以太坊:Layer2治表,ETH2.0治根

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雖然比特幣是開創區塊鏈世界的開創者,區塊鏈世界就此進入到“農耕時代”,但是以太坊才是真正將區塊鏈世界推向一個新高度的主角,區塊鏈也就此逐漸的進入到了“工業時代”。作為智慧合約最早的實踐者,無論是eth代幣還是世界計算機以太坊網路在行業內都有著舉足輕重的地位。

智慧合約時代後,erc-20代幣興起,以太坊也成為了2017年的資產大爆發的主戰場,雖然這件事本身有利有弊,但是從行業發展的角度來看更多的則是利大於弊。早期的基礎,讓以太坊有著極為優質的資產豐富度以及流動性,並且其也逐漸成為了defi早期的主戰場。隨著以太坊上交易量的飆升,以太坊的交易效率以及交易成本飆升,以太坊的擴容問題迫在眉睫。對於以太坊來說,layer2的擴容方案是治本,相當於在以太坊邊上架起另一座起橋樑,而對於eth2.0則是治根,相當於直接拓寬了橋的寬度,雖然eth2.0的構建是一個緩慢且碩大的工程,但是eth2.0已經進入到了第一階段phase 0信標鏈。


放大鏡下的以太坊


從2013年開始,vitalik buterin 在最初的白皮書中首次將以太坊作為 “世界計算機” 概念證明,經過了兩年多的開發以其籌備工作,以太坊網路在2015 年 7 月 30 日成功啟動。以太坊的問世,早期目的則是在於擴充套件比特幣的使用案例,並作為一個去中心化的世界計算機,顯然從以eth2.0向eth2.0的邁進,並且swarm儲存模型的逐漸推進,以太坊網路也正在向早期的構想一步步邁進。


1.0版本的以太坊特點在於去中心化、無需授權、基於pow的安全性、開源、公開透明、偽匿名以及貨幣緊縮體系。以太坊的開創性在於,eth代幣是首個能夠與智慧合約深度聯動的通證,eth代幣允許使用者進行交易並作為結算籌碼,同時可以儲存價值,並且作為生態內的交易費用即gas(以wei作為最小單位)。智慧合約、solidity開發語言以及evm虛擬機器,作為以太坊極具開創性的特點,也給予了生態dapp未來的繁榮奠定了基礎。在這其中,eth挖礦獎勵也貫穿著以太坊生態發展的始終,並且成為了推動以太坊生態自發前進的一個主要動力,礦工透過打包使用者的交易獲取eth獎勵,隨著以太坊網路交易量的飆升,以太坊礦工群體也與比特幣礦工群體並列成為了pow礦工的兩大勢力。


區塊鏈的不可能三角,一直被一些事實所印證,以太坊雖然能夠保證系統的去中心化、安全性,但是相對而言可擴充套件性弊端逐漸的顯露出來。

早在2017年的年底,加密貓定義了erc-721標準的nft資產,投資者對於加密貓遊戲產生了強烈的市場反響,大量的交易使得以太坊系統內的交易量飆升,短期內交易量達到了近30萬次,這也造成了以太坊網路的極度擁堵,很多的交易並未得到確認進而造成了以太坊網路gas費的飆升。gas費飆升的原因在於,以太坊礦工在打包交易時,會優先打包gas費出價高的交易,也就是說當網路擁堵時gas出價越高的交易者,得到優先打包的機率越大,這也是以太坊網路隨著交易飆升而日漸擁堵以及昂貴的根源所在。

從2020年5月,defi板塊tvl約為8.7億美金,而在2021年5月則達到了830億美金,一年的時間增長約100倍上下。轉賬頻次上看,從2020 年開始整體轉帳次數驟增,從歷史最高記錄2.5 億筆(2018 年)增至3.45 億筆,增幅為38%。而對於erc 20 代幣的轉帳次數佔比也從之前的35% 增至54%。從以太坊新增地址上看,從2019 年的8400 萬增至2020 年的1.31 億,增幅達56%。而對於以太坊上構建的合約,從2019 年的690 萬增至1070 萬,增幅達55%。


