2023 年迎来了以太坊历史上两次重要的升级。首先是4 月13 日完成的上海升级。上海升级后，开放了信标链质押提款功能，使以太坊正式从PoW机制转变为PoS机制，这一升级成为以太坊升级路线图中的重要里程碑事件。现在，以太坊即将迎来坎昆升级，旨在增加更多的数据存储为L2降本增效，预计在现有基础上将L2的速度提高10 ～100 倍同时降低成本。根据最新的以太坊核心开发人员会议，预计坎昆升级将在今年年底上线。
坎昆升级将如何为以太坊扩容提速，又将为Layer 2 带来哪些新的发展机遇？R3PO认为，通过坎昆升级，Layer 2 将更好地融入以太坊生态系统，为用户提供更快速、低成本的交易体验。无论是Optimistic Rollup还是ZK Rollup，它们都将受益于此次升级，共同推动以太坊生态的发展。
一、确定性的未来——Layer 2
在以太坊联合创始人 Vitalik 最新的文章《The Three Transitions》中提出以太坊需要经历的三个主要技术过渡：向 L2 扩展过渡，每个人都转向Rollup；向钱包安全过渡，每个人都使用智能合约钱包；向隐私过渡，确保保护隐私的资金转移可行。
文章阐明了L2与Rollup的重要性，Vitalik 指出没有L2的发展，以太坊将因为高额的交易成本走向失败。与世界著名的交易系统VISA每秒可以处理几万笔交易的性能相比，每秒只能处理15 笔交易的以太坊的性能实在是难以满足正常的交易需求。每笔交易$ 3.75 的成本门槛，也使大量普通用户望而却步。
以太坊每天支持着大量的交易活动，随着生态的不断发展由于区块空间的限制，为了争夺有限的资源，网络变得日趋拥堵，以太坊第 1 层主网（Layer 1 ）的费用高、速度低等问题逐渐显现，迫切需要降本提速。
如何为以太坊扩容提速一直是以太坊开发人员格外重视的问题。根据V神发布的以太坊路线图，上海升级解决共识机制的问题后，接着将重点解决扩容问题，目标是使以太坊网络的每秒处理交易量增加到 10 万笔以上。
目前针对以太坊的扩容方案有两种：Layer 2 和分片（Sharding），Layer 2 是针对底层区块链（Layer 1 ）扩容的一种链下解决方案，原理是将区块链上的请求放在链下执行，将实际发生的交易放在链下执行和计算，再将其通过以太坊上极少量的交易进行交易最终有效性的验证。目前主流的Layer 2 的解决方案是Rollup，Rollup的原理是将放在链上执行和计算的百余笔交易统一打包成一笔交易摘要，将该摘要数据发送给以太坊，只需要保存摘要数据而不需在以太坊链上进行完整的计算和存储，从而达到扩容的目的，通过这种方式可以在保证以太坊安全性的同时也实现扩容。
二、Optimistic Rollup VS ZK Rollup
Rollup主要分为Optimistic Rollup（乐观 Rollup）和 ZK Rollup（零知识证明 Rollup）两种类型。
Optimistic Rollup，采用的是欺诈证明机制。系统默认对交易数据的可靠性进行执行，而无需进行有效性验证即可进入等待期。在等待期内，如果有任何节点提出异议并提供证据证明交易存在恶意行为，那么该交易将被取消。如果没有异议，等待期结束后，交易将被确认并写入区块。通过欺诈证明的交易方案，大规模的验证部署被省略，从而节省了计算资源，并确保了交易的准确性。目前知名的解决方案包括：Arbitrum、Optimism。
ZK Rollup，采用的是零知识有效性证明的机制。通过生成一个零知识证明来证明所有交易都是有效的，并将所有交易执行后的最终状态变化上传至以太坊。ZK Rollup 不需要像 Optimism Rollup 那样上传压缩后的所有交易细节，只需要上传一个零知识证明和最终的状态变化的数据即可。ZK Rollup 版图主要有 ZKsync、Starkware、Scroll等。
Optimistic Rollup的优劣
优势：
兼容性：Optimistic Rollup相对容易支持通用型合约和兼容以太坊虚拟机（EVM），使得开发者能够更轻松地进行应用开发和迁移。
劣势：
欺诈证明的时间延迟：当出现恶意交易或争议时，Optimistic Rollup的退出时间较长，通常为一周，这可能导致资金在一段时间内无法自由流动。
网络停滞：当网络遇到争议时，整个Optimistic Rollup网络可能会出现停滞，导致交易无法顺利进行，这是由于需要等待异议的处理和验证。
ZK Rollup的优劣
优势：
隐私保护：ZK Rollup利用零知识证明技术，可以在保护用户隐私的同时验证交易的有效性。交易细节得以保密，只需验证证明的正确性，提供了更高的隐私保护级别。
安全性：ZK Rollup的验证过程基于数学证明，具有强大的安全性保障。通过零知识证明，可以确保交易的有效性和一致性，无需公开交易的细节。
劣势：
计算成本：生成和验证零知识证明需要大量的计算资源，因此，ZK Rollup的计算成本相对较高，可能导致较长的处理时间和更高的计算开销。
有限的智能合约功能：由于ZK Rollup的设计目标是优化交易处理，对于复杂的智能合约功能支持有限，某些复杂的合约可能无法直接在ZK Rollup上实现。
