作者：Arkreen ；翻譯：白話區(qū)塊鏈

比特幣通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)的創(chuàng)新成功解決了在去中心化領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)共識(shí)的挑戰(zhàn)。隨后，工程師們開始努力解決增強(qiáng)可擴(kuò)展性的復(fù)雜任務(wù)，這是一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn)，因?yàn)榭蓴U(kuò)展性、安全性和去中心化之間存在固有沖突，這種困境通常被稱為區(qū)塊鏈三難題。可擴(kuò)展性困境已被證明是阻礙區(qū)塊鏈廣泛應(yīng)用的主要障礙。在確保安全性和去中心化這兩個(gè)對(duì)于區(qū)塊鏈完整性至關(guān)重要的方面之間取得平衡，構(gòu)成了一個(gè)持續(xù)的挑戰(zhàn)。如果不能保持這種微妙的平衡，區(qū)塊鏈就有可能變得類似于中心化系統(tǒng)。此外，低可擴(kuò)展性也會(huì)增加使用區(qū)塊鏈的成本。因此，盡管具有潛力，但區(qū)塊鏈的大規(guī)模應(yīng)用在近年來(lái)受到了阻礙。?

1、模塊化區(qū)塊鏈?zhǔn)鞘裁矗?/h2>

近年來(lái)，工程師們一直在努力解決區(qū)塊鏈三難題所帶來(lái)的挑戰(zhàn)，現(xiàn)在已經(jīng)找到了一個(gè)可行的解決方案：模塊化區(qū)塊鏈。這種創(chuàng)新方法涉及將區(qū)塊鏈劃分為不同的模塊和層，每一層專門處理特定的需求。通常，安全性和去中心化優(yōu)先考慮在第一層（L1），而可擴(kuò)展性則在第二層（L2）得到解決。

從概念上講，L1和L2可以被看作是相互連接但又不同的區(qū)塊鏈。L1負(fù)責(zé)確保L2的安全性和去中心化，所以節(jié)點(diǎn)狀態(tài)在L1上解決。L1主要執(zhí)行交易并存儲(chǔ)狀態(tài)，本質(zhì)上是作為骨干運(yùn)作。值得注意的是，即使在所有L2節(jié)點(diǎn)離線的情況下，社區(qū)也可以通過(guò)存儲(chǔ)在L1上的信息來(lái)恢復(fù)L2，從而增強(qiáng)了這種模塊化區(qū)塊鏈解決方案的彈性。

在典型的模塊化區(qū)塊鏈中，關(guān)鍵模塊驅(qū)動(dòng)功能：

1）共識(shí)：這個(gè)模塊至關(guān)重要，它決定了要包含在區(qū)塊鏈中的交易，并建立它們的順序。

2）執(zhí)行：負(fù)責(zé)執(zhí)行交易并獲取后狀態(tài)。

3）結(jié)算：決定共識(shí)狀態(tài)。設(shè)計(jì)用于決定共識(shí)狀態(tài)的這個(gè)模塊，在狀態(tài)發(fā)生分歧時(shí)介入，促進(jìn)解決。

4）數(shù)據(jù)可用性（DA）：確保社區(qū)內(nèi)對(duì)交易歷史的普遍訪問(wèn)，這個(gè)模塊對(duì)結(jié)算程序和區(qū)塊鏈恢復(fù)工作至關(guān)重要。

2、Layer2（L2）是什么，以及以太坊為何需要它？

Layer2（L2）是區(qū)塊鏈技術(shù)中的一個(gè)概念，指的是構(gòu)建在主要區(qū)塊鏈（通常是第一層，或L1）之上的協(xié)議和解決方案，以提高可擴(kuò)展性和效率。作為領(lǐng)先的區(qū)塊鏈平臺(tái)之一，以太坊需要Layer 2解決方案來(lái)解決其可擴(kuò)展性限制和高交易費(fèi)用問(wèn)題。

以下是以太坊需要Layer 2的原因：

1）任務(wù)一：澄清交易細(xì)節(jié)和順序

隨著以太坊網(wǎng)絡(luò)的增長(zhǎng)，交易數(shù)量增加，導(dǎo)致?lián)矶潞透叩馁M(fèi)用。 Layer 2解決方案可以通過(guò)在主要以太坊鏈之外處理交易來(lái)緩解這一問(wèn)題。然后，這些交易被捆綁在一起，并定期在主鏈上結(jié)算，從而減少了擁堵和燃?xì)赓M(fèi)，同時(shí)仍然保持安全性。

