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小编：记得关注哦
来源：波卡生态研究院
波卡生态观察是一个专题专栏，我们从不同生态位的角度观察和分析波卡生态内的项目。 Polkadot 是一个高度可扩展的项目，可以容纳很多生态位。通过观察生态位，我们不仅可以感知全局，清晰了解波卡的整个发展；我们还可以观察细节，发现哪些生态位处于正确的位置。处于激烈竞争或蓝海状态。只有对波卡生态的发展有更清晰的了解，投资者、参与者或者开发者才能更好地把握波卡生态发展的红利。 （本文难免涉及项目，仅用于表达文章观点，不作为任何其他建议。）
背景
如果不是最近加密市场的下跌，对于大多数人来说在以太坊上转账ETH 可能会有点困难。毕竟市场的下滑导致转会的人变少了，转会费也相应降低了。现在一笔转账费用不到2USDT，这在几个月前是不可想象的。
虽然现在的gas费看起来很友好，但这只是环境变化的结果。要知道，ETH的拥堵问题已经成为一个“长期存在”的棘手问题。这就是为什么几年前有很多上市公司的原因。毕竟拥堵问题和高昂的转账费用似乎都成为了诟病，但这些年来，那些在以太坊面前耀武扬威的公链几乎消失了，只剩下另一批新兴玩家——Layer2团队。
也许几年前Layer 2并没有受到业界的青睐。一些当时号称进入Layer 2赛道的球队实际上已经换队了。毕竟，这个故事听起来并不像“超越以太坊”那么令人兴奋，但事情已经发展了。今年，一些变化正在发生。许多Layer 2项目如雨后春笋般涌现，甚至在一两个月内就成为了业界的热点。融资金额也在不断攀升，不少项目的天使轮金额已超过100万美元。筹款。
因此，作为Polkadot 这样的大型生态系统，我们也需要了解其生态系统中Layer 2 的发展情况。也许有人会说Polkadot 不需要Layer 2，但Layer 2 是一个新兴的技术解决方案，我们不能太早下结论。从Polkadot生态中Layer 2项目的发展来看，Layer 2的潜力不容小觑。这是一个值得我们关注和研究的方向。
Layer2到底是什么？
1.Layer2定义
Layer2，也叫二层网络，顾名思义，是相对于Layer1扩展的新一层网络。按照目前通用的定义方法，我们对Layer 2的描述不仅可以描述Layer 2本身，还可以讨论Layer 1。这就像我们要描述什么是鸡蛋，就必须提到什么是鸡一样。
比特币刚诞生的时候，对于小规模的价值转移来说是绰绰有余的，而且不会出现网络拥堵的问题。但几年后，当越来越多的用户进入比特币网络时，拥堵自然会出现。这与以太坊的问题类似。如果不是加密猫和以太坊上大量应用的出现，人们可能不会批评以太坊的拥堵。然而事实是，以太坊的发展随着随后的DeFi 爆发而突飞猛进，其在网络上的应用也与日俱增，拥堵自然也成为了家常便饭。
几年前（2016年左右）我们习惯将比特币、以太坊等主链称为Layer1，它可以承载网络的所有功能，包括交易信息、智能合约或计算工作。正因为如此，当所有功能都在一个“盒子”内完成时，拥堵问题就不可避免。
因此，有人想到通过扩容来提高Layer 1的性能，分为两类。一是扩展Layer1级别。这种类型的代表就是分片。我们可以这样理解，原来的Layer1就像一个会计师事务所A，有10000名会计计算并记录账本，但每次计算新一页账本时，都需要每个会计都计算、记录并传递给下一个人。但如果需要记账的交易太多而他们无法处理，就会出现延迟，这意味着链上会出现拥塞。分片就像把这10000 名会计师分成50 组，每组只有200 人。计算新一页账本的速度快了数十倍。这是在Layer1 上完成的扩展。
