。 Layer2扩容的思路是用一张证书代替很多笔交易，节省Layer1资源。 相应的，这应该可以证明对应的多笔交易的有效性。

layer2有几种解决方案，分别是：Rollups、State channels、Sidechains、Plasma、Validium、Hybrid solutions等。

下表显示了一些主要的 Layer2 解决方案项目：

项目

技术解决方案

斯卡莱

侧链

液体

侧链

MOV

侧链

赛勒网络

状态通道

流动性网络

状态通道

雷电网络

状态通道

路印协议

ZK rollups

物质实验室

ZK rollups

乐观

乐观汇总

燃料网

乐观汇总

天哪网络

等离子体

网络

等离子体

织机网络

等离子体

2个

欺诈证明和有效性证明

我们将证明多笔交易有效性的 Layer 2 方案分为欺诈证明和有效性证明：

欺诈证明对应的 Layer 2 扩展方案乐观地假设链下交易是真实有效的，直到一方提出证据证明存在错误。 其中包括状态通道（State Channel）、Plasma、Optimistic Rollup 等。这种方案非常高效，因为它节省了大量开销来证明这些交易的有效性。

但是，欺诈证明必须留有足够的容错时间，否则恶意交易就会漏网。 虽然节省了很多费用以太坊poa出块时间怎么设置，但在防欺诈方面可能存在漏洞。 攻击者可以阻止相关方在欺诈时间内提交欺诈证明。 从而完成攻击

相对来说，有效性证明要健壮得多，比如有效性证明方案，比如ZK Rollup和Validium。 系统每次在 Layer1 上进行状态转换时，都会提交一份足以证明转换真实有效的证明供 Layer1 节点验证。

零知识证明是一种复杂的有效性证明方法，它使Layer 1验证节点无需获取链下交易的所有信息并进行重复计算即可证明其有效性。 零知识证明目前处于密码学研究的前沿，在应用上还存在一定的瓶颈。 目前实用的零知识证明算法生成一个证明大约需要 1 到 10 分钟，这是一个额外的交易确认延迟，无法消除。

按照这种分类方式，我们可以列出一个象限，如下图所示：

3个

各种 Layer2 解决方案示例

血浆溶液

Plasma由Joseph Poon（闪电网络创始人）和Vitalik Buterin（以太坊创始人）于2017年提出。Plasma简单来说就是链中链，每条链都可以有自己的链。 然后是链条。

Plasma 将有一个 Operator 负责生成子链块。 Operator一般会处于Server模式，子链信息会记录在数据库中。 Plasma Chain 每产生一个区块，都必须写入主链。 确认。 如果用户想要进入Plasma，需要通过主链的存款合约，如下图所示：

我们可以看到，Plasma 的问题是相对中心化，容易作恶，所以需要对上面提到的欺诈证明进行申诉，并设置挑战期。 同时，如果 Plasma 的运营者拒绝公开主链上的数据，那么用户就无法获得构建错误承诺的错误数据，也无法提供错误证明。 因此，Plasma 面临的最大问题是交易数据的可用性。 这种无法保证数据可用性的特性使得许多特性很难立即保留，例如：支持任意计价支付、最小化用户验证/存储要求、避免大规模退出方案以及支持智能合约逻辑。 虽然这些问题可以得到缓解，但解决一个障碍的代价往往是另一个障碍的加剧。

Plasma 的代表项目是 OMG Network。 OmiseGO是基于以太坊的等离子扩容技术解决方案。 它用于主流数字钱包。 可以使用法定货币或加密数字货币跨越国家管辖和组织，进行实时、点对点的价值交易和支付服务

OmiseGO Tesuji 是 Plasma 的早期实现，以权威证明 (PoA) 作为共识机制，OmiseGO 作为运营商。 OMG 的最终目标是完全可扩展的权益证明 (PoS) 区块链以及去中心化交易所。 在PoS模式下，利益相关者将扮演区块链验证者的角色，在去中心化交易所验证交易，并向网络用户收取一定的交易验证费用。

侧链方案

Plasma其实也叫侧链，但我们这里讨论的是，侧链是一条真正独立的链，有很多节点通过共识产生区块，而不是通过一个中心化的Operator。 与区块链协议通信，而不是通过存取款合约。 通过该方案，数字资产可以从第一条区块链转移到第二条区块链，并可以在后一个时间点链上从第二条区块链安全地返回到第一条区块链。

侧链实现的技术基础是双向挂钩（Two-way Peg）。 通过双向挂钩技术，可以在主链暂时锁定数字资产，同时在侧链释放等值数字资产。 在侧链锁定等值数字资产的同时，也可以释放主链的数字资产。

