作者：Vargason，CGVFOF研究员
编译：Gavin
前言
在过去的一年里，BSC、Solana、Avalanche等公链不断挑战着以太坊，但经过几轮市场大洗礼，以太坊仍是除比特币外的强者。以太坊的安全性、去中心化及其生态的发展，对开发人员和长期从事该领域的人依旧具有非常大的吸引力。
在CGV看来，以太坊会逐渐演化为区块链的底层基础设施，成为毫无争议的公链之王，不过以太坊面临着拥堵、成本不断增加等缺点，那么诸如Layer2等围绕着以太坊的扩容优化技术，将成为未来发展的主基调。
CGV通过L2BEAT数据发现，截至3月3日，以太坊Layer2上总锁仓量为60亿美元，这个数据已经超过了大多数公链。Layer2的生态和使用用户越来越庞大，有了Layer2扩容方案的以太坊，意味着可以突破现有的性能限制，承载更大的生态。接下来，CGV将带你一起了解Layer2的几个解决方案。
一、Layer2基本介绍
Layer2是一种扩容解决方案，它主要是为了解决区块链“不可能三角”中的可拓展性问题，即提升区块链的运转效率，同时降低成本。Layer2具有一个单独的执行层(代码运行的地方，如EVM这样的环境)并运行在L1(在我们的讨论中L1即为以太坊)之上。
我们暂时抛开比较难懂的专业术语，以中央银行举例，以太坊就是中央银行，Layer2就是各个商业银行。所有的货币资产都在央行发行和结算，央行为了避免处理所有业务造成拥堵，会允许商业银行会先处理部分业务，然后和中央银行整体结算一次业务结果，这样业务运转就会更高效。
Layer2可以替Layer1承担大部分计算工作，比如将以太坊交易从主链上分离出来，降低Layer1的负担，提高业务处理效率，从而实现扩容。虽然Layer2只能做到局部共识，它却可以满足各类场景的需求。
Layer2经历了侧链技术、闪电网络、Plasma、Rollup等几个扩容方案。当Layer2技术发展到Rollup阶段，已经有了很大的改善，Rollup方案不仅能为用户提供近乎即时的交易速度，又能极大的降低成本，同时保持以太坊主网的安全性和去中心化。
目前Rollup扩容方案主要是两种类型：OptimisticRollup和Zero-KnowledgeRollup。接下来CGV将在本文为你展开Rollup的两种扩容方案。
二、Rollup的两种类型：OptimisticRollup和ZK-Rollup
2.1OptimisticRollup——使用“欺诈证明”的L2
OptimisticRollup不仅继承了底层L1链的安全性，同时提供了比L1更低的成本和更高的吞吐量。OptimisticRollup的方案是，假设发回主链的交易是合法的，只有当验证人能够透过提交诈欺证明来证明交易是性的，交易才会被拒绝。换句话说，OptimisticRollups采取“在证明有罪之前是无罪的”的方法来验证交易。接下来，CGV将主要介绍两种采用OptimisticRollup方案的Layer2：Arbitrum和Optimism.
2.11Arbitrum
1）基本介绍
Arbitrum是一个主流的OptimisticRollup解决方案，由OffchainLabs团队推出。得益于Arbitrum与EVM兼容的特性，使得一层网络上的应用可以无缝迁移到二层上，这意味着DeFi和NFT项目可以轻松地将其代码移植到扩展解决方案中。
Arbitrum利用L1与L2之间的通信能力，无须信任地让任意形式的以太坊资产在一层和二层之间转移。虽然Arbitrum的交易仍然在以太坊上结算，但Arbitrum只将原始交易数据提交到以太坊,执行和合约存储则发生在链下,所以相比以太坊主网，在Arbitrum上所需花费的gasfee非常少，并且合约完全兼容。
让CGV简短总结一下，Arbitrum的特点是：极低的交易费用、无需信任、通过加密技术保障资金拥有以太坊主网级别的安全性、用户资产自持、对EVM几乎100%兼容。
2）生态发展
在Arbitrum主网上线时，UniswapV3、Aave、Curve、MakerDAO等74个项目便进行了部署。CGV通过Arbitrum浏览器数据发现，Arbitrum的网络交易量也呈现上升趋势，其中，3月3日的单日交易量突破了12万笔。
source:arbiscan.io
据L2BEAT数据显示，截至3月3日，以太坊Layer2上总锁仓量已达到60亿美元，其中Arbitrum为锁仓量最高的为扩容方案，为32.6亿美元，占比54.3%。
我们从这些数据可以发现，在Arbitrum上线的短短半年时间里，除了早期迁移项目，后续加入其生态的项目也越来越多，例如出现了类似TreasureDAO这样比较出圈的项目。关于TreasureDAO，如果你想了解，请阅读CGVResearch的报告。
当前以Arbitrum为主要建设重心的新项目还包括GMX、Dopex、Tracer、Premia、UmamiFinance、Swapr、Cap等项目，锁仓量均在2000万美元以上。
CGV还注意到，Arbitrum非常注重接入能转化的流量池。Arbitrum和Binance、FTX、OKX、Huobi等主流交易所以及一些支付渠道合作，使用户可以直接在二层出入金，这大大增加了用户群体。
在未来，性能有优势及生态不断繁荣的L2会获得越来越多的青睐，Arbitrum在不断完善它的基础设施，它的潜力也开始逐步兑现，对于刚刚起步的二层网络，Arbitrum无疑是具有先发优势的。