但还有另一种想法，就是将一些需要在链上计算的交易进行拆分，将部分交易放在另一条链上通过智能合约和机制来完成。这就是第2 层解决方案。这个方案，如果按照刚才A会计师事务所的比喻来理解的话，相当于他们把很多需要计算的交易交给另外一家会计师事务所B来计算，然后由B会计师事务所计算结果并返回结果。至A，从而完成所有交易的记录。这是寻找外援，即第二层网络，来辅助计算，达到扩容的效果。
经过多次尝试，我们现在已经习惯将比特币、以太坊等主链称为Layer 1，而为了补充功能或减轻主链负担、提供效率而扩展的部分则称为Layer 2。从共识的角度来看，Layer 2只是部分共识，其决定性意义仍然是Layer 1。至此，我们已经大致解释了Layer 1和Layer 2之间的关系。
如果非要用另外一个比喻来形容Layer1和Layer2的关系，大概就是总行和分行的地位。因此，当总行如今已成定局时，分行的发展必然成为资本追捧的赛道。毕竟最好的分支（Layer 2）还没有产生。
值得注意的是，Polkadot 本身并不是Layer1 或Layer2，它更接近于Layer0，或者元协议（我们在科普知识中已经详细介绍过），而它的平行链则起到了Layer1 的功能，这也是为什么的原因为什么Polkadot 具有无限的可扩展性。
2.Layer2的意义是什么？
前面我们提到，Layer 2 的发展是业界的重点和热点方向。那么它的背后究竟隐藏着怎样的魔力，让它成为目前业界的“香馍馍”呢？我们试图从两个角度来探索它。这个意思大家都明白。
2.1 性能扩展
首先，Layer 2最直观的意义就是给Layer 1带来性能扩展，即直接解决核心痛点，解决主链的拥堵问题或者手续费高的问题，这似乎在当前的二层网络中已经发生过。发生良好的化学反应。
例如，目前流行的以太坊二层网络Polygon，可以将交易速度降低到几秒钟即可完成，实现真正丝滑的体验，而其成本约为0.00002美元，比以太坊指数低。因此Layer 2网络确实可以很大意义上提升主链的性能，甚至可以彻底改变主链的刻板形象。
这应该是目前Layer 2项目带来的最直接的改变，也是最广为人知的方向。 Layer 2项目确实扮演了一个有资格分担主链压力的“追随者”角色。
2.2 功能扩展
除了上面提到的在性能上改变主链的地位之外，还有很多二层网络承载了二层的升级功能。它们的存在除了完善二层的功能之外，也部分增加了功能主链的功能，比如提供像比特币这样没有智能合约的主链可以添加智能合约，这样它们也可以有一些像以太坊一样的功能。我们之前提到的波卡生态项目ChainX和几年前流行的RSK（Rootstock）都充当了这样的角色。
随着DeFi的火爆以及更多资金进入加密货币领域，交易和资产的隐私保护逐渐成为关注的方向。然而比特币、以太坊等Layer 1在设计之初并没有考虑隐私功能。比如通过Layer 2加入隐私计算的功能，也是很多团队正在努力的方向。
当然，这样的Layer 2项目并不是目前最主流的赛道。毕竟增加功能的效果并不如解决痛点那么有效。即使在Polkadot 生态中，这些功能都可以通过平行链来实现，所以自然不会受到如此多的关注，但也有一些优质的项目不仅可以提高主链的性能，而且还给主链带来其他功能，发挥更强大的作用。
综上所述，不难发现Layer 2确实改变了目前行业的一些格局，甚至可能带来一些意想不到的惊喜，这也是它成为热门赛道的原因。
目前流行的Layer2技术基本情况
作为当前热门赛道，Layer 2 技术在蓬勃发展中也分化出多个方向。我们只讨论当前流行的Layer2技术方向。
状态通道
状态通道的本质是主链充当法官。交易双方通过在主链上建立去中心化制衡机制打开状态通道，在链下进行交易并确认状态变化，最后上传交易的最终结果并关闭状态。走道。主链创建智能合约，充当法官，保证交易的真实性。
