以太坊L2站队很焦虑?让我们细数跨网络高速通道解决方案

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Layer 2 扩容技术可以帮助以太坊实现性能的跃进。

作者:潘致雄

Layer 2 扩容技术可以帮助以太坊实现性能的跃进,长期来看至少两个数量级的吞吐量提升没有问题。但是除了安全性这个不确定性因素之外,退出期的用户体验,以及不同二层网络之间的流动性割裂可能会成为目前最值得关注的话题。

当然用户可以利用以太坊 Layer 1 进行跨 Layer 2 交易,比如用户可以将 Optimism 的资产提现到 Layer 1,然后再充值到 zkSync 上。不过这样对大多数用户很不友好 (Gas 很高) ,结算速度可能也会受到影响。

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其中最痛苦的是 Layer 2 的资产退出到 Layer 1 的时间窗口问题,特别是对于早期的 Optimism 网络,退出期设计了 7 天,以确保网络的安全。这也就意味着用户的二层资产如果需要退出到一层,需要等待 7 天时间,在这期间这笔资金是冻结状态无法使用的。

幸好,有一些团队早就意识到了这个问题,提供一套可以解决退出期缓慢,或者可以帮助资产在不同二层网络之间快速转移的方案,这样会极大提升用户体验和 Layer 2 的普及度。

以 Rollup 类扩容方案为首的 Layer 2 生态中,已经有至少 6 个团队在尝试解决这个问题了。后续他们可能也会涉足 Plasma 或者侧链等扩容方案,提供更全面的综合性资产转移工具。其中主要是:

  • Connext 和 Celer 的 cBridge 利用状态通道技术,在不同的网络中打开高速支付通道,原理类似比特币闪电网络
  • Maker 将为协议发行的美元稳定币 DAI 打开一个特殊的资产桥,当 Maker 的预言机可以读取 Layer 2 上的数据时,就可以安全且快速地提供 L2 到 L1 的即时转账通道;
  • Hop Protocol 在不同 L2 网络中设立不同资产的桥接器,引入了特殊验证节点和 AMM 组件,最终实现资产在多网络间的资产转移;
  • StarkWare 主要的方向是通过「条件转账」 (Conditional Txs) 技术,实现在不同网络间的资产可互操作性;
  • DeGate 初期将通过中心化的资产托管方式提供跨网络之间的交易,之后会转向去中心化的解决方案。

MakerDAO (专用资产桥)

作为以太坊生态最老牌的 DeFi 应用之一,美元稳定币 DAI 的发行方 Maker 初期将为 Optimism 网络设计专用的 DAI 资产快速转账通道,用户可以通过 Maker 的方案将 Layer 1 上的 DAI 快速转移至 Optimism 网络中,也可以将 Optimism 二层网络中的 DAI 快速提现至 Layer 1 网络。

该方案能实现的主要是因为 Optimism 的方案会把所有的交易数据发布到 Layer 1 上,在 Optimism 网络设计中存在一个叫做「公认交易链」Canonical Transaction Chain (CTC) 的单调递增交易列表,发布在该列表中的交易就可以被认为是确定无法改变的了 (除非 Layer 1 区块也重组了) 。

所以 Maker 的方案中最核心的是设计了一套新的「预言机」和中继组件,读取 CTC 中的数据,以此作为依据,提前为 Layer 2 的用户释放 Layer 1 的流动性。

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用户先提交 Layer 2 至 Layer 1 的提款需求,预言机读取 CTC 的交易后,就可以为用户提前 7 天,在 Layer 1 上铸造名为 fDAI 的流动性凭证。然后用户可以通过「fDAI 金库」,将 fDAI 抵押然后换出 DAI。

另外,虽然提款周期为 7 天,但是任何一笔提款交易都是 7 天,所以 7 天前的一笔提款也是刚刚才回到 Layer 1,这个持续的 DAI 提款资金流就可以作为金库中 DAI 的资金来源。

但对于这个「预言机」组件而言,是否可能会带来一些中心化的风险,方案还没很详细的阐释。他们针对该方案的「无需信任」 (Trustless) 优势,是这么解释的:「除 Oracle 之外,该系统中不需要引入信任假设。」

目前 Maker 尚未提及其他 Layer 2 网络的计划,所以目前仅关注 Optimism,专注于尽快为该网络推出官方的二层 DAI 解决方案。

Celer cBridge (状态通道)

二层扩容项目 Celer 推出跨链支付网络 Celer cBridge,用户可以通过该网络在任何以太坊 Layer 2 网络、以太坊主链、以及其他 Layer 1 或 Layer 2 之内或之间进行价值转移。

cBridge 是通过扩展 Celer 状态通道来实现的,增强现有协议使其可以在多条链上同时运行。Celer 状态通道网络中已经加入了关于状态通道跨链支付的功能,若要测试该功能,需要先在每个 EVM 测试链上部署 CelerPay 合约,或在非 EVM 兼容的链上部署相应合约或插件 (如 Polkadot 上的 Celer Substrate 模块) 。

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简单来说,状态通道是一类特殊的二层网络扩容解决方案,比特币闪电网络技术也可以归纳为状态通道技术,通常可以用来解决小额的支付场景,将高频的交易搬到链下进行处理,降低链上压力。