OP系由于开发难度小上线时间早的先发优势，目前已占据市场九成以上的TVL，ZK系的市场份额较小，ZK系需要更快的建设进度和生态建设，来参与用户增长的竞争。随着 Layer 2 生态逐渐成熟，在坎昆升级以后 Rollup 费用可以大幅下降，用户增长和生态建设可能是 ZK 和 OP 系竞争的最关键致胜因素。
三、Layer 2 的未来：坎昆升级引领下的前进之路
在前文中，我们比较了Optimistic Rollup和ZK Rollup这两种Layer 2 解决方案的优劣。随着以太坊的坎昆升级即将到来，Layer 2 将迎来新的发展机遇。坎昆升级是以太坊的重要里程碑，旨在提升可扩展性和性能。通过坎昆升级，Layer 2 将更好地融入以太坊生态系统，为用户提供更快速、低成本的交易体验。无论是Optimistic Rollup还是ZK Rollup，它们都将受益于升级所带来的改进。坎昆升级后以太坊 Layer 2 的速度将提高10 ～100 倍同时也将降低交易成本，我们有理由期待Layer 2 在以太坊中的广泛应用，将为实现高吞吐量、低成本的去中心化应用打开新的可能性。
1. मुख्य बिंदु
कांकून अपग्रेड में पाँच EIP शामिल हैं, जिनका लक्ष्य अधिक डेटा भंडारण सक्षम करना और शुल्क कम करना है। यह अपग्रेड मुख्य रूप से EIP-4844 पर केंद्रित है, जिसके साथ EIP-1153, EIP-4788, EIP-5656 और EIP-6780 जैसे चार अन्य सुधार प्रस्ताव भी जुड़े हैं। अभी तक कोई निश्चित तिथि घोषित नहीं की गई है, लेकिन 2023 के अंत तक इसे लाइव होने की उम्मीद है।
EIP-4844: कांकून अपग्रेड की मुख्य विशेषता, EIP-4844 जिसे प्रोटो-डैंकशार्डिंग (Proto-Danksharding) के नाम से भी जाना जाता है, रोलअप आधारित एक स्केलेबिलिटी समाधान है। यह इथेरियम के स्केलेबिलिटी रोडमैप का पहला कदम है। अपग्रेड से पहले, रोलअप डेटा को इथेरियम पर स्थायी रूप से संग्रहीत किया जाता था, जिसकी भंडारण लागत बहुत अधिक थी—रोलअप के लिए उपयोगकर्ताओं द्वारा दिए जाने वाले लेनदेन शुल्क का 90% हिस्सा इसी लागत के कारण था। इस समस्या के समाधान के लिए, EIP-4844 एक नए प्रकार के लेनदेन—ब्लॉब ट्रांज़ैक्शन (Blob Transaction)—का परिचय देता है, जिसमें डेटा को "ब्लॉब" के रूप में अस्थायी तौर पर (लगभग एक महीने के लिए) संग्रहीत किया जाएगा, उसके बाद इसे हटा दिया जाएगा। लंबे समय तक डेटा संग्रहण के लिए अन्य सेवा प्रदाताओं को अपनी आवश्यकतानुसार व्यवस्था करनी होगी। जब ब्लॉब, प्रोटो-डैंकशार्डिंग के माध्यम से इथेरियम प्रोटोकॉल का हिस्सा बन जाएंगे, तो इथेरियम ब्लॉक में अधिक ब्लॉब जोड़े जा सकेंगे। इससे इथेरियम की प्रसंस्करण क्षमता (थ्रूपुट) एक बार फिर काफी बढ़ जाएगी (>100 गुना), और साथ ही लेनदेन लागत भी कम हो जाएगी।
अन्य चुने गए EIP इस प्रकार हैं:
EIP-1153: ब्लॉकस्पेस को बेहतर बनाने के लिए ऑन-चेन डेटा भंडारण लागत कम करना।
EIP-4788: क्रॉस-चेन ब्रिज और स्टेकिंग पूल के डिज़ाइन में सुधार करना।
EIP-5656: इथेरियम वर्चुअल मशीन (EVM) से जुड़े छोटे कोड परिवर्तन जोड़ना।
EIP-6780: ऐसे कोड को हटाना जो स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट को समाप्त कर सकते हैं।
2. किन अवसरों पर नज़र रखनी चाहिए?
