LAYER:Layer2 的一種通用分析框架_LAYER幣

一般來講，Layer1特指一種可在大范圍內，尤其特指全球范圍內達成業務一致性的區塊鏈網絡系統。而相應地，Layer2則是基于Layer1之上，在相對更小范圍達成一致性的網絡系統。典型的Layer1系統包括以太坊、比特幣以及NervosCKB等，典型的Layer2協議有狀態通道、Plasma等。對于Layer2來說，Layer1承擔了兩個角色，首先是資產的來源，其次是仲裁的法官。Layer1的用戶基于對Layer2的有限信任將部分資產轉移到Layer2上享受高速、低成本的服務，并在異常發生時利用Layer1對爭議進行仲裁。其中，我們將區塊鏈上的資產定義為代幣、NFT以及其他可明確所有權的數據或狀態信息。2018年以來，Layer2技術的前沿技術發展迅速，各種Layer2方案不斷涌現。本文嘗試給出一種通用框架，對Layer2方案在不同功能點的取舍進行分析，以方便用戶在不同的應用場合有針對性地選擇。Layer2業務流程的生命周期

典型的Layer2業務流程包括五個主要步驟：規則設置、進入、狀態遷移、退出以及挑戰與應答。規則設置

在規則設置階段，參與Layer2業務的各方會就狀態遷移規則、挑戰應答規則進行設置。該步驟通常表現為在Layer1部署一個智能合約，或者交易多方互換數字簽名。其本質在于各方提供一個不可否認的承諾，以便在挑戰與應答階段對爭議進行判定。早期的狀態通道技術通常要求預先在Layer1上部署一個判定合約對規則和狀態進行約束。近期以Counterfactual為代表的虛擬合約方式則僅要求參與者對規則進行鏈外簽名認可，當用戶對交易結果產生爭議時再將其部署到Layer1上。這種方式大幅降低了通道建立的成本，但Plasma類的Layer2協議仍然需要在Layer1上部署規則合約以便定期接收Layer2對狀態的commitment。進入

公鏈Klaytn發布v.1.9.1版本，引入新API增強交易追蹤功能:8月19日消息，據官方公告，韓國公鏈項目Klaytn發布v.1.9.1版本，此版本添加了安全補丁并增強了追蹤功能。通過引入新的API，可以跟蹤給定區塊范圍內的所有交易執行歷史。[2022/8/19 12:36:23]

用戶的資產從Layer1進入到Layer2需要用戶觸發Layer1的資產鎖定動作，以確定其不會被兩層網絡雙花。鎖定后的資產將產生資產鎖定證明，該證明在Layer2上被驗證后即實現了資產的進入。假設Layer1具備足夠的可用性和安全性，那么資產鎖定證明的生成和內容的可靠性是無需置疑的。所以本操作的關鍵在于Layer1上的資產鎖定證明如何在Layer2達成共識。對于支付通道/狀態通道等點對點交易的Layer2協議來說，共識僅限于交易雙方或有限幾方之內，參與者愿意執行進一步業務即證明對對方的資產鎖定證明達成了共識。對于Plasma等多對多交易的Layer2協議來說，除非所有的參與方都對某個資產鎖定證明進行簽名并通知所有人，否則無法確認所有人對該動作達成共識。此時，退而求其次，可由Layer2的Operator對該資產鎖定證明進行簽名，來宣布該動作在Layer2達成了共識。顯然，存在某些情況一些參與方對該行為并不認可，他們可以執行退出動作離開這個共識區，或者把Operator的簽名提交到Layer1上進行仲裁。同時，也存在Operator有意或無意地忽略了用戶的資產鎖定證明，并沒有對其簽名、在Layer2上廣播的情況，此時用戶也應該可以執行退出動作。最終留下來的參與者表明其對鎖定證明無異議，即對此達成了與Layer1安全性一致的共識。狀態遷移

