通过比较不同Layer 2解决方案的工作原理和优势，分析了它们作为以太坊扩容的优势有哪些。

作者：ROUTE 2 FI

翻译：火火

1、探索Layer2（L2）机会所在

今天我想更仔细地研究一下L2（OP、ARB、Polygon、Base）。在EIP-4844之前，如果看到L2治理Token的价格上涨，我并不会感到意外，因为这个改变很可能会吸引更多的交易量进入这些链上。

在过去几个月里，我观察到某些L2方案吸引了大量交易，并且看到了许多项目在这些L2上进行开发。那么，这其中有什么大不同呢？这些L2方案是什么？

在深入了解L2方案之前，了解当前的以太坊主网情况非常重要。截至目前，以太坊主网每秒处理平均12笔交易，而在网络活动高峰期，以太坊主网上进行交易的成本过去曾一度达到无法接受的水平，对于普通的加密货币用户来说。这给以太坊带来了可扩展性问题。问题的根源在于网络中的每个节点都需要存储和验证已发生在网络上的交易，因此形成了区块链。

在过去几个月中，我观察到某些L2解决方案吸引了大量交易，并且看到了许多项目在这些L2上进行开发。那么，这其中有什么大不同呢？这些L2解决方案是什么？

为了解决以太坊的可扩展性问题，引入了L2解决方案。L2s实质上是建立在以太坊之上的完全独立的区块链，从而继承了以太坊本身的安全保证。每个L2解决方案都具有其独特的安全保证和权衡。在以太坊上，最流行的L2扩展方式是Rollup，例如Arbitrum、Optimism和Base。

Rollup是一种能够处理L1上的交易的L2解决方案。以太坊上的一般交易通常为156字节，具有一定的数据密集性。因此，Rollup在L2执行层面可以处理许多交易，然后将它们捆绑成一个简明的交易，发送到L1状态验证层。通过将L2执行层上的多个交易捆绑成一个交易，大大降低了每个交易的gas费用。有许多类型的Rollup，并非都相同，但最流行的是智能合约Rollup，即OP Rollup和 ZK Rollup。

智能合约Rollup是一种用户可以将资金发送到L1（以太坊）上的Rollup智能合约，并由该智能合约管理交易和状态变化的Rollup解决方案。Rollup和区块链的一个关键组成部分是默克尔树，默克尔树是一种存储每个人资金状态和交易的数据结构，允许L1直接在L2上验证状态，而无需下载整个状态。简而言之，用户使用他们的资金在L2上进行交互和交易（改变状态），L2会将状态的默克尔根发送给L1，以便L1可以验证链的状态。

然而，L1需要某种证明来确保L2发送的默克尔根是有效的，这就是两种智能合约Rollup的区别所在。两种主要的证明方法是欺诈证明和零知识证明。

Arbitrum和Optimism等OP Rollup使用欺诈证明来最终确定状态。

以下是欺诈证明的工作方式：

- L2节点将默克尔根与一小笔保证金一起提交到L1智能合约；

- L1智能合约默认信任L2节点，这是乐观一词的由来。L1乐观地相信L2的更新；

然而，该状态变更在七（7）天内不会变为最终状态；

- 在这七（7）天内，任何人都可以提交证明，证明提交的默克尔根是欺诈的，然后撤销更新，并将提交的保证金给予欺诈更新的举报人；

- 举报人现在可以通过验证状态根变化中发生的所有交易，并确认每个交易上的签名是否有效来证明该更新是欺诈的；

- 如果状态变更在七（7）天的时间内未被争议，更新将最终确定且不可更改。

- 至于零知识（ZK）Rollup，它们使用零知识证明。以下是零知识证明的工作方式：

- L2节点将默克尔根与证明一起提交到L1智能合约，证明L2正确处理了交易并生成了新的默克尔根；

- 如果L2节点试图提交欺诈性更新，它们将无法生成有效的零知识证明，因此L1智能合约不会接受新的默克尔根；

一旦零知识证明被验证，状态更新将立即完成。

现在，正如前面提到的，因为主网上的交易/gas成本过高，L2的存在是为了解决以太坊的可扩展性问题。

让我们深入了解一下两个主要智能合约Rollup如何计算用户支付的gas气费用。

Arbitrum和Optimism都要求用户支付两种费用来进行交易：L2 gas（执行费用）和L1 calldata（安全费用）。L2 gas（执行费用）类似于主网上的gas费用。在L2上的每个交易都必须支付gas气/执行费用，等于交易使用的gas数量乘以交易附加的当前gas价格：

