观点：我理解的第0层、1层、2层到底是什么？

日期：2023年04月15日 12:41 浏览量：1

作者： Jason是我的第一篇宏观分析型文章，以前的文章都是分析某个具体项目，这次想谈更宏大的事情也是我不擅长的领域，同时把以前在Twitter上零散发布的内容结构化整理成一篇文章。因为Web3一直是概念新词纷飞的领域，所以我敢于用一篇文章谈谈我理解的第0层、1、2。你可能会怀疑为什么标题不叫《一文讲清楚 Layer0、1、2》？一方面是我没有信心和实力可以说清楚，另一方面是因为很多人至今为止都很模糊，没有行业标准。例如，在我看来，Celestia是第0层，但也有很多说法认为它属于第1层因此，本文都是站在个人角度的理解，可能不完整，也可能与你的观点不一致，欢迎讨论。文章简介：第一层0:交叉链通信第一层03360模块化块链第一层基础的块链第二层主流解决方案： rollups第二层0:交叉链通信第0层目前所以，我会花更多的时间解释。很多人将第0层定义为区块链基础架构的服务层，但我认为这个概念还是太大太粗了。目前，我认为第0层的关键词是链条、多链条、交叉链条，由于核心内容落入了交叉链通信和模块化区块链，明确交叉链通信和模块化区块链后，第0层的内容也将基本覆盖。首先，说明链条间通信。请注意，链间通信和链间通信是不同的。链间通信是技术实现，链间通信是业务场景。交叉链是区块链极其重要的能力，假设每个链都是银行，就等于区块链不能交叉链就不能进行银行转账。常用的交叉链是指资产的交叉链。也就是说，我想把A链的aToken交叉放在B链上，首先，Token的项目端必须在这两个链上发行自己的本机Token，并使用链桥对两侧的Token进行“移动”。移动被引号括起来的理由是，移动的过程并不像我们理解的那样从a移动到b其结构是锁定a链的aToken，然后用b链铸造对应数量的bToken。关于A链锁资产，在到B链铸资产的中间过程中出现了很多问题，主要是通信问题，A链对B链说：“张三刚才在我这里锁了20个aToken。你现在就给他拿出20个bToken”怎么通知？链本身封闭时，只能通过链下监测连接两条链的资产变化情况比如我写脚本之类的。但由于这不是native，也不安全，链桥之间经常出现问题，链间通信主要解决多链之间的原生信息传输问题。专门用于交叉链通信的LayerZero协议我以前也写过与之相关的报道，《那个可以跨链的 Gh0stlyGh0sts 会成为下一个 Azuki 吗？》，这也是使用LayerZero实现原生链间通信，实现NFT资产链间效应的第一个项目。

如上所述，传统的链桥通过在链下监控两条链来实现伪通信，而不是真正的两条链发生信息传递。如下图左侧和中央的模式那样，LayerZero在两条链条中直接配置了自己的节点

这些节点完成了多链之间的通信。

如下图所示，可以直接在合同代码中写上向哪个链(chainId )传输什么信息。这是区块链原生的链间通信。

我非常看好LayerZero这个协议。红杉投资的1.35亿美元融资也已完成。理由是，我认为这真的是纯粹的、本机的跨链解决方案。而资产的链之间只是其应用业务场景，链与链之间的通信不仅仅是资产就像银行间的通信也不仅限于转账一样，我在工行发生了坏账信用不良。工行可以把这个消息告诉工行。我在工行贷款会出问题。链间通信背后的业务场景一定能挖掘出很多。解释了LayerZero之后，可以通过跨链通信了解到Layer0的主要内容。这里需要注意的是，层0是一个概念，层zero是这个概念中的具体某个协议。这两个请不要混淆。 Layer0:模块化块链Layer0还有一个重要的内容模块化块链。可以理解，交叉链通信这个词确实还是下层，属于第0层，但是模块化区块链这个词，大家一看就觉得非常“大”，不是图层的概念，而是“全程”。也就是说，如果区块链是汉堡，那么图层里有生菜、肉饼和面包，但模块化后听起来更像是一套大汉堡，而不是生菜。从广义上讲，模块化区块链是“架构”，第2层也是模块化的区块链，将计算层模块化抽象，但从目前狭义上对模块化区块链的定位来看，重新定义位于哪个层次。最直接的目的是如何更方便快捷地送链条。模块化的效果是使区块链技术架构更清晰，封装更完整，开箱即用积木可以直接使用模块化区块链的能力，以更低的成本释放新的链。可以大致理解模块化区块链的目的是发送第1层。这样的话，不是就能理解为什么在第0层了吗。模块化区块链的两个代表Cosmos和Celestia向大家介绍，以便更清楚地理解其含义。其中，Cosmos要感谢Cosmos生态的深深贡献者@Kasey_ibc，和他进行了探讨，研究了那个Twitter的优质内容。模块化区块链概念的传播者是Celestia，我以前曾发布过关于模块化区块链的分析Twitter这里引用这个Twitter的内容来谈谈Celestia。具体内容可以看我当时的Twitter。官网可以说明其优越性的是，像智能合约一样简单地引入区块链，降低发送链的门槛和成本。