雖然以太坊defi生態一繁榮,但是繁榮的背後則是擁堵不堪的網路,交易效率低下、手續費高昂。在2020年6月以後,日均gas 價格達到710 gwei ,8月有所下降約為330gwei,但是伴隨著eth價格的飆升一筆交易的成本一般都會高於6美金左右。而對於很多以太坊上中小型投資者而言,參與流動性挖礦頻繁的與合約互動的成本有時甚至超過了收益。

以太坊的擴容其實已經在路上,一方面layer2不斷取得進展,並且以太坊上的諸多defi協議對於不同的layer2方案進行站隊,同時eth2.0大大幕已經拉開。雖然v神曾說layer2是目前階段以太坊最好的擴容手段,並且即便eth2.0到來layer2也將與其共存,但是以太坊的最終面貌或者最能夠延續以太坊理念的仍舊是eth2.0。


layer2,治表


layer2板塊被看做是在eth2.0到來前,最為有效的擴容方式之一。整體而言,layer2的擴容手段思路在於鏈下擴容,即將以太坊layer1的計算以及操作放到鏈下進行,進而減少layer1也就是主鏈的工作壓力,提升主鏈的效率,所以從layer2整體的思路模型上來看是以間接的形式來提升以太坊自身的效率。在理論上,layer2普遍具有“無限擴容”的特性,透過增加計算能力使得其處理交易的效率大大提升。而使用者想要使用layer2方案進行交易,還需要將資產從layer1轉移至layer2,交易結束後使用者想要將資產派做其他用處還需要將資產從layer2退出(提取)到layer1。



而目前layer2從方案上可以分為幾大陣營,包括側鏈、plasma、 rollup 、validum。其中目前被業內看好的rollup方案細化還可分為optimistic rollup(多輪互動的arbitrum rollup) 、zk rollup 、zkporter 、starknet幾個layer2方案。


目前也有一些layer2宣佈主網上線比如arbitrum,並且對於dex板塊的uniswap、bancor、dodo以及sushiswap等表示將遷移至arbitrum,錢包板塊比如imtoken也在第一時間宣佈給予支援。


雖然layer2體現出了一個在擴容上的優勢,但是不同layer2方案因為不同的設計,存在不同的弊端。



來源matter labs


比如plasma(實際上他是一個側鏈方案,但是也被列為了layer2板塊)雖然支援智慧合約並且gas費極低,但是plasma交易資料並未儲存到主鏈上,只能透過付出時間成本來獲取安全性,資產退出週期高達7-14天。


再比如zk rollup以及optimistic rollup作為兩種rollup典型的方案代表,zk rollup不支援智慧合約,相較於plasma而言gas費高,但是zk rollup資金從layer2退出到layer1只需要幾分鐘,並且享有layer1主鏈同等的安全性。optimistic rollup則是支援智慧合約,但是與plasma類似,資產從layer2退出至layer1可能多達1周。


所以,可見對於layer2方案雖然在理論上都能夠起到對於以太坊layer1的擴容作用,但是實際上他們各有優劣,對於不同特點的defi協議需要根據自身特點,進行站隊匹配。同時,對於layer2早期基礎設施的配套可能不齊全,比如錢包、應用、配套工具的支援欠缺導致早期的體驗欠佳,再比如很多defi協議遷移至layer2的成本以及工作量,都是目前layer2所面臨的問題。那麼整體而言,layer2的確是一個以太坊的解決方案,但是其治表不治根,而以太坊最終的一個形態根治以太坊弊端的方式則是eth2.0。


eth2.0,治根


eth2.0其實早就在以太坊生態程序的計劃中了,他是以太坊整體程序的第四個階段寧靜,只不過對於eth2.0何時上線並不確定。很多文章早期比如2018年介紹以太坊時,其共識機制多會以前期pow後期pos來進行表達,這也說明以太坊其實在早期就已經有了一個詳細的規劃,並且我們不難發現以太坊這個碩大的工程,其實始終在建設的過程中從未停下腳步。