V神：ZK-Rollups或成為以太坊主要Layer 2解決方案:8月8日消息，以太坊聯合創始人Vitalik Buterin在ETHSeoul演講時預測，ZK-Rollups將在以太坊Layer2擴容之戰中擊敗Optimistic Rollups，比如用戶不需要7天的等待期。Vitalik Buterin指出，ZK-Rollups在將資金移入和移出主網時速度更快，這可能會導致更廣泛地采用。從現在起的10多年甚至更久，我預計Rollups基本上都將會是ZK。ZK-Rollups的EVM兼容性正在開發當中，Vitalik Buterin補充道，我們實際上已經能看到zk-EVM幾乎準備好實現與以太坊交易一起進行擴容，這太棒了。（the block）[2022/8/9 12:10:54]

Layer2用戶的每一筆交易都應該使得Layer2的總狀態發生正確遷移。這一步驟涉及三個關鍵行為：每筆交易的發生是否達成了共識，每筆交易的結果是否達成了共識，該共識的達成是否受到Layer1的監督。與進入階段類似，參與方對共識的接受與否取決于自己與所有其他參與方的認可或自己與Operator的認可。點對點交易的Layer2只需要獲得對方的簽名，并確認該簽名符合設置階段的業務規則即可。而多對多交易的Layer2則必須由Operator提交共識結果，并且將共識結果的摘要提交到Layer1作為commitment以便該行為接受Layer1監督和仲裁。該步驟的幾個關鍵點在于，參與方應能夠對影響到自己資產的狀態遷移進行檢驗；參與方應能夠驗證Operator提交到Layer1的commitment與自己獲得的狀態遷移信息的一致性，并可獲得足夠的數據生成證明并提交到Layer1進行質疑；當參與方交易被Operator過濾時，它的資產應可以安全地退出。其中前兩個點都涉及Layer2的數據可用性問題，后一個點涉及Layer2的服務可用性問題。一旦服務或數據不可用，用戶可以隨時退出；在數據和服務可用前提下，Operator的作惡行為可以由Layer1約束。退出

以太坊Layer 2總鎖倉量重回60億美元:3月18日消息，據L2BEAT數據顯示，當前以太坊Layer2總鎖倉量重回60億美元，7日漲幅達4.13%。其中，鎖倉量前三分別為Arbitrum（30.2億美元）、dYdX（9.63億美元）和MetisAndromeda（7.41億美元）。[2022/3/18 14:04:24]

Layer2的退出機制非常復雜，類型也非常多。但其本質都是退出人將資產狀態及其證明提交到Layer1上，通過預定規則和已經由Layer1認可的狀態commitment的驗證解鎖資產。退出流程依賴于已經達成共識的規則和狀態commitment，并受后續挑戰與應答階段的約束，其本身的要點在于退出次序和退出的即時性。對于需要引入Operator為Layer2共識結果以及Layer2錨定到Layer1的commitment進行背書的協議來說，總是存在某些情況無法證明Operator給出的共識結果是錯誤的。因此需要一個公正的退出次序能夠保障誠實用戶優先退出。然而，恰恰是因為我們無法證明某人“誠實”才引入了退出的次序問題，所以這里指的誠實用戶優先退出指的是所有的誠實用戶都必須時刻關注Operator的行為，并在其行為失序時立刻發起退出，然后按照這些用戶退出狀態所在的時點的先后次序進行依次退出。用戶提交的退出動作涉及的資產可能與其他用戶的資產有關，Layer1往往無法確定用戶提交的退出動作是否是對應資產的最終狀態，這就需要等待其他用戶對該動作的挑戰。挑戰的流程決定了退出動作的即時性。理論上，如果Layer1可以確定該動作就是對應資產的最終狀態，該資產就可以即時退出。例如要求Operator在Layer1上抵押不小于當前用戶所有資金余額的資金，并在每次向Layer1提交狀態空間commitment時都向每一個用戶發送一個當前余額的證明。那么用戶就可以在最新的commitment上提交一個即時的、無需等待挑戰的退出請求。挑戰與應答

分片公鏈Zilliqa與Layer2跨鏈交易協議Switcheo構建ZIL-ETH橋，測試網版本即將上線:官方消息，分片公鏈Zilliqa表示，正在與Layer2跨鏈交易協議Switcheo構建跨鏈至以太坊的橋（ZIL-ETH橋）。ZIL-ETH橋將推動互操作性，隨后啟用代幣兌換功能（ERC20 ZIL）。ZIL-ETH橋測試網版本即將上線，主網版本啟動時將對流動性提供者進行激勵：將在超過6周內最高獲得價值350萬美元的ZIL，以換取LP將WBTC、ETH和USDT等資產轉移到Zilliqa。[2021/6/26 0:08:00]

