一文梳理ETH1.0、ETH2.0、Layer2的来龙去脉

文章 4个月前 123huobi
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不能怪大多数人认为区块链、BTC是泡沫是空气。因为区块链从2009年发展到现在,真正落地的、被应用的项目或者是协议并不多,总结起来只有3种:

  1. BTC:成为了一种跨越监管的支付方式。
  2. ETH:支持开发者高效的发币融资,代替了传统漫长的股权融资。
  3. DeFi:基于ETH的开发者们,在去年做出了一系列真的被很多人用起来了的区块链协议——去中心化金融协议,比如去中心化交易所,Uniswap在2020年Q3的时候手续费收入已经达到了6700万美金,而用户们在DeFi协议中目前已经存入了约435.2亿美元的资产!

除了不断寻找真实的区块链的应用场景外,限制区块链发展的一个最核心的因素就是TPS(每秒交易处理笔数),阿里的TPS峰值可以到达50万,VISA的TPS是4.5万,但是ETH1.0目前只有15,差距之大一方面说明了区块链技术还处于早期的事实也说明了区块链技术上升空间的巨大。

如果区块链只需要支持快速转账,TPS达到10万量级可能就够了,但是如果未来想支持更多资产、甚至人类的各种行为记录到链上,那么TPS就需要有挑战百万甚至千万量级的可能性。那么过去几年技术方案是一步步怎么推进的呢?目前又发展到了什么程度?ETH2.0、Layer2为什么会在今年受到如此多的关注?以及2017年的EOS、今年初的DOT又是想以怎样冲击ETH的地位的呢?

区块链技术在提升TPS的方案上,主要经历了3个比较重要的阶段:

第1阶段的方案: 通过区块扩容,来提高TPS,通常可以提高几倍。这个参数是公链开发者可以自定义的,比如BCH就将区块存储空间改成了BTC的4倍,从而将TPS也提高了4倍。但是随之而来的问题,矿机的成本也被提高了,所以也有了第2阶段的方案。

第2阶段的方案: 将POW机制改成POS,减少验证器数量,可以降低矿机成本,并将TPS继续提高百倍。POW对应的验证器数量在数千个,采用了POS机制的EOS节点只有32个。ETH2.0的第一阶段已上线,已将POW改成了POS机制。但是问题又来了,验证器节点减少后安全性也会随之降低。

第3阶段的方案: 采用分片技术,可以倍数无上限的提高TPS。什么是分片技术?通俗的打个比方,比如一个很长的交易链条,可以前1/2由一部分节点验证,后面的1/2再由另一部分节点验证,节点们分头行动效率就会提升,如果可以分成N多部分分别验证,N又没有上限,就可以无上限倍数的提高TPS(这里不是专业解释,只是为了易于理解)。目前ETH2.0第一阶段也已经采用了分片技术,DOT在跨链方案中也采用了分片技术。

ETH主网在从1.0到2.0不断提高TPS的同时,又加入了Layer2的方案,Layer2的方案和ETH2.0在时间上是并行推进的:

ETH1.0、ETH2.0都是主网也就是Layer1,而在主网之上会有很多rollups作为Layer2,我们的资产是在ETH主网上的,在L2上的是“影子代币”。Layer2的rollup们承载着“计算”的功能,作为Layer1的ETH主网承担着“验证”的角色。Layer2之间不进行通信,Layer2会把数据汇总后传回到ETH主网上,真正的提币会在ETH主网上完成。

Rollup是汇总的意思,汇总又是什么意思呢?因为数据上链的过程中,需要先把交易记录等数据记录到链上(比如A给B转了1个BTC),取款人B用自己的地址在链上验证,验证成功(B的地址是可以领取1个BTC的地址)B就可以取走自己的账户里的币,这个过程中rollup就承担了将很多交易记录计算汇总成一个交易结果的功能,之后rollup再把这个交易结果提交到ETH主网上,主网就节省了空间从而可以提高效率,用户在rollup上发生了一系列交易行为之后,用自己的地址去主网上完成验证,就可以提币了。