由于即时交易是在通道内进行的，不会在主链上广播或记录，因此状态通道具有良好的隐私性。同时，它还具有即时终结性，非常适合需要长时间多次状态更新的参与者。然而，状态通道更适合具有确定参与者群体的应用，并要求参与者始终保持在线。每次打开或关闭状态通道都需要进行链上交易。因此它有一定的局限性。因此，状态通道往往适合小额交易，无法承载像交易所那么大的交易量，而且通道建立也需要一定的时间。
Lighting Network、Celer Network和Radien Network都应用了状态通道。
侧链技术
侧链技术是一种允许主链和侧链进行价值交互的技术。侧链可以与主链一对一连接，就像共生一样。其本质在于主链和侧链的双向锚定。当主链的资产想要转移到侧链时，需要锁定相应数量的代币，然后释放等值的侧链代币。反之，如果通证想要转回主链，则会锁定侧链通证数量，并释放对应的主链通证。
优点是当主链上的交易无法处理时，可以将部分交易转移到侧链上。提高了主链的吞吐量。并且当应用主链上的用户太多，难以添加功能时，我们可以通过改变侧链来添加相应的功能，具有很高的灵活性。同时，侧链架构本质上是一种分片机制，其代码和数据是独立的，不会增加主链的负担，避免数据过度膨胀。
但侧链技术本身也存在诸多缺点，包括复杂性高、可能存在欺诈转账、中心化挖矿风险、软分叉风险等。目前比较典型的应用有ConsenSys的BTC Relay、Rootstock、Injective、BlockStream推出的元素链，以及非比特币侧链Lisk。
等离子体
Plasma其实是一种侧链，是一种具有非维护性的侧链。 Plasma最早由以太坊V神和Joseph Poon于2017年提出，本质上是一条独立的区块链，适合任何用户之间的交易。它锚定在以太坊主链上，并使用欺诈证明来解决仲裁纠纷。
简单来说，与通常的配置文件相比，Plasma 将主链（Layer1）的交易吞吐量转移到Plasma（Layer2），Plasma（Layer2）将有关交易序列的数据转换为哈希值并将其存储在主链。 （Layer1），并且增加了欺诈证明的退出机制，允许人们通过发送链下消息来转移链上资产，这也利用了主链（Layer1）的算力来保证Plasma 的安全（第2层）。
Plasma 极大地提高了交易吞吐量。但由于Plasma只是将链下数据放在主链上进行公证，因此数据可用性存在一定的缺陷。同时，Plasma本身并不支持低延迟交易，这有时会导致交易延迟。
Plasma 的诸多创新吸引了众多项目的关注，Polygon（原Matic）、OMG 等都部署了Plasma。但新技术也在不断迭代。一项技术的成熟也启发了Plasma团队提出了一种更加新颖的Layer 2解决方案，这就是Rollup技术。
Rollup的出现为Layer 2带来了新赛道
Rollup的概念可以追溯到2014年，被以太坊联合创始人Vitalik Buterin称为“影子链”。 Rollup 建立在“影子链”的思想之上，通过执行链下状态并仅使用以太坊区块链来实现数据可用性。 Rollup的区块发布或状态更新仅通过tx CALLDATA将每笔交易的部分数据发布到主链，从而提高吞吐量并克服侧链的数据扣留攻击问题。
Rollup的出现启发了很多关注Layer 2赛道的团队。后来，基于不同的思路，Layer 2开始演变为两种不同的路线。一种是使用零知识证明的路线。比较有代表性的是ZK Rollup和Validium。另一种是使用欺诈证明的路线，比较有代表性的是Optimistic Rollup。
ZK汇总
ZK Rollup 是Barry Whitehat 和Vitalik 在2018 年下半年提出的Optimistic Rollup 的改进方案。其本质是将链上用户状态的变化压缩存储在Merkle 树中，利用零知识证明来保证更改过程的正确性，并将经过验证的Proof提交给链。
