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Optimism:以太坊扩容之路的一条捷径

鸵鸟区块链要闻 2022-01-23 11:10
摘要:

以太坊从工作量证明 (PoW) 转变为权益证明 (PoS) 共识模型只是冰山一角。

来源:Unitimes

作者:Nansen

每个人都听说过以太坊 2.0 以及它如何解决以太坊的扩容问题。如果我告诉你,不管有没有以太坊 2.0,以太坊都已经在扩展了?以太坊从工作量证明 (PoW) 转变为权益证明 (PoS) 共识模型只是冰山一角。真正的终局游戏是为区块链可扩展性创建一个全新的框架,从单片区块链转变为模块化区块链。这是以太坊对解决区块链三难困境的回答,其目标是在提高吞吐量的同时保持去中心化和安全性。区块链三难困境是这样一种概念,即区块链必须在三个核心原则(去中心化、速度、安全性)之间进行权衡,并且不太可能在不牺牲另一个的情况下改善其中一个。

单片区块链是描述在一条链上完成所有计算和处理的区块链的一种奇特方式。今天构建的大多数第 1 层 (L1) 都遵循该结构,并且是整体区块链。另一方面,模块化区块链将链分为执行层、安全层和数据可用性层。每条链都有一个特定的角色,并建立在另一个之上,以继承底层区块链的品质。在以太坊的案例中,以太坊 L1 成为安全和数据可用性层,而建立在其之上的第 2 层(L2)则充当执行层。

模块化架构的承诺是在各个层面上都比单片区块链好几个数量级。目标是让 L2 能够做单片 L1 可以做的任何事情,但更好,并且可以与其他 L2 无缝互操作。Optimism 就是旨在做到这一点的以太坊 L2 的一个例子。

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上图:单片式区块链网络 (左) vs. 以太坊的模块化架构

什么是 Optimism?

Optimism 是第一个开发与以太坊虚拟机 (EVM) 兼容的 Optimistic Rollup 解决方案的以太坊 L2。Optimism 与以太坊并行,能够在继承以太坊安全性的同时大规模处理交易。

Optimistic Rollup 得名于交易处理的方式。默认情况下,交易被乐观地假设为准确且不执行任何计算。它依靠防欺诈机制来确保交易的合法性。验证者(任何运行 Optimism「全节点」的人)都能够挑战排序器(sequencer)提交的交易提案的有效性,然后 Rollup 将通过在以太坊上执行交易的计算来进行检查。交易提案可以在挑战期内受到挑战,Optimism 设置为 1 周,然后才最终确定并提交到以太坊主网。

如果提案被证明是欺诈性的,则验证者将获得奖励,而 sequencer 将受到惩罚。奖励取自 sequencer 需要绑定的绑定 ERC-20 代币池。在 Optimism 的情况下,所需的代币是 ETH。这创造了一种激励机制,其中激励验证者捕捉不良行为者,激励 sequencer 只提交准确的交易提案。欺诈性提案被删除,正确的提案被最终确定。交易本身不会被还原,只会删除交易的欺诈性提议结果。

欺诈证明工作原理的简化概述

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来源:https://ethereum.org/‌ 关于 Optimistic Rollup 欺诈证明

除了其技术实力之外,关于 Optimism 的一个有趣事实是,它背后的组织是一家公益公司,其目标是支持公益项目。由于该项目尚未完全去中心化,该团队正在将其运行一个中心化 sequencer 的所有利润用于扩展和维持在以太坊上构建的公共产品。该团队在 2021 年向此类项目捐赠了 100 万美元。

Optimism 能带来什么好处?

Optimism 有 4 个主要好处:EVM 等效性、数据安全性、速度和成本。

Optimism 是最兼容 EVM 的链之一,它的重点是更进一步并与 EVM 等效。Optimism 能够使用其 Optimistic 虚拟机 (OVM) 支持任何以太坊应用程序,该虚拟机是与 EVM 兼容的虚拟机。开发人员能够将任何基于以太坊的 dApp 部署到 Optimism 上,几乎不需要架构更改。这允许构建在以太坊上的去中心化应用程序(dApps)无缝集成到 Optimism 上。

与像 Ronin 这样的侧链(Axie infinity 所采用的)在独立运行时具有自己的安全性不同,像 Optimism 这样的 rollup 从以太坊主网获得安全性。交易在 Optimism 上处理,但交易的数据被写入并存储在以太坊上。这允许 Optimism 在保持可扩展性的同时继承以太坊的安全性。

计算是使用以太坊过程中缓慢而昂贵的部分。通过默认不计算交易,Optimism 能够根据交易的性质实现 10-100 倍的可扩展性改进。

Optimism 具有近乎即时的交易最终性,使用户能够几乎立即检查其交易结果。Optimism 的交易也很便宜,成本只是以太坊交易成本的一小部分。目前,Optimism 的基本转账费用为 1.66 美元,而以太坊的基本转账费用为 8.77 美元(请参阅此处的实时费用)。Optimism 团队估计,在网络上处理的交易中,他们总共节省了 3.35 亿美元以上的 gas 费。

以太坊 vs Optimism 支付的 gas 费

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资料来源:Nansen.ai,截至 2022 年 1 月 17 日

Optimism 有什么缺点吗?