2）任務(wù)二：傳達(dá)交易執(zhí)行后的最新狀態(tài)，并且是否有一種驗(yàn)證其準(zhǔn)確性的方法

在Layer 2上執(zhí)行交易后，以太坊需要一種機(jī)制將最新狀態(tài)傳達(dá)回主鏈（Layer 1）。這通常涉及使用加密證明或承諾，以確保狀態(tài)轉(zhuǎn)換是有效且可驗(yàn)證的。驗(yàn)證機(jī)制，如欺詐證明或zk-rollups，有助于在不影響安全性的情況下確認(rèn)交易的準(zhǔn)確性。

3）任務(wù)三：是否有指定的機(jī)制來(lái)促進(jìn)跨鏈調(diào)用

為了讓以太坊與其他區(qū)塊鏈或Layer 2解決方案無(wú)縫交互，需要一種指定的機(jī)制來(lái)促進(jìn)跨鏈調(diào)用。互操作性協(xié)議，如橋梁或跨鏈通信標(biāo)準(zhǔn)，使資產(chǎn)和數(shù)據(jù)能夠在不同鏈之間安全高效地流動(dòng)，從而擴(kuò)展了以太坊的功能和生態(tài)系統(tǒng)。

總之，Layer 2解決方案對(duì)于以太坊來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，可以解決可擴(kuò)展性挑戰(zhàn)，提高交易吞吐量，降低費(fèi)用，同時(shí)保持與其他區(qū)塊鏈的互操作性和安全性。

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3、探索Rollups如何完成這三個(gè)任務(wù)

Rollup被稱為L(zhǎng)2；讓我們看看它是如何工作以完成上述三個(gè)任務(wù)的。

1）任務(wù)一：數(shù)據(jù)可用性（DA）

首先，通過(guò)向Layer-2（L2）網(wǎng)絡(luò)發(fā)送指定數(shù)量的ETH來(lái)啟動(dòng)流程，以支付燃?xì)赓M(fèi)用。通過(guò)L1->L2跨鏈橋接器執(zhí)行此步驟，稱為“存款”。通常，L2網(wǎng)絡(luò)也將運(yùn)行L1節(jié)點(diǎn)；只需等待包含存款交易的L1塊的最終確認(rèn)；一旦確認(rèn)，存款將被安全地保留。

接下來(lái)，向L2序列器發(fā)送交易。L2序列器節(jié)點(diǎn)將高效地管理這些交易。將其視為標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)塊鏈過(guò)程：序列器構(gòu)建包含交易的區(qū)塊，執(zhí)行這些區(qū)塊，并維護(hù)鏈的最新狀態(tài)。通常，每隔兩分鐘或收集到足夠數(shù)量的交易時(shí)，L2序列器將壓縮交易并安全地將它們提交到L1鏈。這種戰(zhàn)略性的方法確保了L1完全了解L2交易及其特定順序。完成任務(wù)一后，我們將整個(gè)過(guò)程稱為“數(shù)據(jù)可用性（DA）”。

2）任務(wù)二：樂(lè)觀(OP)和零知識(shí)(ZK)Rollups

現(xiàn)在，L1和L2節(jié)點(diǎn)都可以看到L2序列器執(zhí)行的交易。這些交易經(jīng)過(guò)了顯著的壓縮，僅存儲(chǔ)在calldata中，導(dǎo)致最小的燃?xì)獬杀尽Ｆ渌鸏2節(jié)點(diǎn)更喜歡從L1作為可信來(lái)源獲取DA（數(shù)據(jù)可用性）數(shù)據(jù)，而不是依賴于L2點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，盡管它們也從L2接收到區(qū)塊（雖然并不完全信任它）。通常，例如每小時(shí)，L2序列器節(jié)點(diǎn)將L2狀態(tài)的Merkle根提交到L1 RollUp合約。此操作確保了L1與L2的最新狀態(tài)同步。但是，在此時(shí)，L1并不自動(dòng)信任這些信息。L2采用了兩種方法，OP和ZK，來(lái)說(shuō)服L1其準(zhǔn)確性——這些細(xì)節(jié)將稍后討論。完成任務(wù)二后，讓我們歡呼一聲！

3）任務(wù)三：從Layer 2提款

一旦您在L2上完成了活動(dòng)，并決定將您的ETH取回到L1，這個(gè)過(guò)程稱為“提款”。雖然它可能類似于其他場(chǎng)景中的跨鏈操作，但關(guān)鍵區(qū)別在于提款起源于L2，導(dǎo)致其安全保障與其他跨鏈操作有所不同。在L1側(cè)，必須謹(jǐn)慎處理提款操作。由于它起源于L1之外的外部世界，啟動(dòng)此操作會(huì)觸發(fā)L1交易（例如，轉(zhuǎn)移Token）。如果此交易執(zhí)行不正確，可能會(huì)導(dǎo)致L1狀態(tài)的變更。

