以太坊的演变：二层扩容的无限潜力和一键多链

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作者：YBB Capital 研究员 Ac-Core

TLDR

• 跨链资产转移复杂且昂贵，原因在于缺乏统一标准以及不同区块链的架构和共识机制各异。现有的第三方桥面临信任和安全挑战，而中心化桥需要维持流动性，将成本转嫁给用户。一键链部署，类似于解决三难困境，是资产桥接的折中方案。
• 市场成熟度由 OP Stack 和 Superchain 引领，Base 是一个成功的例子。AggLayer 与以太坊的原生兼容性使其更易被接受，但需要确保聚合过程的安全性和可靠性。Elastic Chain 的成功依赖于 ZKsSync 的发展；短期内市场偏向 OP，而长期则倾向于 ZK。
• 在行业创新不足的背景下，DeFi 仍然是 Rollups 的主要应用。目前，DePIN、RWA 和大型 GameFi 项目在 Rollups 上出现的可能性较小，而 SocialFi 和 NFT 市场可能会出现，但其市场受欢迎程度尚不确定。整体的马太效应适用于区块链，无限发行 Rollups 的趋势值得长期关注领导者，短期关注中下层。

1. 连接链的岛屿：桥的问题

在跨链转移资产时，每个区块链都有独特的架构、共识机制、状态证明和状态转换，缺乏统一标准和互操作性，使得跨链通信和数据交换变得复杂。这些验证过程通常在链上执行的成本过高。这一限制导致多签名委员会的激增，以验证其他链的状态。因此，没有一个通用的去中心化标准或协议能够实现所有区块链之间的互操作性，限制了资产在不同区块链之间的自由流动。

为了促进跨链资产转移，出现了许多第三方桥，但这些桥面临与信任问题相关的重大网络安全挑战。即使中心化桥能够确保完全安全，它们仍需在每个集成链上维持足够的流动性，将这些运营成本转嫁给用户。目前，无法满足原生去中心化资产桥接的需求，以及信任第三方桥的困难，促使 ZKsync、Polygon 和 Optimism 引入其更原生的解决方案，如 Elastic Chain、AggLayer 和 Superchain 解释器，以实现本地化的多链扩展。

2. ZKsync3.0：Elastic Chain

图片来源：zksync.mirror

在 2023 年，Matter Labs，ZKsync 的主要开发公司，发布了 ZK Stack，这是一个允许开发者基于 ZKsync 技术构建自己区块链的工具包。实际上，这些自定义链将通过 Elastic Chain 互联，将 ZKsync 3.0 从单一的以太坊 L2 转变为 Elastic Chain。

ZKsync 3.0 协议的核心升级于 2024 年 6 月 7 日发布，使其成为迄今为止 ZKsync 最复杂的升级。它将 ZKsync L1 桥重新配置为共享路由合约，以支持不断扩展的互操作 ZK 链网络。ZK Stack 框架实现了链之间的原生、无信任和低成本互操作性。

根据 Matter Labs 的说法，“Elastic Chain 是一个由 ZK 链（rollups、validiums 和 volitions）组成的无限可扩展网络，通过数学验证方法确保其安全性，并在统一和直观的用户体验下实现无缝互操作性。它旨在使 ZKsync 生态系统内的互操作性更加顺畅和高效。”

2.1 Elastic Chain 架构

Elastic Chain 不仅仅依赖于 ZK 技术，不能简单地将 ZK 证明“补丁”添加到其他非 ZK 多链系统中。从高层次来看，其网络通过三个组件实现：ZK Router、ZK Gateway 和 ZK Chains。

1.ZK Router：

• 核心路由机制： ZK Router 是 ZKSync 3.0 架构的主要路由组件，负责管理和协调网络中不同链和节点之间的通信和数据传输。
• 跨链通信： 使用高效的跨链通信协议，ZK Router 确保不同链之间快速安全的数据传输，增强整体网络的互操作性和性能。