Connext (状态通道)

Connect 的 Vector 也是采用的状态通道技术,目前已经在主网上线了非常早期的版本。

最近他们发布了新版本,为 Polygon (Matic) 和侧链 xDai 之间实现互操作性,并推出 xDai-Polygon Bridge 测试版,允许用户使用状态通道将 xDai 转至 Polygon 上的 Dai,以及将 Polygon 上的 Dai 转至 xDai。

Connext 团队其实很早就在以太坊主网上线了状态通道技术,并在 2019 年 9 月上线了 2.0 版本,但是至于采用率有多少,其实鲜有报道。根据之前官方整理的生态图鉴来看,主要还是以钱包为主,而支持的应用并未能进入绝大多数人的视野。

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后来 Connext 在 2020 年开始涉足全新的产品方向,虽然还是使用他们最熟悉的状态通道技术,但是切入口已经发生了变化。去年 8 月,Connext 参与了 Reddit 发起的扩容挑战,推出了 Spacefold 方案,试图解决社交网络场景的高频需求,而这也为后续的 Vector 奠定了基础。

目前 Vector 于今年 1 月上线了以太坊主网,但版本号为 0.1.0,所以也可以认为还处于早期阶段,后续将在第一季度和第二季度分阶段推出更完善的版本。

StarkWare (条件转账)

零知识证明研发机构 StarkWare 于今年 1 月正式推出基于 ZK Rollup 概念的扩容网络 StarkNet,不过这不是本文的主题,而是他们为 Layer 2 的可互操作性提供的完整解决方案,基于「条件转账」 (Conditional Transactions) 或「条件支付」 (Conditional Payment) 实现。

条件转账是一种基于密码学的组件,可以用来在区块链中实现无需许可的互操作性。简单来说,条件转账是以某些「事件」 (比如支付、状态变化) 的发生作为条件的交易,在某一网络中定义一个条件交易后,一旦它的条件在另一个网络中得到满足,该条件交易就会生效。

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该系列功能将会分阶段实现,

  • 第一阶段:基于 StarkEx 的 Layer 2 交易所可以实现快速提款至 Layer 1
  • 第二阶段:两个基于 StarkEx 的 Layer 2 网络可以互相进行快速转账
  • 第三阶段:任意两个 Layer 2 网络实现快速转账

针对该方案是否是「无需信任」的,团队表示普通用户是完全无需信任的,但是对于流动性提供者(LP) 来说,可能需要信任节点将他们的条件交易打包发布 (因为他们可以选择不打包) ,但是也可以通过一些方式去除这层信任,比如通过链上的智能合约绕开这些节点。

Hop (通用资产桥)

Hop Protocol 是一个与 Maker 有点类似的方案,他们方案中设计了通用的资产桥,以及通过引入「自动做市商」 (AMM) 组件和「连接器」 (Bonder) 角色,最终实现 Layer 2 网络之间的资产快速迁移。

使用 Hop 的方案时,资产需要通过 Hop 流转到 Layer 2 网络中,比如通过 Hop 的资产桥进入二层的 ETH 被称为 Hop ETH(或 hETH) 。hETH 和 ETH 是完全等价的,至少可以通过 Hop 完成兑换。

但是 Layer 2 网络中同时还有「官方」版本的 ETH,也就是更多人普遍使用的 ETH 版本,官方版 ETH 和 hETH 理论上应该也是完全等价的,但是由于流动性的原因,可能会存在一些价差。

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所以 Hop Protocol 引入了 AMM 的组件以及「连接器」,AMM 是为了解决官方版 ETH 和 hETH 之间的短时间波动的价差而设计的,而「连接器」 (Bonder) 角色则是可以为需要提前释放流动性的用户提供流动性,同时也可以获得部分的收益 (因为他为用户节省了 7 天的提款周期) 。

Bonder 可以通过观察不同 Layer 2 之间的交易数据,为网络提前垫付官方版 ETH,而不同 Layer 2 网络之间的套利者也会不断再平衡 (以获得收益) ,将 AMM 的价格维持在一个比较合理的范围内。

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该方案还有很多细节,以及尚待完善的部分,比如多 Bonder 的去中心化机制等等,其他的可以参考项目 白皮书

DeGate (托管)

由币乎和 MYKEY 团队发起的二层交易协议 DeGate 就采用更务实的方式了,也就是他们作为中间商,提供资产快速跨链服务,但是这其中引入了中心化风险,使用这个的用户还是需要信任 DeGate 以及背后团队的,之后等设施完善了才会转为去中心化方案。

DeGate 早期直接通过中心化托管资产的方式实现跨层资产转移的快速通道,首期将实现 L1 与 L2 之间的快速兑换通道,之后视情形考虑开通不同 L2 之间的快速兑换通道,应该也是依赖于不同 L2 的上线时间,毕竟这套方案可以更灵活的接入不同网络。

DeGate 在白皮书中表示,被托管的资产的安全性由 Home DAO 自身持有的净资产作为担保,当以太坊上 L2 出现成熟的预言机服务后,DeGate Bridge 将转向以去中心化的方式实现资产的桥接。

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