Optimism 有 3 个主要缺点:取款时间长且成本高昂、网络参与者之间潜在的激励错位以及底层的 L1 审查交易。

由于欺诈证明有 1 周的挑战期,通过官方 Optimism 桥接取款需要 1 周的等待期。使用网络时需要注意的重要一点,因为通过主桥的提款一旦提交就无法取消。由于桥中实施的安全措施,通过主桥取款成本高昂,可能花费超过 100 美元。如此长且代价高昂的退出期可能会对采用和可组合性产生负面影响。为了解决这个问题,出现了诸如 Hop exchange 之类的第三方桥梁。这些桥提供即时提款,通常比主桥便宜。Optimism 正在努力降低提款费用,但距离做出必要的更新还有几个月的时间。

该网络依靠被激励的验证者来挑战欺诈性提案和 Sequencers 提交正确的提案。如果欺诈性提案较少或没有,验证者从操作节点中获得较少或没有奖励,因为他们只有在成功挑战欺诈性提案时才会获得奖励。这会抑制验证者运营节点。如果没有验证者,sequencer 就可以随意提交欺诈交易,导致网络故障。但是,这种情况不太可能发生。除了可能获得的潜在网络奖励之外,还有激励用户充当诚实的验证者。基于 Optimism 构建的应用程序(例如第三方桥、DeFi 协议)有动机成为诚实的验证者,以维护其协议的功能。

如果特定交易具有足够的价值,Sequencer 可能会贿赂以太坊矿工,以允许欺诈性提议在计算检查期间以非常低的成本通过。这将破坏对网络的任何信任并导致其失败。由于矿工与以太坊网络的激励一致,这种攻击不太可能发生。如果发生这样的攻击,以太坊网络本身的价值就会受到负面影响。矿工将降低成为以太坊矿工的长期价值,以获得一次性奖励。诚实的 Sequencer 和验证者倾向于以更高的支出贿赂矿工,因为所涉的总价值可能高于单笔交易的总价值。

Optimism 与 Arbitrum 相比如何?

Optimism 是第一个发明与 EVM 兼容的 Optimistic Rollup 协议的解决方案,但主网启动的延迟让 Arbitrum 获得了优势。例如,Uniswap 本来优先在 Optimism 上发布,但由于延迟,Uniswap 社区提出了一项建议,让 Uniswap 在等待 Optimism 发布的同时集成到 Arbitrum。

Optimism 和 Arbitrum 都是 Optimistic Rollups,因此在许多方面都相似。它们的主要区别在于它们的防欺诈逻辑。Optimism 选择非交互式欺诈证明,它重新执行整个交易并在 L1 上执行所需的计算以找出真相。另一方面,Arbitrum 选择交互式欺诈证明,它只执行在 L1 上存在争议的特定步骤。争议被剖析和分解,直到导致分歧的确切步骤浮出水面。剖析由 Sequencer 和验证器执行,只有将争议缩小到的特定步骤才会在 L1 上计算以确定正确的最终状态。

非交互式欺诈证明的好处是设计更简单,并且无需相关各方相互协调,这反过来又使欺诈证明变得即时。交互式欺诈证明需要两方或多方共同努力来剖析挑战,需要更长的时间才能解决。缺点是在 L1 上计算整个事务的成本远高于单个步骤。可以在非交互式方法中有效验证的块和交易的大小(基于 L1)也存在限制,而交互式方法则不会面临此限制,因为只需验证单个步骤。

Optimism 目前正致力于转向与 EVM 等效的交互式防欺诈模型,并与他们的总体愿景保持一致。EVM 等效和 EVM 兼容之间的区别在于,前者在 EVM 上进行处理,而后者在兼容的虚拟机上进行处理,例如 Arbitrum 虚拟机 (AVM),就像目前在 Arbitrum 上所做的那样。

Arbitrum 团队也在努力实现 EVM 等效性。很明显,这两个项目都在推动 Optimistic Rollups 的边界扩张,不断创新和相互学习。

就最近 30 天的唯一活跃地址而言,Optimism 有 45.2k,而 Arbitrum 则略多一些,为 66.8k。Optimism 和 Abitrum 都处理大约 2-3% 的以太坊交易总数,分别处理 21k 和 34k 交易。自两条链的主网公开发布仅几个月,随着时间的推移,我们可能会看到更多的 dApp 和用户参与这两条链。

Optimism 每日交易数量:

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资料来源:Nansen.ai,截至 2022 年 1 月 17 日

‍Arbitrum 的每日交易数量:

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资料来源:Nansen.ai,截至 2022 年 1 月 17 日

如何与 Optimism 互动?

