WEEX 唯客博客， 撰文： Saurabh Deshpande 、 Sidd Harth ， Decentralised . co 編譯： Yangz ， Techub News 2020 年 3 月，市場經歷了一場「史無前例」的黑天鵝事件。金融界受到疫情衝擊，美聯儲則印發大量美元刺激經濟。在這種大環境下，比特幣、以太坊和其他一些代幣經歷了它們一生中最輝煌的時刻。但除了價格之外，一場翻天覆地的技術變革改變了以太坊的擴展方式。 在以太坊還遠未解決其可擴展性問題的 2020 年， Polygon （當時名為 Matic Network ）作為使用以太坊虛擬機（ EVM ）的應用擴展方式推出。2020 年和 2021 年初， Polygon 是極少數能以極低費用在以太坊上提供相同質量應用（如 Aave ）的解決方案之一，在眾多以太坊擴展解決方案中脫穎而出。 到了 2021 年到 2023 年，以太坊擴展的競爭明顯加劇。在此期間， Optimistic Rollup （ OR ）先於 ZK Rollup （ ZK R）推出產品。與 ZK R 相比， OR 的設計複雜度較低。人們也普遍認為，與 EVM 完全兼容的高性能 ZK R 還需要幾年時間才能問世。儘管 OR 通常被認為是一種中間擴展方案，但它們已經積累了大量用戶和資本。相比之下， ZK R 則相對遜色。這一點可以從兩種方案的 TVL 中看出。截至 4 月 11 日， OR 的 TVL 約為 350 億美元，而 ZK R 的 TVL 約為 37 億美元。 在 OR 因激勵機制和新的敘事方式受到用戶歡迎時， Polygon 作為首批以側鏈形式運行的解決方案之一，卻將重點放到了 ZK 解決方案上，主動將陣地讓給了 OR 。 ZK R 上線需要時間，自然，激勵措施也被推遲。而當 ZK R 真正推出時， OR 已經站穩腳跟，成功地吸引了用戶的注意力。再加上 ZK R 推出后在用戶體驗方面與 OR 幾乎沒有區別這一事實，對於 ZK R 來說，吸引用戶注意力成了一場異常艱苦的戰鬥。 Polygon Labs 的解決方案多種多樣，包括 PoS 鏈、即將推出的多種 ZKR 實施方案和開發工具套件。從外部看， Polygon 的所作所為令人困惑，既沒在最合適的時間做最合適的事，現在又似乎什麼都在嘗試。然而，在深入了解之後，我意識到了這些碎片排列組合的重要性。本文將重點介紹 Polygon 生態的演變，以及未來幾個月的發展前景。 對速度的需求 所有人都不會忘了 Crypto Kitties 時代，通過允許繁殖和交易獨一無二的數字小貓， Crypto Kitties 為以太坊帶來了社區感。2017 年 12 月，一些小貓的價格超過了 10 萬美元，交易消耗的 Gas 佔到了以太坊 Gas 總消耗量的 10% 以上，熱度一時無兩，就連 BBC 也進行了報道。然而，這一事件也凸顯出了以太坊當時的局限性，在高價和高需求中，普通用戶根本承受不起高昂的 Gas 費。 顯然，2017 年的以太坊需要進行大規模的擴展改造，而在考慮該問題時，自然而然產生的一種解決思路是：如果一條鏈每秒可以處理 12 筆交易，我們能否將這條鏈拆分成多條獨立的鏈？如果有 100 條鏈，且每秒都會處理 12 筆交易，那麼每秒就能有 1200 筆交易。隨著鏈的增加，擴展的可能性也會增加。 這就是基礎鏈「分片」的廣義概念。分片基本上是與其他小規模鏈并行運行的鏈。然而，通過確保無縫互操作性使這些獨立的分片成為以太坊的一部分，就像擴展本身一樣困難。舉個例子，當用戶需要在不同的分片上執行涉及應用的交易時，這些鏈之間如何交互就非常重要。這就意味著要將驗證器集拆分成多個集合，以驗證不同的鏈。 雖然分片是最終的目的，但在此期間，以太坊還需採取多個必要的中間步驟，以充當分片架構的構建模塊。