(L2 gas price) x (L2 gas used)

至于L1 calldata/安全费用，L1 calldata费用是用于支付将交易发送回以太坊的费用。这是因为顺序处理器（L2收集和提交交易到L1的机制）必须支付L1燃气来向以太坊提交交易。下面是计算该费用的方式：

（L1 gas价格估算）×（L1调用数据大小 + L1缓冲区）

Arbitrum和Optimism的L2费用定价方式不同，两者之间最重要的区别在于Optimism和Arbitrum如何计算L1计算的成本。Arbitrum使用一个定价L1计算的预言机，而Optimism的L1计算包含一个动态开销（标量）变量，可以由Optimism团队进行调整以调整L1计算成本。

需要注意的重要事项是，在L2上进行交易比直接在以太坊主网上进行交易要便宜得多，这也是L2的流行原因。目前，Rollup在L2执行层和存储方面的成本都较低，但为了满足数据可用性，将数据发布到L1仍然对用户来说是昂贵的。

今年年初，提出了一个名为EIP-4844的以太坊提案，计划在年底推出。EIP-4844提议新增一种全新的交易类型，允许接受数据块。这些数据块的大小被设计得足够小，以减少主网链上的存储开销。正如前面提到的，以太坊主网上的高交易成本也是L2 Rollup解决方案在发布批次和验证状态变更时的主要成本。该提案对此问题的影响是可能显著降低L1成本开销。据估计，EIP-4844将使L1批量发布成本降低约10-50倍。

2、一些受欢迎的 L2 解决方案

1）Arbitrum

Arbitrum是一个L2解决方案，旨在提升以太坊智能合约的功能，提高其速度和可扩展性，并增加额外的隐私功能。

它旨在解决当前以太坊智能合约存在的一些问题，如低效率和高执行成本，这些问题损害了以太坊用户体验，并使交易成为一项昂贵的任务。

Arbitrum使用optimistic rollups 的技术。交易在链下执行，然后捆绑成大批次并作为调用数据（calldata）提交到以太坊主网。这个过程可以通过将计算和存储转移到链下来减轻以太坊当前所承受的大部分计算和存储负担。

根据DeFiLlama的数据，Arbitrum的总锁定价值（TVL）为17.3亿美元。

2）Optimism

Optimism（OP）是建立在以太坊之上的L2区块链。Optimism通过使用optimistic rollups从以太坊主网获得安全性，并通过扩展以太坊生态系统。这意味着交易在Optimism上以无需信任的方式记录，但最终在以太坊上得到保障。

Optimism是以太坊最大的扩展解决方案之一，总锁定价值超过6亿美元。它托管着97个协议，其中最大的协议包括Synthetix（SNX）衍生品交易平台，Uniswap（UNI）去中心化交易平台，以及Velodrome（VELO）自动做市商。

3）Matic（Polygon）

Polygon（前身为Matic Network）是一个由BN和Coinbase支持的L2扩展解决方案。该项目旨在通过解决许多区块链的可扩展性问题，推动加密货币的大规模采用。

Polygon在单个侧链上声称每秒可处理高达65,000笔交易，并且具有不到两秒的可观区块确认时间。

Polygon的本地Token是MATIC，它是在以太坊区块链上运行的ERC-20Token。这些Token用于Polygon上的支付服务，并作为在Polygon生态系统中操作的用户之间的结算货币。

目前，Polygon的总锁定价值（TVL）约为8亿美元，其中Quickswap和PearlFi是目前最大的本地协议。

4）Base

Base是建立在以太坊第二层（L2）的基础上，具备运行去中心化应用所需的安全性、稳定性和可扩展性。您可以部署任何基于以太坊虚拟机（EVM）的代码库，并将用户和资产从以太坊第一层、Coinbase和其他可互操作的链上引入。Base是在与Optimism合作的情况下基于MIT许可的OP Stack构建而成。

Base的总锁定价值（TVL）为3.5亿美元，其中Aerodrome和Friend.tech是最大的DeFi协议。关于Friend.tech，我已经在我的通讯存档和Twitter动态中写了很多内容。

3、小结

在EIP-4844实施之前，看到L2治理Token价格上涨并不意外，因为这一变化很可能会吸引更多交易量进入这些链。我在这里的假设是，由于用户在gas费用上的节省，这些L2链上的交易数量会增长。

不过本文仅代表作者个人观点，请自行进行研究以保证安全。