比较著名的侧链有基于比特币网络的侧链Liquid，以太坊的Skale，国内比原链团队开发的MOV协议。

Liquid 是 Blockstream 的一个开源侧链项目，它使用了比特币的双向挂钩技术。 Liquid 的目的是使比特币能够在主链和侧链之间转移，旨在提高隐私性、降低成本、加速交易所和经纪。 商户之间的价值转移和结算过程。

比原链团队的MOV协议。 MOV是基于主侧链架构的下一代去中心化跨链Layer 2价值交换协议。 它由三个核心组成：价值交换引擎磁力合约（Magnet）、去中心化跨链网关（OFMF）和Layer 2高速侧链（Vapor）。 模块化结构致力于构建异构融合的多元资产价值交换协作生态。

MOV采用侧链的Layer 2方案。 与比原主链相比，侧链的出块速度为0.5s，性能大幅提升。 理论上估计最高可达16000TPS。 侧链采用DPos共识，由10个正式共识节点组成。 验证交易的有效性

考虑到侧链提高了速度，但去中心化程度不够，MOV基于主链和侧链一体化架构。 主链的架构通常存在于分层系统中。 ，其交互信任方案基于主链抵押。 主链和侧链是逻辑上的区别。 公链作为主链，也可以作为映射资产的侧链和交易协同平台。 主端逻辑是一种合理的业务架构设计，赋予了多元化资产的价值交换与协同较大的自由度和效率。

4个

Optimistic Rollup 和 ZK Rollup

Rollup 是一种类似于 Plasma 的 Layer-2 扩容解决方案：在主链上使用单一合约来保存所有资金，并保存一个简洁的密码学承诺到“侧链”的状态（通常是按账户树、账户余额和其他状态由 Merkle 树组成）。 侧链的状态由用户和链下运营商维护，不会占用Layer-1存储空间（这种存储空间的节省是可扩展性优势的最大来源）。

Rollup 和 Plasma 的区别在于 Plasma 会面临交易数据可用性的问题（这也是 Plasma 最大的问题）。 Rollup 通过在 Layer-1 网络上公开每笔交易的一些数据来解决这个问题。

V神也通过各种渠道对Rollup方案给予了肯定

在Rollup方案中，ZK Rollup提出和发展较早。 在 ZK-Rollup 系统中，运营商必须为每个状态转换提供简洁的零知识证明（SNARK）； 该证明将由主链上的 Rollup 合约进行验证。 这样的 SNARK 证明存在由发起者正确签名的交易，并正确更新关联账户的余额，并将旧的 Merkle 根值更改为代表新状态的新值。 这消除了运营商提交无效状态或篡改状态的可能性。

但 ZK Rollup 是一种更复杂的技术，可以进行代币转账和定制化应用，但它更难支持通用合约，需要更多的研究工作来有效地将 EVM 封装成零知识证明。

Optimistic Rollup 是 2019 年提出的一项技术，旨在扩大以太坊智能合约的总体吞吐量。 如果开发得相对较快，它可以为迁移现有的 dApp 和服务提供一个简单的解决方案，而不会牺牲太多的安全性/可扩展性。

在 Optimistic Rollup 系统中，运营商不需要在每次发布新的状态根时都通过 Rollup 智能合约进行验证。 相反，每个人都假设状态转换是正确的。 但。 如果有人发布了不正确的状态转换，其他运营商或用户可以指出非法交易并回滚不正确的区块，惩罚恶意验证者。

在支持通用计算方面，Optimistic Rollup 可以有 OVM。 如果配合EVM使用，可以使用Solidity来写代码。 因此，大多数现有代码库都可以轻松移植到 OR。 到目前为止，ZK-Rollup 的所有现有实现仅支持专门的操作，例如令牌传输或原子交换。

性能方面，TPS可以升到100左右，如果只算代币转账交易，可以达到500，而ZK-Rollup更快，可以超过2000。

在手续费方面，Optimistic Rollup 每笔交易只需要 4k gas，而 ZK-Rollup 需要 272 gas（但需要摊销证明成本，目前预估为 300k gas），相比以太坊原生交易 21k gas，节省不少开销。

在安全性方面，Optimistic Rollup 由单个智能合约保存。 一旦保留了价值数百万（甚至数十亿）美元的资产，这样的 Rollup 合约将成为具有潜在安全风险的蜜罐。 在 ZK Rollup 侧链中，每次状态转换都必须先经过 Rollup 智能合约的验证才能生效。 所以运营商是不可能伪造身份的。 ZKR 的安全性不需要依赖 Layer-1 审查阻力。