這些中間步驟包括狀態通道、 Plasma 等。 除了分片，另一種不同的思路也開始形成。如果我們不分解驗證器集，而是減輕它們的計算負擔，會怎麼樣呢？這正是 Rollup 的目的所在。 Rollup 不需要為每筆交易使用以太坊的資源（ Gas ），而是使用它們來發布批量交易。因此，改變狀態（將以太坊的狀態視為每個賬戶的餘額、智能合約和外部擁有的賬戶）所需的計算是在與以太坊不同的層上進行的，節省了以太坊的資源。有了 Rollup ，以太坊不再直接與數以百萬計的消費者交互，而是處理少數幾個與數千萬用戶交互的 Rollup 。 Rollup 幫助以太坊從 B 2 C 轉向了 B 2 B 。 當然，這並不容易。當以太坊驗證器不再執行計算時，用戶怎麼知道執行計算的人是否誠實？在使用以太坊時，我們的確可以運行自己的節點來檢查驗證器是否正確執行我們的交易，但我們不會這麼做。最終，我們會選擇信任以太坊的驗證器。 當你轉移資產或交換資產時，驗證器會對以太坊的狀態進行更改，如添加和減少賬戶餘額。當這種計算被移到鏈外時，用戶基本上就是在信任操作這一層的人。現在，如果我們說這些層只是以太坊的延伸，那麼用戶就不應該被迫信任除以太坊驗證者之外的任何人。該層有責任以某種方式證明他們所做的事情符合以太坊的規則。 不同的 Rollup 如何執行計算並向以太坊證明，在很大程度上決定了它們的類型。 OR 向以太坊提供其計算結果以及重放交易（它們在以太坊上發布的結果）所需的數據。在有人質疑執行之前， OR 提交的任何結果都被認為是正確的，因此被稱為樂觀的。驗證者通常有七天的時間來質疑結果。需要注意的是，截至 2024 年 6 月，除 Optimism 外，其他 OR 均未實現防欺詐功能。 Optimism 設有第一階段的防錯或防欺詐功能，即如果防錯系統因任何原因出現故障，安全委員會可以進行干預。 另一個主要類別是 ZKR 。零知識技術允許我們在不透露所要證明內容細節的情況下證明任何事情。 ZKR 不需要發布所有數據供驗證者重放所有交易，而是向以太坊提交執行證明。 以太坊—— L2 或擴展層的錨點 今天的以太坊，是隨著協議和應用的發展而成長起來的。在此過程中，一些項目適應了發展，也有一些項目沒跟上腳步。 Matic Network （現 Polygon ）的故事很好地詮釋了這一點。得益於以太坊的發展， Polygon 也在茁壯成長。 自 2015 年以太坊推出之初，加密資產和區塊鏈的格局發生了很大的變化。而以太坊的擴展計劃則在 2020 年底發生重大轉折，當時 Vitalik 寫下了以 Rollup 為中心的一篇文章。以太坊的發展可以 Rollup 為界限分為前後兩個時代。如果以太坊是錨，那麼 L2 們就必須跟著走。 很明顯，以太坊需要大規模擴展才能成為世界計算機。而在了解以太坊擴展的演變之前，我們應該重新審視擴展的一般含義。所謂擴展，就是擴展以太坊的安全保證。無論我們採用什麼方式，都應在某種程度上依賴以太坊的安全性。也就是說，以太坊 L1 應該擁有擴展層狀態的最終決定權。 在以太坊決定支持 Rollup 之前，已有開發人員提出了其他幾種擴展方法，如狀態通道、 Plasma 、側鏈和分片。 其中， Plasma 和側鏈類似。 Plasma 是一條可獨立執行交易的鏈，並將壓縮后的數據定期發布到以太坊上。然而，這會帶來數據可用性（ DA ）問題。 Plasma 的所有歷史數據只有 Plasma 運營者才能獲得，以太坊全節點只知道壓縮數據。因此，用戶必須信任運營者才能保持數據的可用性。也就是說， Plasma 的安全性依賴於根鏈（以太坊）的安全性。欺詐證明和挑戰也根據根鏈的規則解決。 數據可用性解決方案通常將共識數據與交易數據分開。