總的來看,eth2.0相對於eth2.0而言是一個質的飛躍,區別於eth2.0,eth2.0將會包含64個分片共同處理鏈上交易,同時共識機制也將從pow轉向pos。eth2.0的主鏈將作為eth2.0的第一個分片,也就說未來eth2.0將存在64個主鏈,所以處理交易的效果可想而知。具體而言,eth2.0會極大程度的提升傳輸容量,並降低交易成本。


總的來看,eth2.0的程序將會分為三個階段階段0、階段1以及階段2。在階段0,以太坊推出了信標鏈,並開啟pos驗證的測試,在階段0驗證者可以選擇將eth2.0的eth代幣轉移至eth2.0的信標鏈上參與測試,但是值得注意的是該轉移在階段一到來之前都是單向且無法取回的。可以預見,eth2.0階段0的諸多功能都是不完善的,比如轉賬等都不支援。



而在階段一,以太坊將構建分片並將所有的分片連結到信標鏈上,pow機制的eth2.0一次僅能處理一個交易,而擁有64個分片的eth2.0理論上一次將能夠處理64個交易。同時原有的pow將會與pos鏈進行合併,此前以太坊上的資料保留。這使得以太坊將變得並行性大增,同時可擴充套件。最終階段二上線智慧合約,eth2.0正式上線,這也預示著eth2.0生態正式起航。


在2020年11月初,以太坊2.0開啟質押,規則為需要在12月1日前7天(即11月24日)至少有16384個驗證者存款(每個驗證者32枚eth,總計524299枚eth)。以太坊2.0的區塊則將在達到這一門檻後(無論何時)7天觸發創世。而在11月24日,以太坊2.0存款合約地址餘額已達成啟動以太坊2.0創世區塊的最低要求,以太坊創世區塊也在預定的12月1日被挖出。那麼我們完全可以認為,從2020年12月1日起,eth2.0的階段0已經開始正式啟動。從本質上看,eth2.0重新構建了以太坊系統,並賦予了其高度可擴充套件已經並行性,而相較於layer2來說eth 2.0更為直接的根治了以太坊的弊端,以太坊為來構建defi生態也將展現出強有力的競爭優勢。


pow到pos


eth2.0的共識機制從pow轉至pos,一方面在提升網路內驗證效率上能夠起到十分重要的作用,另一方面我們也能夠看到其在早期設計的明智性以及有預見性。


早期的諸多公鏈,在共識機制上多以選擇pow為主,pow的安全性毋庸置疑,但是pow整體而言飽受爭議,比如高度消耗能源換來系統的正常運轉,而能源的消耗也成為了其經濟系統模型的一部分,無論是以太坊還是比特幣等。


從能源過度浪費到氣候變化導致的政策轉向,都對於pow不太友好。比如近日國內以碳中和為目標,全力清除國內的pow礦場,包括火電、水電等能源挖礦。而算力集中,也同樣是一種威脅,總之從環保的角度來看pow的時代可能逐漸的在走向凋零,而pos的時代貌似正在開啟。所以對於eth2.0的pos共識機制,早期的可預見性以及明智性值得肯定。



在效率上看,原有的pow共識機制的吞吐量在交易擁堵時會造成區塊打包緩慢、gas費過高等問題,這一點尤為體現再defi噴發時期的以太坊上,這一點每一個參與過的投資者都深有體會。整體而言,未來以太坊上也一定會出現一些現象級超級獨角獸應用,這也是以太坊上開展商業應有的必要前提。pos共識機制配合eth2.0分片以及swarm的儲存模式,以太坊有望成真正的世界計算機。


eth2.0目前接受使用者成為信標鏈上的驗證者,使用者透過傳送至少32個eth2.0代幣,以1:1的方式質押成beth(信標鏈以太幣)後參與驗證,而這個過程是單向不可逆的。此外由於當前第0階段的信標鏈還沒有轉賬功能,所以beth不能在交易所交易。



