数字货币公链及以太坊二层扩展方案L2研报汇总

关键要点

• 加密货币正以指数速度增长，用户和交易数量也在增长。这带来了可扩展性挑战，因为区块链上的网络容量难以跟上。

• 新一代的 layer-1s 正在出现，其构建了解决区块链三难困境的创新。这些新的第 1 层，如 Cronos、Avalanche、Aptos 和 Sui 集成了多种解决方案，以提高可扩展性，同时保持高水平的安全性和去中心化：

• Cronos：其创新包括 EVM 兼容性、Cosmos 集成、互操作性和权威证明 (PoA)。

• Avalanche：它实现了新颖的共识协议，引入了子网，并使用 DAG 来组织交易。

• Aptos：Aptos 的主要创新部分包括其共识算法（AptosBFT）、并行执行框架（Block-STM）和 Move 编程语言。

• Sui： Aptos 和 Sui 有一些相似之处，但 Sui 采用了额外的创意，例如简单和复杂的交易拆分、双重共识机制和 Sui Move。

由于其生态系统支持、互操作性和出色的支付用例，Cronos 在这个多链方中很有前景。从技术上看，Sui 和 Aptos 值得期待。

去中心化网络基础设施的未来发展应该具有以下特点：模块化、并行执行和安全的编程语言。

随着新技术的出现，区块链将不断发展，并找到最佳的发展方式。

第 2 层区块链的存在是为了通过帮助更快地处理一些交易来缓解第 1 层区块链（例如以太坊和比特币）的拥塞。目前，大多数第 2 层解决方案旨在减少以太坊区块链上的交易负载。

与第 1 层区块链相比，第 2 层解决方案的 Gas 费用（即交易费用）通常要低得多，而交易速度却更高。目前第 2 层区块链用于处理交易的两种最流行的技术是Optimism汇总和零知识汇总。

我们比较了其他指标，例如总价值锁定 (TVL)、安全性和智能合约功能。我们的一些主要发现是：

一个显着的跑赢大盘是 Optimism，它的 TVL 从 2022 年 3 月 1 日的 0.3B 美元增加到 2022 年 8 月 14 日的 1.1B 美元，增加了两倍多。

一般来说，OP汇总和零知识汇总被认为具有高安全性，因为它们继承了以太坊主网的安全性。

乐观汇总的 EVM 兼容性使开发人员可以方便地将现有的智能合约从以太坊迁移到乐观汇总链。

2022 年 7 月 20 日，Polygon 团队正式推出了 Polygon zkEVM（主网于 2023 年推出），它提供了 ZK 证明的可扩展性优势和 EVM 兼容性。

公链解决方案

“区块链三难困境”理论认为区块链只能提供以下三个好处中的两个——安全性、去中心化和可扩展性——但不能同时提供这三个好处。Layer-1 专注于在区块链或基础设施级别解决这个问题。目前，layer-1 解决方案包括：

一种解决方案是将网络节点分成更小的组。然后，这些组可以拆分它们之间存储的所有数据。这允许数据与网络同时并行处理。这种机制称为分片。

每个网络节点都被分配到一个特定的分片，而不是维护整个区块链记录。这些单独的分片在彼此之间共享特定数据——例如余额、地址和一般状态——并向主链提供证明。

共识

作为入门：共识机制是一组用于验证、验证和记录区块链上的交易的规则。为了使交易在区块上完全注册，需要在所有节点之间达成交易合法的共识。

大多数现代协议使用拜占庭容错机制（如 PBFT）来确保验证者同意在分类帐上附加新交易的顺序。另一种流行的共识机制是权益证明（PoS），它可以利用网络的安全性，而无需像比特币的工作量证明（PoW）共识机制那样消耗大量能量。

区块链重新参数化

另一种解决方案，虽然不太流行，是优化区块的数据结构，目的是通过在每个区块中添加更多交易来提高吞吐量。

新的 Layer-1 区块链

新一代的第 1 层区块链和协议正在出现，为开发具有更大可扩展性的系统提供了一种更细致入微的方法。

Cronos、Avalanche、Aptos和Sui等区块链正在整合新技术，并将它们与自己的扩展解决方案相结合。

第 2 层区块链

第 2 层区块链建立在第 1 层之上，旨在通过帮助处理第 1 层上的一些交易来提高可扩展性。

目前，Layer-2 解决方案用于处理事务的两种最流行的技术是乐观汇总和零知识汇总（ZK-rollups）。其他技术包括侧链、状态/支付通道、等离子链和验证。

Optimism（OP）汇总

Optimism汇总通过在将大量交易发送到第 1 层网络（例如以太坊主网）之前批量处理链下交易来实现更高的交易速度。

Optimism汇总还通过假设链下交易是有效的（即正确计算）来节省时间，因此在将交易批次发送到第 1 层网络之前无需提供有效性证明。相反，Optimism汇总使用欺诈证明方案，其中提供时间窗口供任何人提交无效交易证明。

使用Optimism汇总的著名第 2 层区块链包括 Optimism、Arbitrum 和 Boba Network。

零知识汇总

与Optimism汇总类似，ZK-rollups 也在将交易发送到第 1 层网络之前对链下交易进行批处理。

ZK-rollups 还通过将最少的汇总数据而不是所有与交易相关的数据发布到第 1 层网络来节省时间。摘要数据定义了需要对第 1 层状态进行的更改以反映事务。

使用零知识汇总的第 2 层区块链包括 Polygon Hermez、StarkNet、zkSync 和 Loopring。

第 2 层解决方案的普及反映在 TVL 增长中

第 2 层解决方案已获得普及和采用，领先的第 2 层中的 TVL 已超过十亿美元大关。查看我们的每周DeFi 和 L1&L2 时事通讯，并订阅它以获取所有最新的 TVL 趋势以及有关第 2 层的更详细的见解和新闻。

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