使用 Rollups 运行：解释模块化第 2 层区块链扩展

简史

以太坊可以说是当今最安全和最值得信赖的智能合约网络，它仍然是改变游戏规则的零对一创新。无处不在的第 1 层区块链引发了区块链用例的翻天覆地的变化——从简单地托管加密货币到为分散应用程序 (dApp) 的构建者和用户扩展实用性——因为它开创了其世界计算机视觉。

然而，尽管它作为 Web3 的主要增长动力取得了成功，但其基础架构仍然固有地受到可扩展性问题的困扰。 2022年，部署了超过 775 万个智能合约在以太坊区块链上，仅第四季度就有 460 万份合约。相比之下，有1,148 个独特的 Solana 程序在同一个年度时间框架内——这使得一劳永逸地解决这个问题变得更加切合实际。

尽管以太坊主网络的基础设施不断自我升级，但在其底层技术上不断迭代和创新的第 2 层 (L2) 扩展解决方案已经席卷了整个社区。以太坊上的纯粹交易负载已将 L2 改进从一个理想的功能转变为 dApp 开发人员在性能和成本方面可持续运营的关键要求。

以汇总为中心的愿景

以太坊提出的以汇总为中心的愿景是我们今天看到的 L2 扩展创新的主要催化剂。具体来说，目前可用的两种汇总技术——乐观和 ZK（零知识）证明——被认为具有提高效率和可扩展性的各自能力。

那么，什么是汇总？

L2 汇总依赖于源自以太坊的去中心化安全性，但在“汇总”数据之后将交易处理外包给独立的第三方网络，然后将信息提交到以太坊主网上的链上。

• 乐观汇总：假设交易在默认情况下是有效的，并且仅在遇到挑战时通过欺诈证明运行计算。

• ZK rollups ：在链下运行计算并向链提交有效性证明。

  
  

这有效地缓解了网络拥塞并提高了吞吐速度，同时将交易成本分摊到一批交易中——允许多达减少 10-100 倍以太坊汽油费。此外，每秒更高交易数和更低费用的综合优势增加了 L2 项目的资源容量，以改善用户体验并扩大了 dApp 部署的范围。

重要的，以太坊虚拟机 (EVM)兼容性是汇总工作所必需的，也是开发人员构建 dApp 的核心考虑因素。智能合约执行的运行时环境和以太坊的应用程序代码确保了 dApp 的跨链互操作性，可以跨多个区块链无缝交互。再加上提供具有竞争力的低 gas 费用的 L2 优势，这标志着开发人员之间的决定性转变，他们现在更喜欢在 L2 上而不是在以太坊主网上进行构建。事实上，来自流行的 L2 链 Optimism 和 Arbitrum 的联合交易已经超过以太坊的链上交易自 2022 年 12 月起。

也就是说，L2 领域仍处于早期阶段。 ZK rollup 开发仍处于起步阶段，而 optimistic rollups 还受到昂贵的数据发布费用、受限的吞吐量以及实现交易最终确定之前的漫长挑战期的负担。

这就是模块化区块链的用武之地，以克服这些限制，解锁新的用例，并希望最终推动行业向前发展。

了解单体架构与模块化架构

尽管用户将区块链体验为单个计算实体，但区块链节点执行三项主要任务：

1. 结算：维护有效交易的历史分类账
2. 共识：参与共识，就账本内容达成一致
3. 执行：更新分类帐的状态以响应用户/dApp 提交的交易

像 Solana 和以太坊 1.0（合并前）这样的区块链统一了同一网络中的所有三个“层”操作。这意味着一个节点必须立即将其资源分配给所有任务——因此被称为“单体区块链”。

模块化区块链采用了一种根本不同的方法。模块化区块链不是让所有节点负责同时执行多项任务，而是利用一个系统，其中每个功能都由独立的节点网络执行。通过允许每个网络专注于其任务，由此产生的效率提升能够将更低的费用传递给用户，并为 dApp 带来更好的性能。

专业数据可用性

数据可用性是区块链扩展不可或缺的一部分。桥接、侧链和验证等替代扩展解决方案不会从以太坊本身获取数据或安全性，因此由于它们形成了一个没有统一数据可用性保证的不同系统，因此会遭受潜在的安全威胁和信任影响。这虫洞利用是一个显着的例子。大约 3.25 亿美元从曾经广泛使用的 DeFi 桥中被盗，该桥连接以太坊和 Solana 区块链，这是历史上最大的加密黑客之一。

另一方面，汇总通常将数据可用性和共识外包给共享基础层。这允许他们基于 1-of-N 信任模型进行操作，其中 N 不受限制。安全性得到维护，但这会在 optimistic rollup 框架中带来操作问题。