相較於以往的pow共識機制,pos在成為驗證門檻上似乎低了很多,並不需要佈置礦機且此前staking收益率達到了年化14%。而從整體參與階段0的驗證,對於普通投資者來講也存在一定的門檻。比如在進行eth代幣從eth2.0轉向eth2.0信標鏈,雖然不需要太高的技術功底,但是對於諸多投資者而言自建節點的步驟就較為繁瑣(很多投資者流動性挖礦都難以獨立完成)。而成為驗證者後,節點的運維也面臨一定的風險,比如電腦需要隨時線上否則將會被懲罰造成損失,而當你的eth staking數量低於16個eth時,將被踢出驗證者隊伍。


成為eth2.0驗證者,其實也不難


不過從目前市場來看,一些服務方能夠給予使用者提供一些eth2.0質押的相關服務,即幫助使用者降低將1.0的eth質押到信標鏈上併成為驗證者的門檻。在市面上,目前存在包括自建節點(上文提到的方式)、完全託管式方案、基於託管的質押池方案以及非託管方案。


相對而言,完全託管式方案更像以往的eos節點礦池,以前為了支援eos超級節點競選,驚險候選人通常會透過一定的收益吸引使用者前來staking獲取收益,同時競選者本身獲取選票,而eth2.0驗證的完全託管式方案也基本上是將eth代幣以staking的形式給予託管方,託管方將代幣拿到信標鏈去驗證,投資者獲取收益。而基於託管的質押池方案更多的融入了defi資金池的概念,本質上與完全託管式方案相似,不過氣受制於流動性等defi問題。綜上而言,託管式的參與eth2.0的質押,極大程度降低了參與門檻但是資產過於集中的風險暴露無遺。



而對於目前的非託管方案,整體看來更符合去中心化的理念。非託管方案中僅使用者直接掌握兩個密碼即驗證人金鑰以及取款秘鑰,其他角色並不出觸碰,而錢包方以及第三方節點服務商幫助使用者構建節點,同時第三方節點服務商幫助使用者進行節點運維並收取一小部分運維費用,對比而言非託管方案的安全性以及可靠性更高。

比如目前imtoken深度整合 infstones 提供的非託管 eth2 質押方案,並且imtoken本身也支援eth2的錢包管理。透過imtoken eth2質押入口,可以直接進行eth2.0的質押,並由 infstones進行節點的運維。 而對於該種方式,更為適合單筆質押超過32eth,且對安全性要求較高的投資者。


其實從2020年defi盛行開始,去中心化世界的理念就開始深入人心,最為直接的模型則是在於投資者自己掌握私鑰並直接掌管自己的資產。從目前的質押板塊來看,其實行業完全沒有脫離中心化模型,透過對於defi的參照,非託管式的質押方案其實更為符合當下defi時代去中心化的理念。對於諸多的大資金使用者,其參與質押的容錯率比較低,所以相對於小資金使用者來講其對於安全的要求也就更高,那麼imtoken提供的非託管式方案也更為可靠。


從行業的早期開始,imtoken作為當下多鏈錢包中的早期佈局者,是對於以太坊生態支援最好也是最為完善的一個。


參考文獻:

鏈聞《以太坊 layer 2 的 n 個未解之謎以及潛在的解決方案》

分散式資本《一覽以太坊layer 2生態全景圖》

imtoken《相比其他 layer2 rollup 方案,arbitrum 好在哪裡?》

鏈得得《arbitrum應用生態一覽:目前哪些defi大戶站隊arbitrum?》

imtoken《如何選擇 eth2 質押服務?一文了解 eth2 各類質押方案優劣》

imtoken《如何在 imtoken 中參與非託管 eth2 質押?》



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