（1）लेयर 2 की बड़ी कहानी
इथेरियम पर भीड़भाड़ ने एक बड़ी कहानी को भी जन्म दिया है। वर्तमान में L2 इकोसिस्टम का कुल TVL वर्ष की शुरुआत की तुलना में दोगुने से अधिक बढ़कर लगभग 8 अरब अमेरिकी डॉलर तक पहुँच गया है।
कांकून अपग्रेड, जो इथेरियम के स्केलेबिलिटी रोडमैप का पहला कदम है, L2 को 10 से 100 गुना तक तेज़ और सस्ता बना देगा! EIP-4844 से मिलने वाले स्केलेबिलिटी और कम लागत के फायदे सभी L2 इकोसिस्टम को मिलेंगे: OP इकोसिस्टम और भी विविध होगा, ZK इकोसिस्टम डेटा उपलब्धता (data availability) में सुधार के कारण अधिक उपयोगी होगा, और उच्च लागत से जूझ रहे स्वतंत्र लेयर 2 प्रोजेक्ट्स के तेज़ी से विकास को प्रोत्साहित करेगा। लेनदेन शुल्क में कमी के कारण, L2 इकोसिस्टम और समृद्ध होंगे और उपयोगकर्ताओं की संख्या भी बढ़ेगी।
पहले से लॉन्च प्रोजेक्ट्स में, Arbitrum, OP, नए आए ZKsync और पुराने dYdX जैसे एप्लिकेशन वर्तमान L2 बाजार के आधे हिस्से पर कब्ज़ा किए हुए हैं। शक्तिशाली खिलाड़ी और लोकप्रिय क्षेत्रों का नेतृत्व करने वाले प्रोटोकॉल कांकून अपग्रेड के बाद और भी अधिक संभावनाएं रखते हैं।
पहले से लॉन्च प्रोजेक्ट्स के अलावा, जल्द ही मुख्य नेटवर्क पर आने वाले Scroll, Linea, Taiko आदि पर भी नज़र रखनी चाहिए।
इसके अलावा, L2 पर तेज़ लेनदेन गति और कम लेनदेन शुल्क नए प्रोजेक्ट्स के उभार को निश्चित रूप से प्रोत्साहित करेंगे। ऑन-चेन फ्यूचर्स और ऑन-चेन ऑप्शन जैसे ऐप, जो इथेरियम की कम TPS से प्रभावित होते हैं, कांकून अपग्रेड के कारण GMX, GNS जैसे उच्च गति वाले प्रोजेक्ट्स को वास्तविक सुधार प्रदान करेंगे, जिससे उनके विकास के अवसर और विस्तृत होंगे।
（2）डेटा उपलब्धता (DA) लेयर ट्रैक: चूंकि ब्लॉब डेटा को केवल बहुत कम समय के लिए संग्रहीत किया जा सकता है, इसलिए ऐतिहासिक डेटा की पुनर्प्राप्ति में चुनौती उत्पन्न होती है। इससे विकेंद्रीकृत भंडारण की मांग बढ़ेगी, और लेयर 2 स्केलेबिलिटी समा��ानों को भी डेटा उपलब्धता लेयर का उपयोग करने की आवश्यकता होगी। इसके अतिरिक्त, कांकून अपग्रेड L1 भंडारण विस्तार नेटवर्क—जैसे EthStorage, Arweave, Filecoin आदि इथेरियम DA लेयर प्रोजेक्ट्स को भी लाभान्वित करेगा।
3. लेयर 2 का भविष्य क्या है?