Uniswap 和 Synthetix 等大型基于以太坊的 dApp 已经部署在链上并且可以正常运行。该链拥有一个不断发展的原生生态系统,其中包含 Rubicon Finance 等 DeFi 项目和一个 NFT 市场 Quixotic,该项目已启动并正在运行。Optimism 上出现了一些 NFT 收藏品,前 3 名是 OptiPunk(CryptoPunks 衍生品)、Optimistic Bunnies 和 OldEnglish。目前最流行的 dApp 是 DeFi dApp,日志出现次数排名前 10 的应用中有 4 个是 DeFi 应用。日志发生次数是实体智能合约成功执行的次数。

Optimism 上的 dApps 日志事件:

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资料来源:Nansen.ai,截至 2022 年 1 月 17 日

你需要一个以太坊钱包,比如 MetaMask 来连接各种平台和 dApp,这与你在以太坊上的方式类似。ERC-20 资产必须先连接到 Optimism 链,然后您才能使用它们。您可以通过 Optimism 自己的网桥或第三方网桥来实现。对于大多数交易,第三方桥梁就足够了,并且是推荐的选择。与使用 Optimism 自己的网桥时的 1 周等待期相比,它通常更便宜,并且具有即时提款的额外好处。

Optimism 的未来会怎样?

Optimism 没有原生代币,也没有计划在短期内发布一个,但未来值得关注。中心化交易所可能会直接接入 Optimism,类似于 Binance 和火币等交易所为 Arbitrum 所做的那样。这允许用户绕过桥接过程并将资产直接存入 Optimism,从而降低与桥接相关的成本。

该团队将逐步网络去中心化,一旦关键网络升级和改进开始,我们很可能会开始看到这种情况发生。目前,该团队在构建新的和改进的交互式防欺诈模型时禁用了欺诈证明。

Optimism 生态系统与日俱增,主要 DeFi 应用程序(例如 Aave)上提出了要部署在链上的治理建议。将基于以太坊的 dApp 部署到 Optimism 上的便利性消除了现有 dApp 的进入障碍。我们看到一波 dApp 在链上部署,创建一个充满活力的生态系统只是时间问题。鉴于 Optimism 的低交易费用,我们可能会及时看到更多的 DeFi、NFT 和 GameFi 项目建立在区块链上。

聪明的钱与 Optimism:

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资料来源:Nansen.ai,截至 2022 年 1 月 17 日

聪明的钱似乎尚未探索该链,Smart NFT 铸造者与以太坊的重叠率最大,为 8.6%。这表明 Optimism 仍处于早期阶段,生态系统仍有很大的潜力和空间继续发展和繁荣。

当前的 L2 解决方案不能相互互操作并且存在于孤岛中。为了创建真正可扩展的以太坊,互操作性是一个需要解决的重要因素。一旦推出关键升级并且链条更加去中心化,Optimism 可能会努力实现这一目标。

以太坊 2.0 的推出将提升 Optimism 的能力。拥有更快、更高效的以太坊 L1 意味着建立在以太坊之上并依赖于它的一切也变得更加高效。仅凭以太坊 2.0 可能不足以满足对区块空间不断增长的需求,而 L2 将是满足这种需求所必需的。

结论

L2 解决方案将继续存在,并将成为未来以太坊上大部分交易发生的地方。有人批评 L2 给用户带来了额外的复杂性,因为用户必须采取额外的步骤来获取链上和链下的资产。鉴于当前的事态,这样的批评是有道理的,但随着时间的推移,将通过简化流程的第三方应用程序或 L2 团队自己来解决。ETH 2.0 并没有使它们过时,而是使它们变得更具可扩展性和效率。

Optimism 是一个 L2,它将在以太坊的可扩展性向前发展中发挥不可或缺的作用。他们通过努力实现 EVM 等效性为自己设定了一个很高的标准,并且尽管他们的发布早期延迟了,但他们仍然继续交付。部署到 Optimism 上的便利性将成为许多现有 dApp 给 Optimism 一个机会的巨大拉动因素,并且随着生态系统的建立,低 gas 费用将吸引用户在链上进行交易。除了构建软件之外,他们还通过为他们提供资金来积极支持和发展以太坊生态系统中的高影响项目。

我们仅处于区块链驱动世界的起步阶段,而以太坊的模块化结构可能是开启全新可能性领域的关键。我们大多数人都赞同多链未来的想法,但也许更准确的描述是多层次的未来。

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