2. ZK Gateway：

• 入口和出口节点： ZK Gateway 作为 ZKSync 3.0 网络的入口和出口节点，处理外部区块链（例如以太坊主网）与 ZKSync 网络之间的交互。
• 资产桥接： 负责在外部区块链和 ZKSync 网络之间桥接和转移资产，确保不同链之间安全高效的资产流动。
• 交易聚合： 将用户交易聚合成批次，然后生成零知识证明，提交给外部区块链进行验证，减少链上数据负载和交易费用。
• 中间件： 可以理解为部署在以太坊和 ZK Chains 之间的中间件，以促进 ZK Chains 之间的全面互操作性。

3. ZK Chains： 通过生成和验证零知识证明来确保交易的有效性和安全性，将结果提交给 ZK Router 进行聚合和协调。它们通过 ZK Gateway 与 L1 智能合约相互连接，完全独立、可定制，并使用 ZK Stack 构建。

根据 ZKsync 的说法，Gateway 是 Elastic Chain 的关键组件，使 ZK Chains 能够无缝结算到以太坊。通过 Gateway 向以太坊提交证明和数据，实现以下优势：

• 跨批次和跨链证明合成： 降低 L1 验证成本。
• 状态增量压缩： 压缩发送到 Gateway 的小批量数据，并高效地以大批量转发到 L1。
• 更快的最终性： 验证链证明并防止冲突，以实现低延迟的跨链桥接，得到了大量验证者的质押支持。ZK Chains 不需要信任其他链。
• 活跃性： 每个 ZK Chain 的活跃性由其验证者独立管理；Gateway 不影响其活跃性。链可以自由离开 Gateway。
• 抗审查性： 跨链强制交易的成本将低于常规 L1 抗审查交易，使其对所有用户更具可及性。

ZK Chains 不需要使用 ZK Gateway，可以直接结算到以太坊，自由选择离开 ZK Gateway 网络而不影响其链的安全性。它们可以在使用 ZK Gateway 和直接结算到以太坊之间切换。ZK Gateway 将由去中心化、无信任的验证者集群运营，以确保网络的弹性和可靠性。参与这一去中心化验证过程需要一个 ERC20 代币。ZKSync 网络治理将为此指定一个代币（可能是 ZK 代币）。

验证者将收取桥接费用和每字节状态增量数据发布到 ZK 网关的费用。这激励验证者加入 ZK 网关，因为他们的收入可以随着链上交易价值的增加而倍增。此外，由于验证者提供的重新压缩服务，通过 ZK 网关结算数据将比直接在以太坊网络上结算更便宜，这可能是大多数 ZK 链可能选择加入的原因。

3. Polygon 2.0: Agglayer

图片来源：Polygon Agglayer

3.1 Agglayer 设计的起源

与 OP Stack 和 ZK Stack 类似，使用 Polygon CDK 创建的区块链可以直接集成到 Agglayer，利用其统一的桥接和安全服务实现与其他区块链的互操作性。这构成了 Polygon 2.0 的核心架构。

Agglayer 的核心思想源自 Umbra Research 提出的共享有效性排序设计。该设计旨在实现多个乐观 Rollup 之间的原子跨链互操作性。通过使用共享排序器，系统可以统一处理多个 Rollup 的交易排序和状态根发布，确保原子性和条件执行。

要实现这一点，需要以下三个组件：

• 共享排序器： 接收和处理跨链交易请求。
• 区块构建算法： 共享排序器负责构建包含跨链操作的区块，确保其原子性。
• 共享欺诈证明： 在相关 Rollup 之间实现共享欺诈证明机制，以强制执行跨链操作。

由于现有的 Rollup 已经具备在 Layer 1 和 Layer 2 之间双向消息传递的能力，Umbra 仅添加了一个 MintBurnSystemContract（铸造和销毁）来补充这三个组件。

工作流程：

• 链 A 上的销毁操作： 可以由任何合约或外部账户调用，并在成功后记录在 burnTree 中。
• 链 B 上的铸造操作： 在排序器成功执行后，记录在 mintTree 中。

