Layer2与Across V2

1.背景介绍

在了解什么是Layer2之前,我们先来聊一聊什么是Layer1

Layer1是基础区块链。以太坊和比特币都是Layer1区块链,各种Layer2网络都是以其为底层基础的。Layer2项目的示例包括以太坊上的“汇总(rollups)”和比特币之上的闪电网络。这些Layer2网络上的所有用户交易活动最终都要回到Layer1网络。

以太坊还充当Layer2的数据可用性层。Layer2将他们的交易数据发布到以太坊上,依靠以太坊提供数据。该数据可用于获取Layer2的状态,或对Layer2上的交易进行争议。

作为第 1 层的以太坊包括以下几个部分:

  1. 一个节点运营商网络,用于保护和验证网络

  2. 区块生成网络

  3. 区块链本身和历史交易数据

  4. 网络共识机制

以太坊现状

众所周知,以太坊是加密货币的基石层, 为DeFi的增长与发展做出了巨大的贡献。基于以太坊,运行着数量巨大的由智能合约驱动的dApp,这也直接反映出了以太坊的成功之处。但是,需求的空前激增,势必会造成网络的阻塞,甚至可能会危及基于它的项目的经济可行性。 以太坊不可避免地存在交易费用昂贵、交易时间缓慢、处理能力相对有限的问题。

本质原因分析

区块链的分布式系统CAP理论存在三个特性:

  • 一致性(C):在分布式系统中的所有数据备份,在同一时刻是否同样的值。

  • 可用性(A):在集群中一部分节点故障后,集群整体是否还能响应客户端的读写请求。

  • 分区容错性(P):以实际效果而言,分区相当于对通信的时限要求。系统如果不能在时限内达成数据一致性,就意味着发生了分区的情况,必须就当前操作在C和A之间做出选择。

以上三项只能同时满足两项,以太坊在满足CP原则情况下,牺牲了A即可用性,因此出现以上问题也是很正常的

以太坊已经达到了网络目前的容量,每天有超过1 万笔交易,并且对每笔交易的需求都很高。以太坊的成功和使用它的需求导致gas fee大幅上涨。因此,对扩展解决方案的需求也在增加。这就是Layer2网络的用武之地。

尝试解决--Layer2

以太坊对个人用户来说相对不是那么的友好,但是对于各种链而言,它是最合适的。为了有较好的拓展性,以太坊正在向模块化架构过渡。期望构建一个由许多的链组成的世界,这些链部署在Layer2层(Layer2统称为建立在Layer1上的一组解决方案,旨在解决以上提到的各种主网弊端),Layer2继承了Layer1的去中心化和安全性,同时Layer2上相对即时和廉价的特点,又给予用户良好交易、借出、借入、交换等操作体验。

什么是Layer2

正如我们上面提到的,Layer2是以太坊扩展解决方案的统称,它处理以太坊Layer1之外的交易,同时仍然利用以太坊Layer1强大的去中心化安全性。Layer2是扩展以太坊的独立区块链

这是如何运作的?

Layer2区块链定期与以太坊通信(通过提交交易包),以确保其具有类似的安全性和去中心化保证。所有这些都不需要更改Layer1协议(以太坊)。这让Layer1处理安全性、数据可用性和去中心化,而Layer2处理扩展。Layer2将交易负担从Layer1转移,并将最终的证明发布回L1。通过从L1除此交易负载,基础层变得不那么拥挤,并且一切都变得更具可扩展性

汇总(Rollups)

Rollups 目前是扩展以太坊的首选第 2 层解决方案。通过使用汇总,与L1相比,用户可以将 gas 费用降低多达 100 倍。

Rollups 将数百个交易捆绑(或“汇总”)到L1的单个交易中。这将 L1 交易费用分配给Rollup中的每个人,从而使每个用户更便宜。Rollup交易在第 1 层之外执行,但交易数据被发布到L1 层。通过将交易数据发布到L1,Rollups继承了以太坊的安全性。Rollups有两种不同的方法:乐观零知识——它们的区别主要在于如何将此事务数据发布到 L1。

ZK(零知识) Rollups通过创建所谓的 SNARK(一种简洁的非交互式知识论证)将事务组合在一起。这是提交到基础层的加密证明,因此只有一个交易被发送到以太坊。ZK rollups 允许快速交易,但这些交易的范围是有限的。

乐观Rollups与基础链并列,交易作为调用数据发送到以太坊。乐观Rollups提供了可组合性,这是 DeFi 的基本要求,尽管它们会受到更长的等待时间和潜在的攻击。

以太坊上的乐观汇总(来源:以太坊)
以太坊上的乐观汇总(来源:以太坊)