在延迟方面，Optimistic Rollup 因为有挑战期，确认时间比较长，而 ZK Rollup 比较快。

ZK Rollup 的代表项目是 Loopring。 路印协议围绕高安全性和高性能设计，为用户提现充值资产提供各种保障。 这种保证允许用户在极端情况下通过提供 Merkle 证明来提取所有资产。 Loopring 发布了基于订单簿的去中心化交易的 AMM 协议，账户之间的转账只需几秒钟。

ZK Rollup 的另一个代表项目是 zkSync，它是 Matter Labs 基于 ZK Rollup 技术开发的免信任扩展和隐私解决方案。 除了高安全性，该项目还关注低延迟。

,

Optimistic Rollup的代表项目Optimism是Plasma Group前研究员于2019年成立的新盈利公司，专注于实现以太坊扩容方案Optimistic Rollup。 它于 9 月推出了测试网络，Synthetix、Uniswap 和 Chainlink 已成为其合作伙伴。 作为早期的测试者，Synthetix 被用于大大提高预言机报价的频率，以解决 layer-1 网络中遇到的交易暂时停滞的问题。

5个

Defi需要什么样的Layer2？

Defi应用一般都是重资产应用，合约锁定的资产数亿甚至数十亿美元，因此资产的安全性非常重要。 从安全角度来看，侧链和Plasma对验证者的依赖度高，作恶风险高，需要完善的监管机制，而状态通道、侧链和validium的热钱包漏洞风险高。 因此，在安全性方面，Rollup 的方案仍然占据主导地位。

复杂的Defi业务需要复杂的智能合约支持，状态通道和Plasma对智能合约的支持较差，智能合约的智能使用有限。 但 Validum 和 zk Rollup 对 EVM 字节码的兼容性较差，需要独立的系统。 一般来说，对于智能合约的支持，侧链和Optimistic Rollup支持比较好。

另外，使用Layer 2更注重其性能的提升。 对于退出时间，状态通道和侧链具有明显优势，而 Plasma 和 Optimistic 由于使用了欺诈证明，因此需要更长的挑战周期。

目前来看，Rollup 方案还是有很多优势的。 当然，Defi选择哪种Layer2方案，还是需要各个项目方根据自己的需求来选择。 你不能两者兼得。

6个

Layer 2 Defi 使用现状

Defi不断创新进化，Uniswap、Aave、Synthetix等DeFi龙头不约而同地开始探索Layer2+DeFi的可行性。

2020 年 8 月 3 日，MaticNetwork 启动了 500 万的孵化基金，以激励 Defi 和其他 Layer 2 协议上的应用。 截止目前，已经吸引了80多个Dapp，其中Defi项目18个，也与AAVE达成了合作。

2021 年 1 月 12 日，合成资产协议 Synthetix 发布了 2021 年的最新路线图，指出优先事项包括迁移到 Optimistic

虽然Uniswap没有透露具体的方案，但作为Uniswap Layer2的示例demo，Unipig的方案已经在2019年10月上线，展示了Uniswap+Layer2的基本操作。 Unipig 和 Synthetix 一样，也采用了 Optimistic Rollup 方案进行扩容。

作为领先的稳定币 DEX，Curve 倾向于选择 ZK Rollup 方案。

在以太坊生态之外，如比原链的MOV，已率先在Layer 2部署并稳定运行多个Defi协议，包括基于订单簿的磁力协议、基于AMM的超导协议和闪电交易所等，正在运行速度、手续费等方面都有很好的表现。

整体来看，头部的Defi应用已经开始或选择一些Layer2方案进行尝试，而一些小型的Defi应用已经开始运行在Layer2上开展业务。

因此，2021年很可能是Layer 2广泛应用的开端。

7

Layer 2 未来发展

Defi、NFT等业务的兴起将大大扩大对区块链的需求。 以太坊 2.0 的成熟还需要数年时间，Layer 2 将迎来更大的发展机遇。

此外，非以太坊独立公链，随着跨链的普及，也将有很好的机会融入Layer2技术。 在以DeFi为代表的去中心化应用的快速发展趋势中，不同类型的应用将在不同导向的引领下重新划分阵营。

虽然现在已经有很多扩展方案，但是不同的扩展技术有不同的优缺点，从而导致不同的应用场景。 未来，不同的扩展技术也会相互配合，我们也看到了一些融合的趋势。

对于大多数开发者来说，他们希望在不改变原有代码的情况下将应用迁移到 Layer 2，因为对代码的任何改动都会涉及相当大的审计和维护成本。 对于用户来说，选择使用以太坊主链还是Layer2应用是一个难题。 Layer2项目方能否直接让用户无感地与Layer2进行交互。

除了性能和安全性，Layer 2 未来的发展必须向兼容性和用户体验方向发展，才能获得众多开发者、用户和项目方的支持。 将建立一条足够深的护城河，最终形成一条能够支撑几千几万或几亿用户扩展技术方案的道路。