不变性和一致性：

• 默克尔根的一致性： 链 A 上的 burnTree 和链 B 上的 mintTree 的默克尔根必须相同，以确保跨链操作的一致性和原子性。

系统操作：

• 共享排序器负责将交易批次和两个 Rollup 的声明状态根发布到以太坊。它可以是中心化或去中心化的（如 Metis）。排序器接收交易并为 Rollup A 和 B 构建区块。如果链 A 上的交易成功与 MintBurnSystemContract 交互，它将尝试在链 B 上执行相应的铸造交易。如果铸造交易成功，它将同时包含链 A 上的销毁交易和链 B 上的铸造交易；如果失败，则排除这两个交易。

3.2 Agglayer 的核心组件：

在 Polygon 2.0 的 Agglayer 中，统一桥和悲观证明是其核心组件。

1. 统一桥

技术框架：

• 跨链通信： 统一桥的核心是实现不同链之间的无缝通信。它通过跨链通信协议实现不同 Layer2 解决方案与以太坊主网之间的数据和资产转移。
• 流动性聚合： 该桥聚合来自不同 Layer2 解决方案的流动性，允许用户在链之间自由移动资产，而无需担心流动性碎片化。

实现逻辑：

• 消息传递： 统一桥通过消息传递机制实现跨链通信。消息包含相关的交易信息，并通过桥接协议在链之间传输。
• 资产锁定和释放： 当用户在一条链上锁定资产时，统一桥会在目标链上释放等值资产。此过程使用智能合约以确保安全性和透明性。
• 互操作性协议： 为确保不同链之间的互操作性，统一桥使用标准化的互操作性协议。这些协议定义了如何处理跨链交易、验证交易有效性以及解决潜在冲突。

来源：聚合区块链：新论点

2. 悲观证明

技术框架：

• 安全性： 悲观证明是一种安全措施，旨在防止欺诈交易。它在交易验证过程中引入额外的验证步骤，以确保所有交易都是有效的。
• 延迟验证： 与乐观证明不同，悲观证明假设交易可能是恶意的，并在确认之前进行全面验证。

实现逻辑：

• 初步验证： 在提交交易后，系统立即进行初步验证，包括检查基本交易信息和签名有效性。
• 深度验证： 在通过初步验证后，交易进入深度验证阶段。系统调用一系列智能合约来检查交易的复杂性和潜在风险。
• 争议解决： 如果在验证过程中发现任何问题，系统会触发争议解决机制。这允许用户和验证者提交额外的证明以解决争议，并确保交易的最终有效性。

通过整合统一桥和悲观证明，Agglayer 提供了一个高度安全、可扩展和互操作的区块链环境。这些组件不仅增强了系统的安全性，还简化了跨链交易，使用户能够更轻松地在不同链之间进行交互。有关更多详细信息，请参阅 YBB Capital 之前的文章“从模块化到聚合：探索 Polygon 2.0 的 Agglayer 核心”。[1]

4. Optimism: Superchain 解释

在 2023 年，Optimism 开创了一键链部署的路径，其初始项目是 OP Stack，建立了统一网络的标准。OP Stack 作为以太坊扩展解决方案 Optimism Superchain 的启动平台，并作为所有使用 OP Stack 构建的 L2 之间交互和交易的中心。

Optimism Superchain 共享一个共同的 OP Stack 开发栈、桥接、通信层和安全性，确保各种链能够协调并作为一个单元运行。该结构可以分为五个不同的层，每个层都有其特定的目的和功能：

1. 数据可用性层： 根据 OP Stack 确定链的原始输入的主要来源，主要通过以太坊 DA。
2. 排序层： 控制用户交易的收集和转发，通常由单个排序器管理。
3. 推导层： 将原始数据处理为执行层的输入，主要使用 Rollup 技术。
4. 执行层： 定义系统状态结构和转换函数，以以太坊虚拟机（EVM）作为核心模块。
5. 结算层： 允许外部区块链通过基于证明的故障验证查看 OP Stack 链的有效状态。