隨著鏈規模的擴大，存儲和處理狀態成為一項挑戰。 DA 解決方案通過引入共識層和數據層之間的分離來解決可擴展性問題。共識層處理交易的排序和完整性，而數據層存儲交易數據和狀態更新。 側鏈是有自己共識和驗證器集的獨立鏈。它們定期在以太坊上發布數據。其與 Plasma 的主要區別在於它們基於不同共識的獨立驗證器集。用戶必須信任側鏈驗證器，以維護其交易的完整性。 與 Plasma 和側鏈相比， OR 在以下方面有所改進： 首先， OR 通過在以太坊上發布所有數據，避免了數據可用性問題。 其次，用戶不必擴展到更大的信任假設；也就是說，他們不必信任一組新的運營者或驗證器。 這就是 Rollups 被認為是更優越的擴展形式的原因。可以說，它們是 Plasma 的改進版本。 狀態通道是一種類似於比特幣閃電網路的解決方案。 打個簡單的比喻， Sid 和 Joel 分別經營著自己的三明治和咖啡店，店面就在彼此的旁邊。由於這兩種商品的互補性，他們決定交叉銷售並將菜單合併。當顧客點了 Joel 店裡的三明治時，他只需將訂單給到 Sid 即可。而且顧客只在就餐的地方付錢。 Sid 和 Joel 會進行相應記錄，但他們不會在每筆訂單後進行結賬，而是在一天結束時才進行結算。 兩者相互開立的賬單就像兩個節點或賬戶之間的通道。在高層次上，兩個用戶或應用可以打開一個鏈外通道，執行交易，並在關閉通道時進行鏈上結算。這種方法需要在用戶之間打開多個通道（打開和關閉通道屬於鏈上交易），而且難以擴展。截至 2024 年 6 月，閃電網路的容量只有約 5K BTC 。也就是說，這意味著它無法同時處理超過 5K BTC 的來回交易。 Polygon 發展的四個時代 作為最早推出主網的擴展解決方案之一， Polygon 的發展，無論是在技術上還是在生態方面，都經歷了四個時代： Matic Network Polygon 擴展 擁抱 ZK 聚合一切 Matic Network Matic Network 是 Plasma 和側鏈方法的結合。驗證者抵押 MATIC 代幣，驗證交易並確保鏈的安全。作為額外的安全措施，鏈的狀態快照（即 checkpoints ）會被提交到以太坊上。因此，一旦以太坊上的 checkpoints 最終確定，該狀態就會凍結在 Matic Network 上。在此之後，區塊將無法被爭奪和重組。 2021 年， Matic Network 更名為 Polygon ，但這不只是名稱上的改變。 Matic Network 以單鏈方式擴展以太坊，而 Polygon 則轉向多鏈生態。為了實現從多角度擴展以太坊的願景， Polygon 推出了軟體開發工具包（ SDK ），方便開發者將自己的應用移植到 Polygon 上。 所謂的 SDK 可以為更大規模的軟體（在本例中為不同類型的鏈）提供構建模塊。 Polygon SDK 提供了構建兩種鏈的工具，包括具有自己驗證器集的獨立鏈以及依賴以太坊提供安全性的鏈（ L2 s ）。 需要對運作方式（誰能參與、誰能運行節點等）進行更多控制的側鏈和企業鏈會選擇第一種方案。相比之下，缺乏資源或對以太坊安全性和共識規則沒有意見的年輕項目則會選擇第二種方案。 2021 年 4 月， Aave 在 Polygon 上部署幾個月後， Polygon TVL 從約 1.5 億美元躍升至近 100 億美元。當時，在活躍用戶數和交易量等指標上， Polygon 在大多數鏈中都佔據主導地位。即使到了 2024 年 6 月， Polygon PoS 在日活躍用戶數量方面仍佔主導地位。（對於這一數據，需警慎看待，因為我們無法知道真實的活躍用戶數量。數據提供商通常會跟蹤活躍地址，但一個地址並不一定代表一個用戶） 擁抱 ZK 隨著 Polygon PoS 鏈的發展壯大， Polygon Labs 探索了更多擴展以太坊的方法。 