Optimistic、zk-Rollups、L3...以太坊的可扩展性研究现在已经走到了哪一步？

区块链可扩展性的未来就在眼前！但什么是 zk-Rollups、zkEVM、L3 和模块化区块链？是时候进行深入研究，提高我们的知识水平了。

根据最近对区块链和 DeFi 技术方面的一些研究，越来越明显的是，以太坊将在加密货币创新和采用方面占据重要地位。

2021 年的 L1 叙事和轮转是由以下因素驱动的：

1. 高区块空间需求和以太坊的低可扩展性；
2. 不可持续的流动性挖矿激励推动了对山寨 L1 链的需求；

今天这些山寨 L1 的情况如何？

从图上来看，DeFi 大部分时间都在下跌。

然而，在查看 Arbitrum 和 Optimism 的 TVL 以及它们的每日用户数量时，存在明显差异。

请注意，Arbitrum 没有原生代币，也没有激励措施。

熊市证明，随着 Gas 费的大幅下降，大多数链上活动都发生在以太坊上。

现在，可扩展的 L2 已经出现，并且其安全性继承自以太坊，看来下一个周期将更加以以太坊生态系统为中心。

以太坊上有超过 435,000 个验证者，而 Solana 有约 3500 个，许多其他 L1 验证者不到 1000 个。可扩展性本身是远远不够的。下图进一步说明了山寨 L1 和以太坊合并后的显着差异。

所以现在很明显，以太坊及其可扩展性解决方案将至少在未来的区块链技术和 DeFi 中将发挥重要作用。

但这些不同的扩展解决方案之间有很大的区别。

Rollups（L2）的设计是通过每笔交易只保留少量的数据并压缩其余的数据来消除以太坊主网的大部分负荷。这就导致了更低的 TPS（每秒交易）和更低的费用。

正如以太坊网站上所说：

"第 2 层是一个独立的区块链，它扩展了以太坊并继承了以太坊的安全性"。

L2 是独立的区块链，将交易捆绑后送回以太坊主网。

因此，第二层区块链继承了与以太坊本身相似的安全和去中心化水平。这种模式使以太坊专注于安全/去中心化，而第二层则专注于可扩展性。

现在我们来定义一些术语：

⬩Optimistic rollups：利用欺诈性证明（Arbitrum和Optimism）。

⬩零知识（zk）rollups：利用有效性证明（zkSync, Starknet, zk-EVM）。

欺诈性证明（Optimistic rollups）：

信息在所谓的“证明者”和“验证者”之间交换。信息被假定为真实的，并被添加到交易批次中，随后由“观察者”进行审查以确保没有恶意行为。

有效性证明（Zk-rollups）：

在这里，"证明者 "和 "验证者 "之间的信息交流依赖于密码学和数学。信息是共享的，但从不透露。

有效性证明有两种类型：SNARKS 和 STARKS。STARKS 更具可扩展性。

有效性证明（Zk-rollups）更难实现，但因为它们依赖于密码学，所以有更高的隐私和数据安全性。目前普遍的共识是：zk-rollups 在大多数方面都是更优越的扩容技术。

这并不是说未来将由其中一方支配。 我们已经看到 Arbitrum 和 Optimism 在构建可扩展模型和发展大型生态系统/社区方面都非常成功。

zk-EVM：

zk-EVM 是最令人期待的扩展解决方案之一，有几种产品即将出现，例如 Zksync 和 Polygon zkEVM。

这项技术已经进行了很长一段时间，终于准备好落地了。

zk-EVM 使用 zk-rollups 来处理执行。更确切地说，使用 zk-SNARKS（一种有效性证明）来验证交易。

根据 Vitalik Buterin 的文章，有 4 种不同的 zk-EVM 类型：

1. 完全等同于以太坊；
2. 完全等同于 EVM；
3. 除 Gas 成本外，完全等同于 EVM；
4. 等同于 Solidity；

所有类型都面临着 EVM 兼容性和性能之间的权衡。目前大多数 zk-EVM 项目都在 2 和 4 之间。

Polygon zk-EVM（Polygon Hermes）是类型 2。它仍然与以太坊非常兼容，但是为了获得更好的性能而失去了一些兼容性。

性能以生成 zk 证明所需的时间来衡量。速度越快，可扩展性就越高。

zksync 是一种类型 4 zk-EVM——兼容性较低但性能更高。由于兼容性较低，这种类型就更难实现。

zksync 已经创建了他们自己的语言，可以将 Solidity 编译成字节码以及他们自己的虚拟机 ZinkVM。

一般来说，字节码会被送到所谓的 LLVM-编译器，然后最后送到 ZinkVM。

尽管兼容性较低，但根据 zksync 团队的说法，将 dApps 从以太坊主网转移到 zk-EVM 还是相当容易的。

从 zksync 在 Bankless 上的播客来看，似乎很多协议都在期待着这个即将到来的生态系统。

zk-EVM 很复杂，我建议阅读更多关于这些的内容，因为这篇文章只涉及到表面。

L3：

L3？当第二层技术仍在开发时，我们为什么还要讨论这个问题？

L3 可以被认为是特定于应用程序的 Rollup，并为希望以可扩展和安全的方式将其业务带入链上的公司提供了许多用例。

以下示例是 Starknet。

L3 更具体地说，是 "validium "或 "volition"。

Validiums（L3 的一种类型）是一个 zk-rollup，数据在链外被处理（例如在 L2 上）。

在下图中，StarkEx 是特定于应用程序的 L3，而 Starknet 是 L2。

L3 在链外生成证明，以提高每秒钟交易的可扩展性。

然后，这些证明被批量发送到 L2，就像 L2 向 L1 发送大量交易一样。那么，L4，L5，L6 是否也是如此？

权衡的是可扩展性与安全性。我们离以太坊主网越远就越不安全。

zkPorter（ zksync 的一个产品）也是一个 L3。用户可以选择具有较高 TPS 但安全性较低的 L3 或者具有较高安全性但 TPS 较低的 zkRollup（L2）。

我刚才描述的 L3 结构就是前面提到的'validium'。

“volition "本质上是 L3 和 Zk-Rollup L2 的组合。因此，在这种情况下，用户不必在安全和 TPS 之间做出选择。

本文到这里就结束了，它包含了不少信息量，如果你想真正掌握它，我建议多读几遍这个主题。