提款過(guò)程包括以下步驟：

1）在L2上啟動(dòng)提款交易，類似于其他跨鏈場(chǎng)景。

2）等待交易被滾動(dòng)到L1，涵蓋數(shù)據(jù)可用性（DA）和狀態(tài)。使用OP或ZK方法驗(yàn)證狀態(tài)的準(zhǔn)確性。

3）在L1上執(zhí)行提款交易，類似于其他跨鏈場(chǎng)景。

4、OP和ZK Rollups

讓我們深入了解OP和ZK，以了解L2如何確保提交給L1的狀態(tài)的準(zhǔn)確性，這是Rollups安全性的基礎(chǔ)。

OP代表樂(lè)觀。L1樂(lè)觀地假設(shè)L2序列器節(jié)點(diǎn)是真實(shí)的，但并不盲目信任它。它啟動(dòng)一個(gè)挑戰(zhàn)窗口，通常持續(xù)七天。在挑戰(zhàn)窗口內(nèi)，任何L2節(jié)點(diǎn)都可以挑戰(zhàn)所述根的正確性。挑戰(zhàn)的交易然后在L1上重播，以確定序列器節(jié)點(diǎn)和挑戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)之間的正確性。成功的挑戰(zhàn)會(huì)導(dǎo)致序列器節(jié)點(diǎn)受到懲罰，挑戰(zhàn)者在L1上收到抵押的資金。狀態(tài)根據(jù)正確值進(jìn)行調(diào)整，但請(qǐng)注意，只修改狀態(tài)根，而不是交易列表。

在典型的設(shè)置中，L2 DApp運(yùn)營(yíng)商管理自己的L2節(jié)點(diǎn)，為潛在的挑戰(zhàn)者打開了大門。從挑戰(zhàn)的角度來(lái)看，如果序列器節(jié)點(diǎn)提供不準(zhǔn)確的信息，成功的挑戰(zhàn)可能會(huì)導(dǎo)致從L1上由序列器節(jié)點(diǎn)抵押的資金中獲得顯著的獎(jiǎng)勵(lì)。因此，在發(fā)生不正確狀態(tài)時(shí)發(fā)起挑戰(zhàn)是至關(guān)重要的。相反，從序列器節(jié)點(diǎn)的角度來(lái)看，如果它提交了錯(cuò)誤的狀態(tài)根，那么挑戰(zhàn)是不可避免的，導(dǎo)致處罰，在L1上失去抵押的資金，并且不正確的狀態(tài)根被還原。這樣可以避免提交不準(zhǔn)確的狀態(tài)根，確保樂(lè)觀解決方案的安全運(yùn)行。

然而，OP解決方案有一個(gè)缺點(diǎn)：7天的挑戰(zhàn)窗口。這意味著，如果您計(jì)劃通過(guò)官方OP橋?qū)oken提取到L1，則必須在在L2上啟動(dòng)提取操作后等待7天。然而，對(duì)于提取可互換Token（例如ERC20Token）的用戶，使用第三方DApp可以以最低成本加速該過(guò)程。

另一方面，ZK，即零知識(shí)，依賴于一種稱為零知識(shí)證明的密碼算法。序列器節(jié)點(diǎn)在L2上運(yùn)行zk-EVM，生成一個(gè)ZK證明，驗(yàn)證應(yīng)用一組交易后L2狀態(tài)從預(yù)狀態(tài)到后狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。這個(gè)證明可以在L1合約中進(jìn)行驗(yàn)證，確保L1可以信任狀態(tài)轉(zhuǎn)換的正確性。生成ZK證明可能是具有挑戰(zhàn)性的，需要幾個(gè)小時(shí)。然而，驗(yàn)證過(guò)程很簡(jiǎn)單，只涉及在EVM上進(jìn)行的簡(jiǎn)單交易。與OP相比，使用ZK的提取延遲通常以小時(shí)計(jì)，提供了一種更有效的選擇。此外，通過(guò)更強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)，延遲可以進(jìn)一步縮短。

仔細(xì)研究OP和ZK，顯然兩者都可以擴(kuò)展L1，只需在L1上的交易中信任，并消除對(duì)L2中任何內(nèi)容的信任的需要。在考慮由L1和L2組成的RollUp系統(tǒng)時(shí)，安全性和去中心化與L1密切對(duì)齊，而可擴(kuò)展性則延伸到L1和L2的綜合潛力。將多個(gè)L2滾動(dòng)到同一個(gè)L1上顯著擴(kuò)展了可擴(kuò)展性。

