Vitalik Buterin 新文章：以太坊 L2 和執行層分片有什麼不同？

來源文章： 怎麼分層 2秒 與執行分片真的有差別嗎？

編譯：Odaily Planet Daily Asher

我兩年半前在我的《 終局之戰 」 文章是這樣的 至少從技術上來說，區塊鏈的不同前進道路看起來驚人地相似。

在這兩種情況下，鏈上都有大量的交易，處理這些交易需要：（i）大量的計算； (ii)大量資料頻寬。普通以太坊節點，例如2TB reth歸檔節點 在用於撰寫本文的筆記型電腦上運行的軟體功能不夠強大，無法直接驗證如此大量的數據和計算，即使有出色的軟體工程工作和 韋爾克爾樹 。相反，在 L1 分片中 以匯總為中心 世界， ZK-SNARK 用於驗證計算和 DAS 用於驗證資料可用性。在這兩種情況下，DAS 是相同的，ZK-SNARK 是相同的技術，只不過在一種情況下它們是智能合約代碼，而在另一種情況下它們是協議的神聖功能。 從真正的技術意義上講，以太坊正在做分片，而rollup就是分片。

這自然引出了一個問題：這兩個世界有什麼不同？一個答案是，編碼錯誤的後果是不同的：在總結世界中，硬幣會遺失，而在分片世界中，則會出現共識失敗。

但預計隨著協議的鞏固和形式驗證技術的改進，錯誤的重要性將會降低。那麼這兩個願景之間有什麼區別，我們是否可以期望它們會長期持續下去？

執行環境的多樣性

2019 年以太坊中簡要討論的一個想法是 執行環境 。從本質上講，以太坊將擁有不同的“區域”，這些“區域”對於帳戶的工作方式（包括完全不同的方法，如 UTXO）、虛擬機的工作方式以及其他功能可能有不同的規則。

這允許在堆疊的各個部分採用多樣化的方法，如果以太坊試圖自己完成所有事情，這將很難實現。

最終，一些更雄心勃勃的計劃被放棄，只剩下EVM。然而，以太坊 L2（包括 rollups、valdiums 和 Plasmas）可以說最終充當了執行環境。

如今，焦點通常集中在 EVM 的 L2 等價物上，但這忽略了許多替代方法的多樣性：

• 任意筆 ：向 EVM 新增第二個基於 WASM 的虛擬機器；

• 燃料 ：使用類似比特幣的基於UTXO的架構（但更全面）；

• 阿茲特克人 ：引入了一種新的語言和程式設計範式，圍繞著基於 ZK-SNARK 的隱私保護智慧合約而設計。

基於UTXO的架構來源：Fuel文檔

試圖讓 EVM 成為涵蓋所有可能範式的超級虛擬機會損害每個概念的實現，最好讓這些平台專業化。

安全權衡：規模與速度

以太坊 L1 提供了非常強大的安全保證。 如果某些數據位於L1 上最終確定的區塊內，則整個共識（包括極端情況下的社會共識）將努力確保該數據不能被編輯以違反將該數據放入區塊內的應用程式的規則，確保任何執行由該資料觸發的操作無法撤消，並確保該資料仍可存取。

為了實現這些保證，以太坊 L1 願意接受高昂的成本。在撰寫本文時，交易費用相對較低： 每筆 L2 交易成本不到 1 美分 ，甚至基本 ETH 轉帳的 L1 成本也低於 $1。如果技術進步得夠快並且可用區塊空間的成長跟上需求，那麼這些費用在未來可能會保持在較低水平，但也可能不會。

對於許多非金融應用程序，例如社交媒體或遊戲，即使每筆交易 $0.01 也太高了。但社群媒體和遊戲不需要與 L1 相同的安全模型。如果有人可以花一百萬美元恢復他們丟失的國際象棋遊戲，或者讓你的一條推文看起來像是在實際發布三天后發布的，這並不重要。

因此，這些應用程式不應該付出相同的安全成本。以 L2 為中心的方法透過支援一系列資料可用性方法來實現這一點 匯總 到 電漿 到 維利烏姆斯 .

不同的 L2 類型適用於不同的用例（ 點擊此處閱讀更多內容 )

另一個安全權衡出現在 L2到L2的資產轉移問題 。預計未來（5-10年），所有rollup都將是ZK rollup，以及具有查找功能的超高效證明系統，例如 比尼烏斯 和 圓斯塔克斯 ，再加上證明聚合層，將使 L2 能夠在每個時隙中提供最終狀態根。但目前它只能是各種證明時間窗口下的樂觀匯總和 ZK 匯總的複雜混合。

如果執行層分片在 2021 年實施，那麼保持分片誠實的安全模型將是樂觀匯總，而不是 ZK——因此 L1 必須管理 系統複雜 鏈上防詐騙邏輯，在分片之間轉移資產時有長達一週的提現期。但就像程式碼錯誤一樣，這個問題最終只是暫時的。