与 Elastic Chain 和 Agglayer 相比，Optimism Superchain 是最早进入市场的，获得了显著的市场份额。它显著推出了 Base，后者占据了每日 gas 支出的相当大一部分，反映了其高链上活动。

来源：Dune Optimism — Superchain 链上数据

5. 关于一键链部署的主观思考

5.1 AggLayer、Superchain 和 Elastic Chain 的竞争分析

（本节代表作者个人观点。）

上述三种扩展解决方案延续了各自 Rollup 扩展的叙述。从市场成熟度的角度来看，OP Stack 和 Superchain 首先捕获了市场，Base 是最成功的代表。

AggLayer 在原生兼容性方面具有优势，因为它可以直接在现有的以太坊网络上运行，而无需对底层协议进行重大修改。这使得它更容易被现有的以太坊用户和开发者接受。挑战在于确保聚合过程的安全性和可靠性。

对 Elastic Chain 的初步判断是评估 ZKsync 生态系统的发展和社区建设。如果 ZKsync 本身没有蓬勃发展，Elastic Chain 可能面临吸引开发者和维持社区热情的挑战。从市场和技术的角度来看，短期前景更有利于 OP，而长期潜力则在于 ZK。

然而，所有三种解决方案的固有问题是 Rollup 的相对中心化。最近，基于 Rollup 的扩展解决方案作为潜在竞争者出现。它将排序器直接转移到 L1，即以太坊本身，消除了对额外排序器或复杂验证步骤的需求。这种更原生的扩展方法，尽管存在一些潜在的 MEV 问题，但值得关注未来的发展。

来源：ZKsync — 介绍 Elastic Chain

5.2 Rollup 的未来趋势和应用创新

总体而言，随着“一键链部署”的推广，作为以太坊主要扩展解决方案的 Rollup 数量将继续增加。即使在 2023 年比特币生态系统的繁荣中，其非原生扩展借用了许多以太坊扩展的概念。在有限的市场创新中，Rollup 应用创新和影响可能受到限制。

对于每个 VM 链而言，无论市场变化，TVL 仍然是一个关键指标，因此最早的应用可能是各种 DeFi 协议。此外，SocialFi 协议和 NFT 交易市场可能会出现。

在其他领域，DePIN 可能在 Rollup 和 L1 上发展困难，领导者可能会出现在 Solana 上。RWA 概念更可能在 L1 上发展，但在 Rollup 上缺乏信心。GameFi 也将出现，但大规模游戏只会在专注于 GameFi 的 Rollup 上有机会。因此，目前最确定的应用仍然是与 DeFi 相关的。

然而，马太效应在区块链领域显著。随着多链时代的到来，资源将集中在领先项目上，强者愈强，弱者被淘汰。

关于 YBB

YBB 是一个 web3 基金，致力于识别具有愿景的 Web3 定义项目，以创造更好的在线栖息地。YBB 由一群自 2013 年以来积极参与该行业的区块链信仰者创立，始终愿意帮助早期项目从 0 发展到 1。我们重视创新、自我驱动的热情和以用户为导向的产品，同时认识到加密货币和区块链应用的潜力。

网站 | 推特: @YBBCapital

扩展链接：

1. 从模块化到聚合：探索 Polygon 2.0 的 Agglayer 核心

https://medium.com/ybbcapital/from-modularity-to-aggregation-exploring-the-core-of-polygon-2-0s-agglayer-e492dd05ceb9

参考文章：

1. 介绍 Elastic Chain

https://zksync.mirror.xyz/BqdsMuLluf6AlWBgWOKoa587eQcFZq20zTf7dYblxsU

2. zkSync 协议升级 v24：新的预编译，更多的 blobs，Validiums 等等。#519

https://github.com/zkSync-Community-Hub/zksync-developers/discussions/519

我是 AI 翻译官，为大家转译优秀英文文章，如有翻译不通的地方，在这里修改，还请包涵～