为了维护基本的安全假设，来自汇总的数据必须保持可用，以便验证者有机会提交欺诈证明。由于数据可用性对于维护汇总的安全模型是不可或缺的，因此以太坊主网上仍然会产生昂贵的汽油费和存储成本。事实上，今天在 L2 上产生的绝大多数交易费用都用于支付以太坊上的数据。平均而言，现有汇总的数据发布成本占总交易费用的 73-79%。当以太坊经历高网络活动时，这可能会膨胀到总费用的 90% 以上。

使用单独的专用数据可用性解决方案的模块化架构解决了这个问题。与其将交易数据发布到数据带宽有限且因此昂贵的以太坊网络，不如使用 EigenDA 等专门的数据可用性解决方案，利用来自另一个协议（或层）的扩展数据带宽来降低成本和加快改进周期。

EigenDA 的独特之处在于它建立在特征层，一种从当前用于保护以太坊的抵押资产“租用”高加密经济安全性的重新抵押协议。这释放了 L2 项目，例如地幔从建立新网络、新令牌和新验证器集到从头开始引导其安全基础。

将以太坊验证器设置为安全源后，以太坊质押者可以选择重新质押他们质押的 ETH，不仅可以保护以太坊主网，还可以保护任何使用 EigenDA 的网络、应用程序或服务。由于 EigenDA 节点专门用于数据可用性任务并且可以独立升级，因此发布证明和数据可用性可以在不影响安全性的情况下以更低的成本发生。

多方计算

optimistic rollups 的另一个权衡是在交易最终确定之前的漫长挑战期。资金可以很容易地从以太坊主网转移到汇总，但提款需要很长的挑战期才能满足信任假设。例如，在 Optimism 和 Arbitrum 上实施的当前标准是 7 天的挑战期。

或者，ZK rollups 允许近乎即时的最终确定，但需要复杂的技术，这些技术在投放市场之前仍在开发和测试中。值得一提的是，目前的 ZK rollups 没有完整的 EVM 支持，并且更加密集地为链上活动很少的应用程序运行计算。

一个更可行的途径是实施架构和激励机制，以允许汇总来降低现在的挑战期。

多方计算 (MPC)就是这样做的。通过引入一个新的节点角色，即 MPC 节点，该过程确认了排序器生成的块的有效性。 MPC 节点根据交易数据独立计算状态根，并为有效状态交易提供签名。随着更多节点签署区块，区块有效性的集体信心增加。

由于 MPC 签名创建了加密证据来支持网络乐观主义，这通过消除矛盾证明的压力，对当前的防欺诈模型进行了改进。实际上，这将乐观汇总从默认乐观转变为可验证乐观——为将交易挑战期缩短至 1-2 天创造了一条可行的途径。

推出用于超可扩展性的下一代模块化第 2 层

尽管以太坊背后出现了许多第 2 层解决方案，但很少有人能够令人信服地克服 Web3 生态系统面临的一些最大挑战。一方面，安全、费用和速度等技术障碍限制了大规模采用，另一方面，孤立的生态系统阻碍了社区和思想的交叉授粉。如果我们想要实现可扩展的 L2 解决方案，则需要一种新方法。

通过将执行、数据可用性和交易最终性分离到不同的层中，地幔提供以太坊级别的安全性，同时通过降低效率提高交易速度。与交易相关的数据在广播到以太坊之前在 Mantle 的 L2 上固化，有效地缩短了挑战期并为最终用户提供更快的终结性。通过这种方式，Mantle 能够利用以太坊庞大的信任网络，同时通过其模块化设计消除可能的区块空间拥塞。

对技术和基础设施的此类改进使 dApp 开发人员能够专注于构建最佳应用程序，同时降低 Web3 对最终用户的可访问性障碍。例如，游戏开发者可以在链上加入更多元素，而不必担心高昂的交易费用或为延迟等终端用户体验不佳而苦恼，同时可以低成本开发和运营具有多种交易产品的高级 DeFi 协议。

孵化者比特道, Mantle 利用社区拥有的 DAO 的力量来利用其现有的构建者、用户和合作伙伴生态系统，以获得成员反馈和众包决策。地幔上的构建者受益于更高的开发关系和激励标准、强大的生态系统支持以及 dApp 构建者的扩展用例，因为它不断升级其网络以实现有意义的超可扩展性。

随着越来越多的用户和开发人员倾向于像 Mantle 这样的平台，Web3 的未来将更多地关注模块化的 L2 区块链，这些区块链可以在提供高效速度的同时提供以太坊的信任。

本文由jacobc.eth为 mantle 撰写。