优点是主链不需要独立验证每笔交易的合法性，而只需要验证Proof的有效性，这大大提高了主链的吞吐量。其状态转换严格依赖密码证明来保证安全。同时，数据的可用性使得任何人都可以根据链上存储的交易数据来还原整体账户情况，从而消除数据可用性带来的安全风险。并且在简单的支付、交易等具体应用场景中，ZK Rollup 可以大大降低链上成本。
然而，由于零知识证明的计算成本较高，运行复杂的智能合约需要更高的汽油费。同时，ZK Rollup 的语言相对复杂，在兼容EVM 时也不是特别友好，导致其应用存在一定的障碍。目前，StarkWare、Lien 和Tether 都部署在ZK Rollup 中。
维迪乌姆
Validium 是以太坊第2 层的可扩展性解决方案，其中所有交易的有效性均使用零知识证明来强制执行。特定用户账户的每一次价值转移都需要用户的授权，从而提高了用户资产的安全性。
我们可以看到Validium和ZK Rollup有很多相似之处。不同之处在于，ZK Rollup 具有链上数据的可用性，而Validium 仅具有链下数据的可用性。因此，Validium 的吞吐量会高很多，但由于其数据可用性是链下的，并没有实现完全的去中心化，这将导致其运营者能够支配用户的资产，并且抵御攻击的能力较差。因此，Validium会更适合游戏型DApp，但无法承担安全性要求较高的支付、交易等金融场景。
目前，Validium已部署在NFT交易平台Immutable X、StarkEx和Zk-porter上。
乐观汇总
Optimistic Rollup 是Plasma 团队从一个研究小组转型为一家名为Optimism 的营利性初创公司后推出的Layer 2 解决方案。
该团队启动了乐观虚拟机(OVM) 的内部测试环境。 OVM 建立在EVM 之上，旨在为Optimism 的Layer 2 解决方案提供与底层区块链相同的智能合约服务。
OVM 可以汇集所有不同的第2 层解决方案。 Plasma、状态通道和Optimistic Rollup 等第2 层解决方案已经在OVM 上获得了概念验证。 Optimistic Rollup 在结构上也大量借鉴了Plasma 和ZK Rollup 的设计。
Optimistic Rollup 本质上默认交易的有效性，是基于防欺诈操作的兼容EVM 的第2 层可扩展性解决方案。 Optimistic Rollup 具有免信任、免托管、免许可、表达性强等诸多优点。但其交易时间确实较长，资金提取存在延迟，存在一定风险。
目前的区块链文档传输解决方案CargoX、Celer、Metamask都部署了Optimistic Rollup。
任意汇总
Arbitrum Rollup 由OffchainLabs 团队开发，是以太坊Layer 2 的扩展解决方案。它本质上是使用Rollup 技术由以太坊链上的合约管理的链下协议。简单来说，Arbitrum 在链下进行实际计算和存储，并在以太坊上优化、压缩和记录交易数据以确保安全，从而提高吞吐量并降低交易费用。
基于此，Arbitrum Rollup的安全性可以得到保证，并与以太坊EVM完全兼容。任何人都可以在Arbitrum 上部署智能合约，具有非常高的可扩展性和低成本。但由于Arbitrum的所有交易数据都会发布在以太坊上，因此单位时间内可发布的交易数量仍受到以太坊的限制，无法达到全面扩容的效果。
目前Uniswap、SushiSwap、去中心化交易平台DODO、去中心化交易所Bancor、去中心化衍生品交易平台MonteCarloDEX均部署在Arbitrum中。
Polkadot 的Layer 2 生态
与以太坊、BSC、Solana 等综合公链、Layer 1 相比，Polkadot 生态中Layer 1 的平行链更加专业，而对于Layer 2，Polkadot 本身就有惊喜。我们先来看看Polkadot生态中涉及Layer 2的项目。
链X
ChainX是第一个基于Substrate框架开发的项目，致力于比特币二层扩展、数字资产网关和Polkadot二级中继链的研究和应用。