2021 年，當 ZK R 幾乎還處於開發階段時， Polygon Labs 就劃撥了 10 億美元的資金用於 ZK 開發。他們收購了 Hermez Network 、 Miden 和 Mir Protocol 。雖然這些團隊都屬於 ZK 範疇，但它們都有各自的特殊用途。 Hermez 專註於構建實時的 zkEVM ， Mir 則專註於構建業界領先的證明技術，目的是創建一個具有客戶端證明功能的 zkVM Rollup 。 在人們普遍認為 ZK 技術還需要三到五年才會發展就緒，且 OR 已指日可待（儘管沒有欺詐證明）時， Polygon Labs 全力以赴開發 ZK 。這不免讓人疑惑：為什麼 Polygon Labs 要去做一件需要更長時間的事情，而不是先部署 OR 解決方案，同時再研究 ZK 。 答案有兩個： 就可擴展性和安全性而言， OR 會成為比 Polygon PoS 更先進的解決方案。 但大家一致認為 ZKR 是戰勝 OR 的最終解決方案。 是的，只要 OR 設有欺詐證明，其安全保證就會比側鏈更好（如 Polygon PoS ），但對終端用戶而言，成本並不會有太大變化。需要注意的是，除了 Optimism 之外，其他任何 OR 還沒有上線欺詐證明。 Optimism 於 2024 年 3 月開始測試欺詐證明。因此，距離所有 OR 在各自的主網上啟用欺詐證明還有一段時間。 如果從杠鈴策略的角度來考慮，風險通常是通過投資組合中的極高風險和極低風險工具來分配的，而這就是 Polygon 的策略。 考慮到 OR 和 ZK R 的區別，以及前者必須在以太坊上提交所有交易數據的事實，隨著 OR 交易數量的增加，其在以太坊上發布的數據量幾乎呈線性增長。相較之下， ZK 證明的大小卻呈類線性增長。因此，隨著交易數量的增加， ZK R 的效率明顯高於 OR 。 只是能夠充分理解 ZK 技術並創建一個可以處理數千億美元的基礎設施層的人數可能只有三位數。 ZK 技術需要時間成熟。收購研究 ZK 的團隊可以為 Polygon Labs 帶去業內少有的戰術優勢。 Rollups 和列車 zkEVM 是 Polygon 最重要的技術之一。為什麼這麼說呢？ 假設老一代的區塊鏈是老式引擎列車，它們速度慢、容量小，且價格高。但是，憑藉多年經歷，它們已經建立了貫穿許多領域的軌道網路。作為被最廣泛採用的標準之一，我們可以將 EVM 視為這種軌道網路。 OR 類似於這種列車的改進版，使用與早期列車組相同的軌道，但速度快 10 倍到 100 倍。然而，這是不夠的。我們需要再提高几個數量級的速度和容量，以確保快速、低價的旅行。 ZK Rollup 的目標就是實現這一點。但問題是，這些列車組不能使用舊的軌道網路；它們需要一些改動。 zk EVM 就允許將 ZK Rollup 與現有的 EVM 工具一起使用。 從安全的角度來看， OR 無法有效防止事故發生。它們運行的前提是假設事故不會發生。防欺詐就像諾蘭的電影。它們無法防止事故發生，但可以讓系統回到過去並在事故發生之前解決問題。而另一方面， ZK 技術可以防止事故發生。 EVM 等效問題 讓我們再深入了解一下 zkEVM 。 上述比喻解釋了為什麼我們需要與 EVM 兼容。不過，這種兼容性不是 0 和 1，而是一個頻譜。證明器是 ZK 機制的重要組成部分。它可以在不透露事件事實的情況下證明事件已經發生。 那麼，為什麼是 zkEVM ？ SNARK 或 STARK 技術允許創建加密證明。這兩種方法都能生成易於驗證的證明，且這些證明可以用來證明交易發生在某條鏈上。如果我們想擴展以太坊，就可以使用這項技術來證明類似以太坊的交易發生在某個層上。