模块化区块链的对立面是，目前大多数第一层都属于单体区块链。这意味着一个链负责共识、数据可用性和执行工作。商定：由节点决定在整个网络上打包哪些交易、按什么顺序包装？数据可用性：确保阻止完成的广播位于写入链上。执行：更改具体事务处理和状态。如果一个链把这三件事都做了，那就是单体区块链，也就是现在L1面临的问题、交易、结算、屏蔽都是排队完成的。因此，所谓设计思路，就是将共识、数据可用性、执行这几个区块链的核心工作职责进行分解，每个职责形成一个链条，也就是一个层次，各司其职，做好自己的工作，并把它们结合起来。至此，您应该已经了解到，这是30年来软件开发遵循的模块化设计原则，而软件包多态性耦合凝聚理念是将一个复杂的系统划分为功能、发挥各自的作用、集成在一起，所以很少，将这一设计理念运用到区块链设计中，并不是一个很新颖的理念。然后，如果把共识、数据可用性、执行分割成一个链条，大家应该会发现这就是L2在做的事情。，rollup的扩展思路是单独取出执行层建立子链完成以太网交易处理工作，并将结果返回到以太网主链，因此rollup其实是一种模块化设计理念因此，如上所述，广义的模块化区块链并不是具体的，而是一种概念或设计理念，狭义的模块化区块链是封装区块链共识、数据可用性的基础能力，这两层也是一层，复杂度和难度也是最高的，而且如果这两种能力新拥有一条链条，门槛和成本都很低，只需要专注于自己的业务和计算。那么，Celestia主要是模块化数据可用性能力，通过协议机制保存交易记录并提供数据可用性，而不参与结算和执行层。只要保存并保证保存的内容有效，其他开发者就可以以rollup的形式在Celestia上构建自己的结算层和执行层。所以Celestia就像区块链领域的AWS，传统的公司开发软件需要买一台服务器放在机房里，10家公司需要10台服务器。于是AWS说你们都别买，我自己做一个大的，你们只是开发软件，如果需要访问数据就来我这里，我可以保证你们的数据是有效的。那么，为什么Celestia要模块化数据可用性层呢？送链最困难的是尽可能多的节点加入链以实现共识和数据可用性的过程，如果有更多的节点来维护链，链上可以有更多的APP应用层来执行。因此，首先需要了解如何实现L1链的数据可用性。众所周知，区块链由多个可以自由参与的节点组成，节点越多越安全，越中心化。节点分为全节点和轻节点，全节点是完整维护一套数据账簿所以，即使少数节点恶意攻击也不会影响全局节点。这也是区块链的立根之书。然而，随着时间数据的增加，维护全节点的成本太高，如果大家不愿意建立全节点，区块链趋于中心化，变得不安全，所以存在轻节点中选择所需的族。如果不保留所有事务数据的验证，只保存块标题，并且需要验证数据可用性，则发送到所有相邻节点以帮助验证，并返回结果。所以我要总结一下做链最难的是得到这么多节点来保持我链的共识和数据的可用性。这是Celestia想解决的问题。官方网站表示，希望能像制定智能合同一样简单。请不要在意下面的数据问题交给Celestia，只需专注于自己的高层执行结算，实现“一键链”的效果。先看看Celestia，再看看Cosmos。其实这两个组织的成员一致度很高很多人同时为这两个组织做出贡献。 Cosmos旨在成为区块链互联网，首先提供一组“送链”能力，让每个社区都有自己的主权链。主权链是独立的区块链，数据的生成和写入在内部是闭环的其次，链之间进行数据通信交互，实现万链互联的愿景非常感人。

为什么要考虑让社区发行自己的链条呢？把区块链条分为公共链条和专有链条，开发者在以太体这样的公共链条上必须面对两层我们希望为每个APP应用建立个性化的链条。所以要达到这个目的，首先要解决建立新链条的门槛和成本问题，其次要解决这么多链条之间如何通讯形成雪人生态的问题。门槛和成本Cosmos的解决思路与Celestia一致，试图封装基础能力。区块链体系结构分为网络、共识和APP三大层，封装网络和共识层，还包括账户、交易、签名等原子能力、SDK，开发者在此基础上进行主权链的开发，通过预置的模块定制构建区块链，并发布到Cosmos网络与其他兄弟链进行交互、交互使用交叉链通信协议IBC实现集线器的效果，其他链都通过IBC与该集线器连接，在这里进行数据中继。