早在2019年，ChainX就成功将BTC跨链到ChainX，并可以生成跨链资产XBTC。 XBTC的转账仅需6秒即可完成（因为出块时间为6秒），转账费用仅为0.00015 pcx，不到1美分。随后于2019年11月16日，ChainX发布了比特币智能合约平台。 ChainX利用其在Substrate领域的开发经验，将新的智能合约与比特币连接起来，实现比特币的新功能。
ChainX通过跨链的方式将BTC连接到ChainX，给BTC带来了交易吞吐量的大幅提升和转账费用的大幅降低。它还赋予了BTC智能合约功能，带来性能扩展和功能扩展。
赛勒网络
Celer Network 是一个Layer 2 平台，旨在为公众带来以太坊、Polkadot 和其他区块链上快速、安全和低成本的DApp。
Celer Network首先是在状态通道方向，后来推出了全球第一个通用状态通道网络。随着Layer 2各种新兴技术解决方案Rollups（Optimisitc Rollup、ZK Rollup等）的出现，Celer Network也利用先进的Rollup技术推动了Layer 2扩容技术的前沿发展。
2021 年2 月19 日，Celer Network 推出了基于Optimistic Rollup 的DeFi 扩容提速解决方案Layer2.finance，旨在以不同的方式使用Layer2 的Rollup 解决方案。与其他Rollup 方案类似，用户可以通过在Layer 1 上的Rollup 合约上进行存款交易，将资金存入Layer2.finance 的Rollup 链，但Layer2.finance 不会将DeFi 协议本身迁移到Layer2。
目前，基于Celer Network构建的CelerX、cBridge、Layer2.finance等应用和中间件在游戏、DeFi、区块链互操作等领域吸引了超过百万用户。
星星网络
Astar Network是Plasm Network品牌升级后的新名称。最初的Plasm Network 更定位于在Polkadot 上实现Layer 2 技术。如今，随着品牌升级，Astar Network有了新的定位。 Astar Network 目前的定位是成为Polkadot 上的dApp 中心，将支持以太坊、ZK Rollups 等Layer 2 解决方案。 Astar的目标是成为一个多链智能合约平台，支持多种区块链和虚拟机，例如EVM和WASM。
不过需要注意的是，Astar的新定位并不是改变一个赛道，而是在原来的基础上改成一个前景更广阔的定位。其实Astar升级品牌也是可以理解的，因为根据其之前的定位，它想在Polkadot上实现各种Layer 2解决方案。事实上，它基本上已经达到了这个目标。
Astar在成立之初就考虑到了Layer 2的巨大潜力，因此他们一开始选择使用以太坊基金会支持的Plasma团队，后来转型为Optimism团队开发的OVM。这也意味着Astar也将支持所有二层协议的虚拟机。
今年3月，Astar完成了另一个重要的Layer 2解决方案ZK Rollup在Astar上的功能实现。他们基本完成了之前的定位目标。因此，可以说，Astar正在向更高、更广的目标进行转型和重新定位。
对于Layer 2，Polkadot 本身有什么惊喜？
可见，由于Polkadot 本身可以全面支持EVM 和Solidity（毕竟Polkadot 的创始人最了解以太坊），因此Polkadot 生态中的很多项目都可以快速集成现有成熟的Layer2 技术。进入Polkadot生态，然后通过转接桥或者其他方式，其他平行链也可以享受Layer 2的功能。但这并不是Polkadot对于Layer 2的最大优势。