举一个形象的例子说明Layer2的必要性,以及什么是“计算”,什么是“验证”? 比如UBI.city在给9.2万个链上地址空投代币CITY时,每个地址空投的CITY数量又不一样,如果把按照“地址,CITY数量”的格式,把9.2万多条数据都记录到ETH主网上,一方面成本会非常高,另一方面这对于TPS只有15的ETH1.0看起来就像是大量的垃圾数据。所以在处理空投数据的时候,做了一个类似rollup的将9.2万条数据汇总成1条数据的工作,再把这1条数据上传到ETH主网上,用户拿着可以领取空投的地址与这1条数据进行验证,验证成功就可以领到地址对应的空投CITY数量。看到这里,可能会好奇,9.2万条数据是如何汇总成1条数据的呢?这里是利用默克尔树和hash算法来完成的汇总,Layer2的Optimistic解决方案也是这样完成的汇总。更多关于默克尔树、hash的具体算法在后续的文章系统的单独说明。

Layer2中有很多技术方案,ETH创始人V神认为Optimistic是现阶段可支持合约比较好的选择,但是长期来看zkRollup可能是未来:

下图列出了Layer2的主流技术方案的性能情况,其中State channels(状态通道,BTC生态之前的闪电网络就是用的状态通道的技术)、Plasma(等离子体)已经被V神否定,目前支持度最高的是Optimistic、zkRollup,但是目前只有Optimistic支持了智能合约,而zkRollup在未来才会支持。

一文梳理ETH1.0、ETH2.0、Layer2的来龙去脉

Layer2的rollup因为有更少的验证器,所以可以支持更高的TPS。L2需要经过Withdrawal time的时间等待,才会将数据传回主网,用户才可以在主网上提币。在Optimistic的rollup上交易的用户需要等1周的时间才可以在ETH主网上提币,在zkRollup上是需要等待10分钟。

Layer2可能会带来哪些投机会呢?对于区块链项目和团队,需要具备什么样的能力呢?

相比于DOT生态、NFT,我个人是觉得Layer2是更容易出现可落地区块链项目的赛道。当Layer2提升了TPS,大大降低了gas费,就可以支撑更多大用户量级的应用,Optimistic在这个月(3月)就会发布了,这会带来很大的Layer2领域投资机会,而这个投资机会利好的应用方向可能会是:

  • Layer2基础技术设施:比如做rollup之间的通信转账协议,用户从A rollup转账到B,不需要经过主网,可以直接进行。更多的技术基础设施方案需求会是接下来文章想象的重点。
  • DeFi:目前在ETH主网上的Uniswap上交易一笔的gas费在230~500元之间(甚至可以达到800元),存入一笔流动性的gas成本是0.4ETH(约5000元),很多新用户看到这个门槛就马上望而却步了;而在BSC上,转账gas是大约0.6元,在Pancake上交易一笔gas费大概是2元,我们在CITY的交易数据中可以对比看到,在大概1周的时间内有上百个地址在Pancake的CITY/USDT币对中完成了大约800笔交易,而uniswap上的数据就显得非常冷清了。但是就我个人的交易感受来讲,目前DEX如果只有AMM机制是不足以支撑市值管理、量化交易等B端的行为的,而这个行为正是CEX中的主要交易行为。再比如,Layer2的低gas费更容易吸引更多小额、高频交易行为,但是如果结算还要回到主网那么还是会产生4~10美金的gas费用,所以Layer2会需要cash out的功能。这些都是Layer2之后DeFi可以尝试的地方。
  • Social money:随着TPS的提高,区块链不仅可以用来记录资产的转账,还可以在链上记录复杂的人的行为,链上的行为也可能会成为一种资产(比如芝麻信用分就是基于我们的账户行为计算一个得分,从而计算我们的个人借款额度),而这个领域的想象空间就可能会非常广阔了,人类行为的复杂程度是远高于资产转账的,这里可能会诞生出很多的技术方案、去中心化产品应用,例如UBI.city就在尝试做这个领域的解决方案。

根据这些推测,我们会发现区块链技术已经发展到了应用级的初始阶段,这可能意味着,Layer2往后的区块链项目团队不仅需要懂技术,更需要有用户运营能力,否则即使做出来技术方案开源之后,也容易被更擅长运营的团队fork之后真正的推广起来。

ETH2.0、Layer2在相当长的一段时间内,都会是一个值得研究的方向。希望这个方向可以出圈,让更多人体验到真正能用、好用的区块链产品,而不只是用来炒币。

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版权声明:123huobi 发表于 2021-03-19 21:32:53。
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