因此，试着总结了第0层的概念。它的工作主要集中在发链、多链、交叉链三层，使发链更简单，但送了这么多链条彼此不通才能形成合力。因此有必要解决交叉链的问题。第1层下级块链第1层是下级块链，众所周知的比特币、以太网、货币贬值链都属于第1层，以及Avalanche、Near、Terra等。因为这些都是自己生态系统中的主要网络。，用自己的区块链处理并完成交易，同时也具备自己的母语Token。最近新开始的两条新公链Aptos和Sui也是第1层，但要注意很多人很容易混淆第1层和公链雄性链包含第1层，但不是等于的关系。第1层雄链是crypto全球护城河最深的物种，随着越来越多的节点、开发者和项目加入生态，雪人的优势将变得明显，除非Luna在Terra的那种基础令牌直接崩溃，使这个大雪球发生了大雪崩，否则生态中许多错综复杂的利害关系将紧紧联系在一起，锁链的根会顺着树枝扎得很深所以，创造了成功的Layer1公链的，是整个crypto圈子里无数组织走在前面成为了继承人。目前，应用领域最大的第1层雄链是以太坊，因此竞争链正在寻找从以太坊生态中争夺开发者和用户的方法，以太坊这个贵族链高峰动辄几十美元的GAS费，像我这样普通的韭菜肉麻，所以目前大部分竞争链都是围绕低GAS、高TPS的战略争夺用户资源例如，本周刚刚完成大热的Aptos空投，这里简单说一下，当时Aptos接入主网后，很多营销号都是Aptos叫10KTPS，但实际上只有4TPS，10KTPS是理论最高可载重量，4TPS是当时实际行驶的量，就像港珠澳大桥理论上一天25万关量一样，实际上每天行驶的车只有几辆，这能算是港珠澳大桥的性能注水吗？建立公共链就像建立城市一样城市繁荣需要的是住宅、医院、商场、铁路等基础设施，创造适合居住的环境，然后居民搬家生活。如果链条没有应用，抢用户也没用。无论Aptos的性能多么出色，理论TPS也会再高，没有足量的应用去验证也是一座没有车跑的港珠澳大桥状态，所以公链吸引开发者的手段可以分为几种：公链给足开发者扶持，来我这里开发应用给钱给流量，所以这也就是为什么大量的公链背后都是交易所站台，得出得起钱呀，然后整天搞黑客松，发 grants 来招商引资。新公链对于开发者来说最大的吸引力在于足够空白，因为成熟的以太坊竞争已经太激烈太卷了，去了新的公链甚至可以直接把以太坊上已经验证成功的应用直接照搬上去，比如最近大家应该看到 sui 上的 NFT 交易平台、域名服务商这些已经在以太坊滚瓜烂熟的东西依然拿到了大额融资，群里我看很多人戏称换个语言任何项目都能重新做一遍。还有一个我认为行之有效的手段就是直接 EVM 以太坊虚拟机兼容，对于开发者来说最大的成本不是写代码，而是学代码，一种完全陌生的技术栈从零开始学起，然后实操开发，调试 debug 等等一套下来会劝退很多开发者，那有没有什么办法能够让以太坊生态的开发者可以顺滑的低成本迁移到新链上去呢？有没有办法我可以用 Mac 电脑开发并调试运营 Windows 的应用呢？安装一个虚拟机，大家应该身边也存在这样的朋友买个 Mac 用的不顺手，给它改成 Windows 系统，或者其实就是运行了一个虚拟机，虚拟机就是用软件模拟计算机系统。EVM 就是服务于以太坊的智能合约，所以如果使用 EVM 兼容对于开发者就可以直接顺滑的将以太坊的应用迁移到兼容链上去，大家熟知的 BSC 就是 EVM 兼容链。Layer2 主流解决方案：rollups再来聊聊 Layer2，刚才说很多 Layer1 的竞争链瞄准以太坊“贵”和“慢”来打，但是对于以太坊本身有什么办法能够优化呢？Layer2 是一种方式。在讲 Layer0 部分的时候我聊到了单体链，一条链上将所有事都干了，这能不堵吗？这时有人想到了能不能把以太坊上的交易拿出来在外面执行，然后将结果返回给以太坊做数据可用性处理，这种操作方式被称为 rollups，也是 Layer2 主流解决方案，就像是原本一条路上非常堵，我给它修个高架桥，当然我还看到一种有趣的解释，做核酸10人混管就是 rollups。所以通过将交易放在链下处理，不需要经过以太坊缓慢的共识过程，从而来减少以太坊主网上的计算量，提高整体处理速度和吞吐量。我之前读书时恰好研究方向也是区块链扩容，当时写的论文中提出的方案也和 rollups 异曲同工如下图所示。