ZK-Rollups將交易打包成批次，Chainlink

5、開創(chuàng)大規(guī)模采用：Rollups在DePIN實(shí)用性中的作用

通常，利用Rollup允許以太坊的TPS達(dá)到數(shù)千。然而，當(dāng)前的瓶頸是數(shù)據(jù)可用性（DA）。盡管在將它們提交到L1之前有效地壓縮了L2交易，但隨著交易數(shù)量的增加，gas成本也在上升。另一種方法是將交易提交到第三方去中心化存儲(chǔ)服務(wù)，從而在L1區(qū)塊中實(shí)現(xiàn)大量的燃?xì)夤?jié)省。這與其他解決方案結(jié)合起來(lái)，可能提供近乎無(wú)限的可擴(kuò)展性。然而，這也伴隨著一些權(quán)衡，因?yàn)楸仨毧紤]第三方去中心化存儲(chǔ)服務(wù)對(duì)系統(tǒng)安全的影響。總之，區(qū)塊鏈可以在保持安全和去中心化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)巨大的可擴(kuò)展性。區(qū)塊鏈三難題被解決了。這一突破為大規(guī)模采用打開了潛力。因此，Rollup成為DePIN實(shí)用性廣泛采用的關(guān)鍵里程碑。

DePIN，即去中心化物理基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，利用區(qū)塊鏈獎(jiǎng)勵(lì)來(lái)促進(jìn)物理基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。以Arkreen為例；它利用區(qū)塊鏈獎(jiǎng)勵(lì)激勵(lì)個(gè)人為構(gòu)建清潔能源網(wǎng)絡(luò)做出貢獻(xiàn)。在這種情況下，礦工建造太陽(yáng)能系統(tǒng)，收集發(fā)電數(shù)據(jù)，并將其提交到Arkreen網(wǎng)絡(luò)。Arkreen網(wǎng)絡(luò)將識(shí)別和篩選出誠(chéng)實(shí)和有價(jià)值的數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)向礦工提供Token獎(jiǎng)勵(lì)。Arkreen網(wǎng)絡(luò)以去中心化的方式運(yùn)行，目前擁有超過(guò)12000名礦工，并預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)將增長(zhǎng)到數(shù)百萬(wàn)。因此，它需要一個(gè)高度可擴(kuò)展的區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)容納這個(gè)龐大的礦工群體。在過(guò)去，實(shí)現(xiàn)這種級(jí)別的可擴(kuò)展性在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都是具有挑戰(zhàn)性的。然而，借助模塊化區(qū)塊鏈（如Rollups）引入的可擴(kuò)展性的支持，這變得可行了。

設(shè)想在模塊化區(qū)塊鏈（例如Rollup）上構(gòu)建的DePIN項(xiàng)目可以以最低成本實(shí)現(xiàn)高度可擴(kuò)展性，同時(shí)仍然受益于像以太坊這樣的基礎(chǔ)區(qū)塊鏈的安全性和去中心化性。DePIN項(xiàng)目發(fā)行的Token稱為RWA（真實(shí)世界資產(chǎn)），其價(jià)值源于真實(shí)資產(chǎn)。這些具有鏈上流動(dòng)性的資產(chǎn)為礦工產(chǎn)生資金，激勵(lì)他們?yōu)镈ePIN網(wǎng)絡(luò)的增長(zhǎng)做出貢獻(xiàn)，從而創(chuàng)造一個(gè)價(jià)值輪。多個(gè)DePIN項(xiàng)目可以在現(xiàn)實(shí)世界中合作，并在鏈上形成一個(gè)DePIN生態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)一步增加DePIN的價(jià)值。多個(gè)DePIN項(xiàng)目在現(xiàn)實(shí)世界中的合作建立了鏈上的DePIN生態(tài)系統(tǒng)，從而增強(qiáng)了總體價(jià)值。這種合作的方式使區(qū)塊鏈能夠?yàn)楝F(xiàn)實(shí)世界經(jīng)濟(jì)服務(wù)，促進(jìn)了區(qū)塊鏈領(lǐng)域的新增長(zhǎng)。

6、總結(jié)

模塊化區(qū)塊鏈（例如Rollup）有效地解決了區(qū)塊鏈三難題，提供了提升的可擴(kuò)展性，并為廣泛采用鋪平了道路。在DePIN項(xiàng)目的背景下，對(duì)高性能和成本效益區(qū)塊鏈服務(wù)的需求在模塊化區(qū)塊鏈中找到了合適的解決方案。在模塊化區(qū)塊鏈的支持下，DePIN項(xiàng)目有望獲得巨大的價(jià)值。