交易速度是安全權衡的第三個也是更持久的方面。以太坊每 12 秒就有一個區塊，並且不願意加快速度，因為這會使網路過度中心化。然而，許多 L2 正在探索幾百毫秒的出塊時間。

12 秒還不算太糟：提交交易的用戶平均需要等待大約 6-7 秒才能將其包含在區塊中（不僅僅是 6 秒，因為下一個區塊可能不包含它們）。 這與使用信用卡付款時必須等待的時間相當。但許多應用程式需要更高的速度，而 L2 可以滿足這項要求。

為了提供更高的速度，L2 依賴預確認機制：L2 自己的驗證器以數位方式簽署承諾，在某個時間包含交易，如果交易不包含，他們將受到懲罰。一種機制稱為 股權保證 更進一步。

L2預確認

現在可以嘗試在 L1 實現所有這些。 L1 可以包括快速預確認和緩慢最終確認的系統。它可能包括具有不同安全等級的不同分片。然而，這會增加協議的複雜性。此外， 在 L1 完成所有工作會有風險 超載共識 ，因為許多實現更大規模或更快吞吐量的方法都具有更高的中心化風險或需要更強的治理形式，如果在 L1 上完成，這些更嚴格要求的影響將波及到協議的其他部分。 透過在第 2 層提供這些權衡，以太坊可以在很大程度上避免這些風險。

以太坊以L2為中心的生態系統面臨哪些挑戰？

以太坊以 L2 為中心的方法面臨著以 L1 為中心的生態系統幾乎沒有面臨的關鍵挑戰：協調。換句話說，雖然以太坊有很多分叉，但挑戰在於保持其基本屬性，即所有以太坊都感覺像「以太坊」並具有以太坊的網路效應，而不是N條獨立的鏈。如今，這種情況在許多方面都令人不滿意：

• 將令牌從第 2 層移到另一層 通常需要集中式橋接平台，對於一般使用者來說非常複雜。如果您在 Optimism 上有代幣，您不能只是將其他人的 Arbitrum 地址貼到您的錢包中並向他們發送資金。

• 跨鏈智能合約錢包支持 對於個人智能合約錢包和組織錢包（包括 DAO）來說都不是很好。如果變更一個 L2 上的金鑰，則還需要變更其他所有 L2 上的金鑰。

• 去中心化驗證基礎設施普遍缺乏。 以太坊終於開始擁有像樣的輕客戶端，例如 赫利俄斯 。但如果所有活動都發生在 L2 上，那就沒有意義了，這都需要自己的集中式 RPC。原則上，一旦你有了以太坊主鏈，為 L2 創建輕客戶端並不難；但在實踐中，對此關注太少。

目前正在努力改善這三個面向。對於跨鏈代幣交換， ERC-7683 標準是一種新興的選擇，與現有的「中心化橋樑」不同，它沒有任何固定的中央運營商、代幣或管理機構。

對於跨鏈帳戶，大多數錢包採取的是利用跨鏈可重播資訊來短期更新密鑰的方式， 金鑰庫 從長遠來看。 L2 的輕客戶端開始出現，例如 比魯斯 適用於 Starknet 網路。此外，最近透過下一代錢包改善用戶體驗的努力已經解決了一些更根本的問題，例如用戶不再需要手動切換到正確的網路來存取 dapp。

Rabby 顯示多個鏈上資產餘額的全面視圖（這是錢包直到最近才具備的功能）

但重要的是要認識到，以 L2 為中心的生態系統在嘗試協調時確實會在某種程度上逆流而上。

個別L2機構沒有天然的經濟動機來建立協調基礎設施：小型L2機構則沒有，因為它們只能從其貢獻中獲得一小部分利益；大型二級機構則不然，因為它們可以透過加強自己的本地網路效應來獲得同樣多甚至更多的利益。

這個問題並沒有什麼神奇的完美解決方案。只是生態系統需要更充分地認識到跨L2基礎設施是以太坊基礎設施的一種，就像L1客戶端、開發工具和程式語言一樣，應該受到重視和資助。目前，有 協議公會 ，也許還有基礎建設協會。

概括

在公開討論中，以太坊 L2 和執行層分片通常被描述為兩種對立的區塊鏈擴展策略。然而，當看底層技術時，一個難題出現了：實際的底層縮放方法是完全相同的， 主要區別在於：誰負責建構和更新相應的元件，他們有多少自主權？

以以太坊 L2 為中心的生態系統是真正技術意義上的分片，但在分片中，您可以使用自己的規則創建自己的分片。這種方法非常強大，可以激發大量創造力和自主創新。但它也帶來了一些關鍵挑戰，特別是在協調方面。

對於像以太坊這樣的以L2 為中心的生態系統來說，要想取得成功，就必須了解這些挑戰並積極應對這些挑戰，以便從以L1 為中心的生態系統中獲得盡可能多的好處，並盡可能地實現兩全其美。

本文來自網路：Vitalik Buterin的新文章：以太坊L2和執行層分片有什麼不同？

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