2.12Optimism
1）基本介绍
Optimism前身为PlasmaGroup，是OptimisticRollup扩展技术背后的开发团队。Optimism利用以太坊生态系统中的所有现有工具，并对其进行修改以实施他们的乐观协议和第2层解决方案，通过在链下运行计算，它能够实现低费用、低延迟和高吞吐量的优势。由于Optimism可以直接从以太坊主网获得安全保护，这使得它既保有了以太坊的安全性，同时还能保证可扩展性。
在Optimism中，交易数据被压缩，然后发送到L2上的SequencerEntrypoint合约。Sequencer会因正确执行交易而获得奖励，但如果他们通过削减抵押资金而恶意行事，则会受到惩罚，这也导致了Optimism提款时间较长的缺点，不过目前出现的Synapse、Hopexchange等跨链桥可以解决这个问题。
2）生态发展
优秀的兼容性为Optimism生态圈的建立创造了极佳的条件，截至3月3日，Optimism的锁仓量已达到4.69亿美元。Uniswap、Syntheti、Lyra、Rubicon、Kwenta、1inch、WePiggy等项目都在Optimism上建设。此外，支持Optimism的钱包、工具以及跨链桥也在不断增加。
接下来，CGV通过一些数据和你直观的了解一下Optimism生态的发展。Optimism日交易从2021年11月以来一直保持着较高增长，最高每日交易量达到90,805笔，虽然近期日交易量有所下跌，但都维持在2万笔以上。
source:dune.xyz
Synthetix以1.18亿美元的TVL排在第一位，占了所有Optimism的45.45%。Synthetix生态链上的期权协议Lyra以TVL$3704万暂列第二。Optimism的主要项目暂以Synthetix的生态为主，这跟Synthetix一直以来对Optimism的支持有关。
source:footprint.network
与Arbitrum相比，围绕着Optimism的DApp相对较少，但它的总锁仓量排名在所有L2中排名第四，CGV认为这得益于Optimism的兼容性。随着Optimism的逐渐完善，未来会有更多的项目会在Optimism上建设。
2.2ZK-Rollup——使用“有效性证明”的L2
ZK-Rollup方案在交易打包至主网时产生加密证明以证明交易是合法的，只有在加密证明被验证后，交易才会在以太坊上被接受，与OptimisticRollup不同的是，ZK-Rollup采取了“在证明无罪之前有罪的”的验证方式。接下来，CGV将主要介绍两种采用ZK-Rollup方案的Layer2：zkSync与Starkware
2.21zkSync
1）基本介绍
zkSync始于2019年12月，它是一个由欧洲团队MatterLabs开发的扩容方案，使用ZK-Rollup技术处理以太坊区块链上的交易，同时仍然保持其安全性。zkSync上的gas费用相当于以太坊gas的1%，比使用OptimisticRollup更便宜，每秒2000+交易(tps)，而以太坊上是14tps，此外还可以随时将资产移回L1。
zkSync1.0的zkr方案所提供的功能应用场景非常有限，因此上线zkSync2.0，并围绕其打造生态是zkSync当前的主要任务。一旦协议开发到比较成熟的阶段，焦点将向隐私和去中心化转移。
2）生态发展
zkSync作为最被看好的L2扩容方案，MatterLabs在2021年3月就完成了由UnionSquareVentures领投的600万美元A轮融资。在zkSync2.0上线前，zkSync又陆续吸引了a16z、Dragonfly、1kx、OKX等战略合作伙伴的加入，吸引了大量dApp的迁移，以及支持进行交易所和L2之间的资金转账的CEX的加入。
2月22日，zkSync团队宣布zkSync2.0公共测试网正式上线，这意味着以太坊测试网上首个兼容EVM的ZKRollup开始运行。随着zkSync的不断完善，当前zkSyncL2网络ETH锁仓数量已超9万枚，从以太坊主网向zkSyncL2网络转账的交易共累计超过35万笔，总锁仓价值达到7200万美元。其中独立地址数约为24万。值得注意的是，实际的zkSyncL2激活账户数应该高于独立地址数，因为用户可以直接通过L2间的转账实现账户激活。
source:dune.xyz
CGV发现，虽然zkSync暂没有具体发行Token的时间表，但其团队早期曾透露，zkSync主网上线后，将把zkSync的token供应的1/3留给团队和投资者，2/3留给社区，zkSynctoken是zkSync网络的费用token。
source:dune.xyz
MatterLabs也很注重投入资源建设zkSync生态，MatterLabs在今年早期宣布成立价值2亿美元的DAO组织，将通过公共产品、基础设施、安全框架、研发资助以及对其他加密组织的投资来帮助扩展zkSync生态系统。
2.22StarkWare
1）基本介绍
StarkWare成立于2018年，是基于STARK、ZK-rollups技术的L2扩容解决方案，它主要解决了区块链的可扩展性和隐私，StarkWare开发了一个完整的解决方案，使用STARK技术，通过zk-Rollups和Validium模式组成Volition来生成和验证计算完整性的证明。StarkWare的密码证明可以做到零知识、简洁、透明和后量子安全。