正如我们前面提到的，对于Layer 2，Polkadot 本身就有惊喜。
这里对于技术要求严格的朋友需要提前做好防范。让我们抛开一点偏见，从广义的角度来理解Layer2的定义。 Layer2技术其实就是先把资产转移到另一个地方（Layer2），处理数据再把数据传回来，实现一些在Layer1上无法实现的功能（不仅仅是扩容）。
所以，如果我们仔细观察Layer 2 的技术实现和Polkadot 的转接桥的逻辑，我们会发现两者在某些方面是相似的。
以目前官方与Interlay团队正在开发的BTC转接桥为例。如果BTC通过转接桥连接到Polkadot，跨链PolkaBTC可以在Polkadot生态中以更快的速度进行交易。较低的交易成本使BTC的性能得以扩展。另一方面，通过PolkaBTC 与众多支持智能合约的Polkadot 生态平行链之间的跨链交互，无法赋予BTC 智能合约的功能扩展。已经？
这样我们就可以理解，如果某条链通过传输桥连接到波卡生态，就相当于把整个波卡生态当成这条链的Layer 2。 （注意，这里的Layer2指的是整个Polkadot生态，这与我们在之前的文章中提到的Polkadot中继链是Layer0，平行链是Layer1并不冲突。）
这能达到什么目的呢？比如波卡拥有庞大的生态系统，很多项目的发展方向与波卡创始人Gavin的思维不谋而合。 Gavin提出，未来的区块链应该是一个多链的生态系统，没有一条链可以包揽一切。这意味着未来一条链不会包含所有功能，而是成为具有不同功能的公链，通过波卡与其他公链连接，可以相互运行、功能互补。例如，在Polkadot 生态中，有专注于隐私计算的项目，有专注于NFT 协议的项目，也有专注于DeFi 的项目。这些项目都可以为Polkadot 生态系统提供一些可以方便接入的功能模块，让其他平行链获得诸如隐私、DeFi 的一些模块等功能。
像BTC 这样除了转账什么都能做的公链，可以利用Polkadot 生态中很多项目提供的模块，像拼乐高一样为其添加各种功能。这是Polkadot 对Layer 2 最大的贡献。令人惊讶。
后记
在DeFi 最火爆的时期，以太坊的高Gas 费和低吞吐量对各大DeFi 项目来说仍然记忆犹新。如果不考虑B计划，必然会导致用户流失。因此，不少DeFi 项目逃离了以太坊，选择在各大公链上部署自己的应用，或者转战Layer 2 阵地。
Polygon（原Matic）作为知名的Layer 2 项目，近几个月大放异彩。 Aave、Sushiswap、Curve、1inch 等知名DeFi 项目，以及OpenSea、Decentraland 等主流应用均已融入Polygon，使得Polygon 的锁仓量和交易量均获得巨大增长。截至目前，Polygon 总锁仓金额为47.8 亿美元（根据DeBank 数据）。虽然锁仓总量不能准确体现一个生态的发展程度，但或多或少代表了这么多资金对Polygon的信任。
今天，Kusama 老虎机拍卖正在如火如荼地进行，波卡的老虎机拍卖也即将上线。乐观的是，拍卖预计将于八月开始。从目前Kusama插槽拍卖情况来看，Astar旗下具有Layer 2功能的先锋网络Shiden很可能获得第三个Kusama插槽的资格。我相信类似的情况也会出现在Polkadot生态中。
届时，Polkadot生态系统将很快具备Layer 2功能。对于想要迁移到Layer 2 的DeFi 项目，会有可以承载在Polkadot 上的平行链。另外，正如我们最后提到的，Polkadot 本身就是Layer 2 的惊喜。当Polkadot 插槽开始拍卖时，我们可以期待比特币进入Polkadot 生态后享受这种惊喜，这就是最直接的体现。围绕BTC跨链到波卡，以及DeFi项目将如何争夺BTC的份额。这将是波卡生态爆发的好戏。
感谢ChainX 和Patract Labs 对本文的支持。