भविष्य में, कांकून अपग्रेड के साथ इथेरियम द्वारा स्केलेबिलिटी को दिए गए बढ़ावे से, स्केलेबिलिटी उच्च थ्रूपुट और कम लेनदेन शुल्क प्रदान करेगी। इससे लेयर 2 एप्लिकेशन अधिक लेनदेन संसाधित कर सकेंगे और उपयोगकर्ताओं को तेज़, तात्कालिक लेनदेन पुष्टि प्रदान कर सकेंगे। चाहे वह वित्तीय क्षेत्र में भुगतान और निपटान हो या गेमिंग और NFT के क्षेत्र में, लेयर 2 का उच्च प्रदर्शन उपयोगकर्ताओं को अधिक सहज और कुशल अनुभव देगा।
हालांकि, तकनीकी प्रगति अकेले उपयोगकर्ताओं को आकर्षित नहीं कर सकती। लेयर 2 की वास्तविक समृद्धि के लिए नवीन एप्लिकेशन का होना ज़रूरी है। L2beat के आंकड़ों के अनुसार, वर्तमान में लॉन्च और विकास के अंतिम चरण में प्रतीक्षारत लेयर 2 की कुल संख्या 29 है, जिनमें से Arbitrum One, Optimism, zkSync Era और dYdX की बाजार हिस्सेदारी 92.75% है, जबकि अन्य L2 शेष 6.25% बाजार हिस्सेदारी साझा करते हैं।
यह ऐसा है मानो काफी समय और मेहनत से कई हाईवे बना दिए गए हों, लेकिन मांग की कमी के कारण उन पर चलने वाली गाड़ियों की संख्या बहुत कम है—यह अधिकांश L2 के सामने एक सामान्य समस्या है। बिना उच्च-गुणवत्ता वाले एप्लिकेशन के, L2 का मूल्य प्रदर्शित नहीं हो सकता; Arbitrum को GMX जैसे DeFi एप्लिकेशन के उदय के कारण ही एक समृद्ध इकोसिस्टम बनाने में सफलता मिली। केवल उपयोगकर्ताओं की ज़रूरतों को पूरा करने वाले अधिक सुविधाजनक, नवीन और व्यावहारिक एप्लिकेशन विकसित करके ही वास्तविक उपयोगकर्ता ध्यान और भागीदारी आकर्षित की जा सकती है। इसके लिए डेवलपर्स और उद्यमियों को L2 पर बड़े पैमाने पर प्रयोग और नवाचार करने की आवश्यकता है, और L2 के फायदों का उपयोग करते हुए अद्वितीय और आकर्षक एप्लिकेशन परिदृश्य बनाने की ज़रूरत है। केवल इसी तरह L2 वास्तव में उपयोगकर्ताओं के जीवन में एकीकृत हो सकता है। इसलिए, भविष्य में तकनीकी विकास के अलावा, उपयोगकर्ता प्रवास और एप्लिकेशन के प्रसार को भी L2 की सफलता के लिए महत्वपूर्ण कारक माना जाना चाहिए।
संदर्भ
1. https://vitalik.eth.limo/general/2023/06/09/three_transitions.html
2. https://ethereum-magicians.org/t/a-rollup-centric-ethereum-roadmap/4698
https://www.datawallet.com/crypto/zk-rollups-vs-optimistic-rollups
3. https://www.coindesk.com/tech/2023/06/08/ethereum-developers-cement-final-lineup-of-changes-in-dencun-upgrade/
4. https://l2beat.com/scaling/tvl#upcoming
5. https://ethereum.org/zh/layer-2/
6. https://medium.com/bitcoin-news-today-gambling-news/ethereums-cancun-deneb-upgrade-everything-you-need-to-know-3e67439a036