StarkWare的关键贡献之一是发明了STARKs(ScalableTransparentArgumentsofKnowledge)，这是一种具有完全去信任设置的有效性证明形式，能够将所有链上计算转移到一个单独的链下STARK证明器(prover)中。
StarkWare所研发的产品主要有:StarkNet、StarkEx、Cairo。StarkNet是以太坊上基于Starkware团队开发的Stark零知识证明的、无需许可的、去中心化的L2-ZK-Rollup；StarkEx是Starkware开发的L2可扩展性引擎，通过类似汇编语言的Cairo程序，可以在零知识环境中执行这种功能；Cairo是一种具备图灵完备性的语言，StarkNet基于Cairo，支持以太坊上通用的计算。
StarkWare作为dYdX和Immutable背后的Layer2解决方案，我们可以体验到StarkWare所提供方案极强的拓展能力。
CGV简短总结一下StarkWare的特点：有较好的可拓展性和隐私性，用户体验也相对较好。
2）生态发展
StarkWare从一开始便吸引了Paradigm、EthereumFoundation、IOSG、MultichainCapital等世界一线资本的投资，看好ZK-Rollup扩容方案的以太坊创始人Vitalik，他也是StarkWare的早期投资人。
目前StarkWare总TVL已超12亿美元，dYdX、Sorare、DeversiFi、ImmutableX、CelerNetwork等较为重要的协议均在StarkWare上部署。据L2BEAT数据显示，在L2所有锁仓项目中，仅dYdX就占总锁仓近17%的份额，锁仓量达到近9亿美元。
CGV经过比较发现，StarkWare无论是从性能还是目前的运行状况，都领先于zkSync，而且StarkWare团队有很不错的PR和团队组织能力，项目的战略规划也比较长远，它在技术和商业化上也取得了一个不错的平衡。
三、总结
在CGV看来，2022年将是Layer2的爆发之年，在以太坊上运行Layer2是比较经济和技术可持续的扩容解决方案，Rollup无疑是以太坊扩容方案中最热门的选择。
Layer2的发展才刚刚开始，在CGV看来，随着以太坊Layer2解决方案的不断推进，以太坊会真正成为为区块链的底层基础设施，而且兼容EVM已成为众公链的标配，这会更加稳固以太坊的地位。
CGV认为，就机会而言，我们不仅要把将我们的注意力放在Rollup的原生代币上，也要放在这些Rollup上找到用户基础的新兴项目上。
注意：本文系CGVFOF研究报告，不构成任何投资建议，仅供参考。
关于CGVFOF：CGVFOF是一家来自亚洲的母基金，专注于投资CryptoFund和CryptoStudio。CGVFOF由日、韩、及等家族基金组成，总部位于日本，新加坡和加拿大也设有分部。
参考文章
https://arbitrum.io/https://developer.offchainlabs.com/docs/developer_quickstarthttps://developer.offchainlabs.com/docs/rollup_basics#executing-and-securing-the-chainhttps://developer.offchainlabs.com/docs/rollup_basics#submitting-transactionshttps://www.optimism.io/https://community.optimism.io/https://medium.com/ethereum-optimism/introducing-evm-equivalence-5c2021deb306https://research.paradigm.xyz/optimism#data-availability-batcheshttps://community.optimism.io/docs/protocol/protocol-2.0/#https://matter-labs.io/https://cryptoexplainere60.substack.com/p/zk-world-pt-3-zksync?s=rhttps://vitalik.ca/general/2021/01/05/rollup.htmlhttps://starkware.co/https://www.bloomberg.com/news/articles/2021-11-16/sequoia-led-round-values-blockchain-firm-starkware-at-2-billionhttps://multicoin.capital/2018/10/30/our-investment-in-starkware/
Medium链接：https://medium.com/@CGVFoF/cgv-research-ethereum-layer-2-solutions-create-a-promising-future-be476f6e7cb7
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