刚才说到 rollups 就是将计算在链下执行再将结果放到链上的过程，这个过程最大的问题就是在于怎么证明这个结果是有效的，两种证明方式也就产生了两种主流的 rollups 方案：Optimistic rollups 和 zk rollups。人如其名，Optimistic 的英文含义是乐观的，即 Optimistic rollups 使用了欺诈证明作为数据有效性的验证方式，在将链下计算完的结果同步给以太坊主网后，会乐观的默认数据是正确的，如果有人认为数据不正确也就是存在欺诈，就可以在窗口期又称质询期内通过计算欺诈证明来质疑汇总交易的结果。如果证明成功存在欺诈，则会重新执行交易更新数据状态，并且当时将该交易打包的排序节点就会受到惩罚，削减它提交的保证金（成为排序节点是需要缴纳保证金的），并分发给提交了欺诈证明的验证节点。在这个过程中重要的角色除了两个节点：排序节点和验证节点外，还有另外两个重要的角色参与：CTC 交易合约和 SCC 状态合约。这里逻辑稍微有些复杂需要大家耐心理解，所有 Optimism 的交易数据区块都存储在以太坊一个特殊的被称为 CanonicalTransactionChain 的合约，简称 CTC，合约地址为：0x5E4e65926BA27467555EB562121fac00D24E9dD2可以看到排序节点 Sequencer 每分钟大约写入两批次（批次的专业术语叫 Batch），每个批次可能包含几百笔交易数据，CTC 合约主要存着的是交易数据摘要。

另外将交易后的状态根 StateRoot 存入 StateCommitmentChain 合约，简称 SCC，合约地址为:0xBe5dAb4A2e9cd0F27300dB4aB94BeE3A233AEB19约每 6 分钟写入一批次，验证节点可以去读取这两个合约中的记录进行验证计算是否交易存在欺诈行为。

以上就是 Optimistic 证明数据有效性的方式，有点博弈论的感觉，通过双方对抗加激励模型实现最小程度作恶欺诈的效果，我们再看看 ZK 是如何解决的。zkSync 是 zk rollups 的主要玩家，它的官网 slogen 是 rely on math, not validators，依赖数学，而不是验证者，这句话就是针对于 Optimistic 欺诈证明说的，可见对于 Optimistic 火药味满满啊。

zk rollups 中每一笔交易的有效性都是在交易发生前验证的。排序节点无法作恶。但是 Optimistic Rollup 中，排序节点的行为不受约束，因此必须存在验证节点去监视欺诈交易，一旦发现就需要向主网提交欺诈证明。zk rollups 相比于 Optimistic rollups 最大的好处在于因为使用零知识证明的纯数学计算来进行交易有效性验证，所以将资金转移至以太坊不会存在延迟，因为一旦 zk rollup 合约完成了有效性证明，就会执行交易。相反从 Optimistic rollups 中提取资金会有所延迟，因为要为欺诈证明留出一定时间。zk rollups 的核心架构：链上合约：逻辑与 Optimistic 一样，在以太坊部署对应的智能合约用于存储区块汇总数据、验证合约等，但是不需要像 Optimistic 一样去发布太多交易数据在以太坊链上合约，因为其有效性在上链之前就已经得到了证明，而不是 Optimistic 需要将数据发到链上用于他人验证，但 zk rollups 也可以将交易数据存放在智能合约的 calldata 中，它是一种不可更改，但是不持久的临时存储区域，类似于内存，所以有需要也可以获取到交易数据。链下虚拟机：虽然 zk rollups 依附于以太坊，但交易执行过程存在于独立的 EVM 虚拟机，即实际 zk rollups 执行的环境。其在大流程上和 Optimistic 类似，用户签署交易后，提交给 zk rollups 的 Layer2 排序节点进行处理并打包在一个批次中，然后提交给以太坊。zkSync 使用的零知识证明太复杂了涉及到大量的加密数学，看的头大实在没理解透认怂了，所以这里就不班门弄斧复杂粘贴一些开发手册里我自己都看不懂的数学公式假装我看懂了。

观点：我理解的第0层、1层、2层到底是什么？

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