以太坊作为模块化世界的中心,依靠Rollup和侧链等外部执行环境来优化交易体验,提高可用性。

2.Layer2的缺点

1.安全性:由于L2链继承了以太坊的安全性,因此理想情况下,它们与 L1 以太坊一样安全。然而,许多项目还很年轻,甚至有些还是实验性质的。经过多年的研发,许多扩展以太坊的 L2 技术于 2021 年推出。但是,许多项目在努力分散其网络时仍然有额外的信任假设。在使用之前一定DYOR。

**2.**这些L2侧链之间是不互通的,需要使用跨链桥。

Layer2侧链众多且分担,目前主流的Layer2有Optimism、Arbitrum、Polygon、Starkware、ZkSync 等,但是这些链之间是不互通的,在众多Layer2侧链之间跨,以及Layer2与Layer1之间跨就需要用到跨链桥。

通过上述描述,Layer1,Layer之间的关系,以及跨链桥的作用其实已经很明确了。接下来,本文着重介绍一个跨链桥界的新星-Across Protocol(目前已经更新为V2版本)

3.Across Protocol V2

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Across Protocol号称最快、最便宜和最安全的 L2 、 L1之间的跨链协议。以下将对其进行详细分析。V2新版本支持 L2 到 L2跨链并且仅有极低的费用。

工作机制:

Across 可以认为是一个桥接函数,并激励中继者向 L1 上的用户提供短期贷款。这些贷款会在两小时内从 L1 的流动资金池中偿还给中继者。一旦来自 L2的 转移资金完成结算,资金池就会刷新。交易使用 UMA 的Optimistic Oracle (OO) 作为保险机制,并由它充当争议解决层。

发起转账时,用户通过Across桥将 L2 上的钱发送到 L1。L1 上的保险人立即支付转移金额,廉价且迅速。保险人随后向 L1 上的流动资金池提交索赔。 此索赔打开了争议窗口,提示“保险人(公司)是否履行了义务并将钱发送给了 L1 上的收款人?” 只要它这样做,尽了应尽义务,索赔窗口将在 2 小时后关闭,保险人(公司)将得到报销的资金。OO 验证并验证用户转移资金和获得费用的保险公司之间的所有合约。

运行机制
运行机制

简而言之:L1 上的某个人借给您所需的钱(收费),直到L2跨桥资金到达,那这个跨桥操作也可以认为是即时的了,这正是其快速性的体现。即时、安全和具有成本效益的交易,也是Across 生态系统基础设施的关键部分。

V2的新特性对与Layer2存在的部分缺点具有很好的补偿兜底作用。除了支持L2与L2之间的跨链,还有以下特性。

V2安全性保证

考虑到Layer2可能存在的安全性风险,Across V2 采用中心辐射模型,中心位于 L1 上。 通过将大部分流动性集中在 V2 中的 L1 上,我们能够确保大部分资金得到 L1的保护。

当用户将他们的资金分散在其他链上时,除了他们对 L1 上的资金的信任假设之外,这增加了他们必须对这些链具有的信任假设。

我们的中心辐射模型将流动性保持在最安全的地方,允许在不使流动性提供者面临更高风险的情况下进行转移。 如果一条链被黑客入侵,只有该辐条池中的资金或返回 L1 的资金会面临风险。 L1 上的资产和其他辐条池位置中的资产将是安全的。

许多桥需要大量的资金来支撑辐条,但我们不需要。 与其他桥相比,这使我们能够提供更高的安全性。

Across 还将继续使用 UMA 的optimistic oracle,该预言机已经运行了一年多没有被恶意利用。

净额结算-更加高效

我们可以用净额结算来回转移更多的钱。 如果两个人碰巧同时向相反的方向发送资金,我们只是将这种巧合的需求配对。

这是一个例子:

Alice 想从 Ethereum 向 Optimism 发送 100 美元,Bob 想要从 Optimism 向 Ethereum 发送 100 美元。这些人实际上都不需要做“桥接”,而是可以通过 Across V2 在各自的链上相互抵消。无论哪种方式,Bob 和 Alice 都不必更改他们通常作为桥接器所做的任何事情,因为这是通过后端完成的。他们可能注意到的唯一区别是费用减少。

奖励:桥池仍然从所有这些交易中收取费用,因此使用这种新方法,我们可能会从流动性提供者的池中获得更高的 APY。

4.Across Protocol V2与 Hop跨链对比

对比实验从三个层面进行

L1→L2

小额(小于等于1ETH)

中等(10-50ETH)

大额(大于50ETH)

L2→L2

小额(小于等于1ETH)

中等(10-50ETH)

大额(大于50ETH)

L2→L1

小额(小于等于1ETH)

中等(10-50ETH)

大额(大于50ETH)

twitter:https://twitter.com/AcrossProtocol

官网:https://across.to/