挑戰與應答發生在Layer1，利用了它作為Layer2仲裁者的角色。對應的挑戰內容為所有在Layer1上發生的與Layer2有關的交易，包括Layer2共識狀態的commitment以及用戶對退出狀態的主張。對共識狀態commitment的挑戰意味著挑戰者不認同Operator提交到Layer1的共識結果，這種不認同或者源自于挑戰者獲得了不同的狀態結果，或者來自于挑戰者無法獲得足夠的數據以得到對應的狀態結果。針對第一種情況，挑戰者可以提交新的commitment，并給出足夠的證據證明其正確性。針對第二種情況，挑戰者可以提交一個數據申請，要求Operator披露完整數據。但由于數據可用性，或者Operator簽署沖突的共識結果等問題，上述挑戰可能無法得到符合誠實用戶利益的結果。此時，應允許用戶選擇最近一個用戶認可的狀態點進行挑戰。如果1)用戶由于自己疏忽導致超過了最后一個自己認可的狀態點的退出提交時間；或者2)預定義的設置規則并不允許用戶對Operator提交的共識commitment信息進行挑戰，那么用戶將蒙受損失。前者正是Plasma方案遇到的用戶體驗批評，后者則是多簽跨鏈方案遇到的安全詬病。結論本框架從Layer2交易業務流程出發，分析了局域共識的Layer2與全局共識的Layer1之間進行資產轉移的必要步驟。指出確保Layer2的安全性要求第一Layer2要能夠達成共識，第二Layer2的共識結果必須由Layer1接受。對于點對點交易的Layer2協議來說，達成共識只需要雙方交換對共識的簽名即可。對于多對多交易的Layer2協議來說，達成共識不得不引入Operator的角色，并由Operator將共識結果的摘要提交到Layer1備查。我們還應該發現，Layer2Operator的數量對該流程并無本質影響，因此Layer2并不關心運營方是中心化節點還是分布式節點。此外，由于Layer2的共識范圍總是小于Layer1，因此不論Layer2采取哪種共識形式，其共識結果都不能由Layer1無條件接受。因此Layer2的共識達成方式也不是Layer2安全性的決定性因素。因此，不論是哪種類型的Layer2協議，其共識結果要想獲得Layer1的接受都需要經歷挑戰-應答過程。而挑戰-應答流程則受到Layer1帶寬、退出次序以及高費用的限制，對大部分用戶來說是非常高的門檻。但這并不意味著用戶資產退出的即時性無法得到保障，可以通過Operator對用戶在Layer2持有的資產在Layer1上進行100%資產抵押來實現用戶退出的實時性。從用戶體驗的角度來說，挑戰-應答流程是一個災難，每個用戶都必須時刻關注最新的狀態變更。將挑戰-應答流程委托給代理方并不能提高安全性，因為它把風險轉嫁到代理方的可信性上了。一個折中的方案是結合點對點交易和多對多交易的Layer2的特點，讓Operator給出足夠的資產抵押，并對用戶在Layer2上的狀態遷移給出資產退出保障。這樣，一旦用戶選擇退出，可以立即退出，無需經歷挑戰-應答流程。還有一種方法就是用戶舍棄轉移到Layer2的資產的安全性，對Operator給與信任，由Operator完成所有的狀態遷移與資產退出證明工作。相信這兩種協議會是未來Layer2發展的重點。作者：王博原地址：https://talk.nervos.org/t/layer2/1531

聲音 | V神：零知識證明技術對Layer 2更有幫助:在萬向區塊鏈實驗室主辦的第五屆區塊鏈全球峰會上，當被問及最新進展時，V神表示目前正在關注零知識證明，該技術經過十幾年的發展仍然有創新，Zk-SNARKs就取得了一些進步。V神還表示，零知識證明對Layer 2 也許并沒有太大幫助，但對Layer 2也許會有幫助。[2019/9/18]

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