Foresight Ventures：Layer3 深入解读

深入解读 Layer3

作者：Yihan Xu ，@Foresight Ventures

封面：Photo by Shubham Dhage on Unsplash

一、从 Layer1 到 Layer3

Layer1 是底层区块链。Ethereum、Bitcoin、Solana 等公链都是 Layer1 区块链，它们是区块链网络的基础，各种 Layer2 都搭建在这些公链之上。

Layer2 指以太坊扩容方案。各条 Layer2 链都是单独的区块链，在保证安全性的基础上提升交易速度和 TPS。比如 Zksync、Starkware、Arbitrum、Optimism 都是不同的 Layer2 解决方案。

那什么是 Layer3?

简单来说 Layer3 希望在 Layer2 的基础上完成更加定制化的设计，解决目前 Layer2 无法实现/实现起来比较困难的功能（包括定制化扩容、privacy 等），从而进一步降低成本，提升效率。

但 Layer3 的想法还在非常早期阶段，现在下定论显然有失偏颇。Layer3 的最终形态需要基于开发者探索、实战检验和实际需求。

现在有很多大佬已经提出了相关的设计思路，通过 StarkWare 提出的多层网络结构图（Layer3 的其中一种构建思路），我会做进一步的分析和总结，帮助大家理清思路。

二、StarkWare 的多层网络

以太坊多层网络的实践设想最早由 StarkWare 团队在文章”Fractal Scaling: From L2 to L3″ 中提出。在这种设计中，现在的 Layer2 是一种 general purpose 的扩容，在此之上，Layer3 做定制化的扩容。下面我会对图中提到的方案逐个分析（从左到右）。

1.StarkEx Volition（rollup+validium）—> 低成本扩容

在 Layer2 的方案中我们已经熟悉了 Validiums，一种通过 SNARK 算法对计算结果进行验证，数据不上传 Layer1 而是依赖于 validator 托管的扩容方案。由于数据存在链下而非直接发布到 Layer1，Validium 降低了 gas 成本并提供了更好的 privacy（数据并不向 public 公开）。但是从去中心化和安全性的角度看，Data Availability 依赖于第三方委员会，因此 Validiums 使用并不广泛。

StarkEx Volition 为 Dapp 提供了一种混合模式，可以选择将数据放到链上以保证安全性（StarkEx Rollup）或者放到链下以获取更低的成本（StarkEx Validium）。现阶段 StarkEx 仍然是 Layer2 的扩容方案，但是在 StarkWare 后续的架构设计中，StarkEx 完全可以作为一种打开 Layer3 大门的通道，在 StarkNet 通用扩容的基础上进一步为特定的 dapp 降低成本。

2.App-specific StarkNet —> 定制化扩容

我们知道 Layer2 的电路设计是为了服务所有 Dapp，这意味着工程师设计电路的首要考虑是兼容性。因此现在的电路设计一定程度上牺牲了效率，并没有针对特定的 Dapps 进行优化。这对于强交互性的 Dapp 来说是一种的瓶颈，比如注重游戏体验和实时玩家交互的 web3 游戏。App-specific StarkNet 可以为帮助对性能要求较高的 Dapp 定制化地进行设计以达到更高的 performance。

我认为在这个场景下 Layer2 解决用户编程和可组合性的问题，而 Layer3 定制化地针对项目方提供更高的性能。比如一个 Dapp 不需要和其他 Dapp 共享电路资源，并获得定制化的电路设计，或是由 Layer3 提供更高效的存储结构会数据压缩服务。

3.StarkNet（Validiums）—> 低成本扩容

类似于 StarkEx Volition，在 Layer3 中将 Validiums 作为一种低成本的扩容方案，让一些对价格敏感的 Dapp 获得更低的成本。

4.Privacy StarkNet —> 定制化功能

对隐私功能的实现，某种程度上也可以看作 app-specific design。虽然 ZK-rollup 对 privacy 友好，但出于去中心化和安全性的考虑，用户的交易数据仍需要在压缩后通过 calldata 发布到 Layer1 作为 history log，让所有用户都可以成为 prover 进行验证。因此以扩容为目的的 rollup 并不能实现 privacy。Layer3 的能很方便的解决了这一痛点，对于一些强隐私需求的用户，定制化地在 rollup 甚至 rollup of rollup 的基础上实现隐私功能。

三、Again，什么是 Layer3？

看完以上分析，Layer3 应该已经不那么抽象了，下面总结一下这种 Layer3 的设计到底想解决什么问题，帮助大家进一步建立对 Layer3 认知。

1.Vitalik 的设想

1. L2 is for scaling, L3 is for customized functionality.
2. L2 is for general-purpose scaling, L3 is for customized scaling
3. L2 is for trustless scaling (rollups), L3 is for weakly-trusted scaling (validiums)

2. 进一步解读

1. Layer2 作为 general purpose 的扩容解决方案，那么对于 Layer3 的设计可以放下单纯的扩容，去定制化地做一些 Layer2 无法轻易实现的功能，比如 privacy；
2. Layer2 中 ZK-rollup 设计考虑了通用和兼容性，为整个生态提供一种通用的扩容解决方案。因此在 ZK(E)VM 的设计上或多或少牺牲了 ZK-friendly。那么 Layer3 可以针对不同应用做进一步扩容。举个例子，在 ZK 场景下，一些应用可以通过更加定制化的电路设计来获得更好的 performance；
3. Layer2 中 ZK-rollup 在扩容的同时需要保证 Data Availability，在 cost 上做了妥协。因此，Layer3 可以用于低成本扩容，为不同开发者提供更多扩容方案，比如 Validium 就是一个很好的选择。

第二点和第三点中 Layer3 都是在做进一步扩容，有什么区别？

• 我认为两者是截然不同的，并且解决了现在 Layer2 不同的痛点。第二点中的定制化扩容旨在提升性能，而第三点中提到的则是一种更加 general purpose 的低成本扩容方案。

3. 小结

以上都可能是之后 Layer3 发展方向，并且也不会限定在某一种形态。一些 Dapp 会需要提供隐私功能的 Layer3，一些 dapp 会受益于低成本的扩容，一些 dapp 会因为定制化的 Layer3 带来 performance 的提升。总之，Layer3 会在 Layer2 的基础上进一步提升性能，创造更多可能性。

四、是否需要 Layer3？

看到这你可能会产生两个疑问：

1. 既然 Layer3 这么牛逼，是不是可以继续往上继续叠加 Layer4、Layer5、Layer6…以达到更好的扩容效果？
2. 以上提到的 Layer3 的用途都可以通过二层网络结构实现。看下面