這些層就是 Rollup ， ZK 技術允許 Rollup 以數量級壓縮交易數據，從而擴展以太坊。如果目標是擴展以太坊，那麼 zkEVM s 的目標就是以以太坊執行層可以驗證的方式證明執行。 當一個 Rollup 完全等同於以太坊時，它就可以重用以太坊現有的客戶端等架構。完全等同於以太坊意味著 Rollup 與以太坊智能合約和整個以太坊生態保持完全兼容。例如，地址是相同的， MetaMask 等錢包可以在 Rollup 上使用等。 用以太坊能理解的方式來進行證明是具有挑戰性的。在設計以太坊時， ZK 的友好性並不在考慮之列。這就是為什麼對於 ZK 證明來說，以太坊的某些部分需要大量計算的原因。這意味著生成這些證明所需的時間和成本都會增加。因此，如果證明系統必須原封不動地使用以太坊，那麼它就會很笨重。另一方面，證明系統可以相對輕量級，但它必須根據以太坊來構建自己的架構。 因此，不同的 zkEVM 會在現有工具的易用性與證明的成本和難度之間做出權衡。 Vitalik 在一篇博文中對現有的 zkEVM 種類進行了介紹。以下是幾種不同類型的 zkEVM 。 Type 1 是兼容性最強、性能最差的證明器，而 Type 4 則是兼容性最差、性能最強的證明器。 Type 1 – 這些 zkEVM 與以太坊完全等效。 Type 2 – 與 EVM 等效，但不等同於以太坊。這意味著需要對以太坊稍作修改，以使證明生成更容易。 Type 2.5 – 除了 Gas 成本外，與 Type 2 類似。在進行 ZK 證明時，並非每種操作都有相同的難度。這種類型的 zkEVM 會增加某些操作的 Gas 成本，因此開發人員應加以避免。 Type 3 – 這類 zkEVM 修改了以太坊，以提高證明器的時間，但在此過程中犧牲了部分等效性。 Type 4 – 這種方法將用 Solidity 或 Vyper （以太坊語言）編寫的源代碼編譯成另一種語言。這種類型的驗證器完全捨棄了與以太坊的兼容，是所有類型中最輕量的驗證器。它的缺點是與以太坊大相徑庭。從地址開始，一切都不同。比如， Starknet 就需要不同的錢包（如 Argent ），甚至地址看起來也與以太坊不同。 Polygon Labs 最近發布了一項升級，引入了採用 Type 1 類型驗證器的證明技術新時代。使用 Type 1 意味著任何 EVM 鏈，無論是使用 Polygon CDK 新生成的，還是獨立的 L1 ，都可以成為與以太坊等效的 ZK L2 。 AggLayer & Polygon CDK ：聚合一切 沒有哪條 EVM 鏈可以承擔整個網路的負荷，這也是我們轉向 L2 的原因。目前，市場上已有多條 L2 ，但用戶數量和資本並沒有以同樣的速度增長。流動性、用戶、價值鎖定被多個 L2 分割。從某種程度上說， L1 和 L2 構成了一個悖論：基礎層無法擴大規模，而多鏈則可能稀釋規模。 解決這一悖論的辦法是提供一種服務，允許資產和信息在多個 L1 和 L2 之間無縫流動，更關鍵的是不尋租，也不徵收可提取費用，並確保這些鏈保留主權。 AggLayer 正是為此而設計的。該解決方案可實現安全、快速的跨鏈互操作性，與 AggLayer 連接的鏈可共享流動性和狀態。在 AggLayer 之前，在不同鏈之間發送資產要麼需要第三方跨鏈服務的信任假設和封裝資產，要麼需要從 L2 提取資產到以太坊，然後再跨鏈到所需的鏈上，背後是高昂的費用和糟糕的用戶體驗。 AggLayer 消除了跨鏈交易中的這種摩擦，並創建了一個可互操作的鏈網。目前， L2 可以視為以太坊上的不同合約。從一個 L2 向另一個 L2 轉移資金涉及三個獨立的安全區，即兩個 L2 合約和以太坊。 在跨鏈轉賬的情況下，安全區是驗證器集交叉的基礎設施的一部分。有效性檢查和轉發交易就發生在這些交界處。不同…
