L2的妥协已经破裂,是时候建立一个新的基础了

2025年第二季度是区块链扩展的现实检验,随着资本不断涌入rollups和侧链,二层模型的裂缝在不断扩大。L2的最初承诺很简单:扩展L1,但成本、延迟以及流动性和用户体验的碎片化不断堆积。

摘要

  • L2s 本 intended to scale Ethereum,但它们引入了新的问题,同时依赖于可能成为单点故障的集中式排序器。
  • 从本质上讲,L2 处理排序和状态计算,使用乐观 rollups 或 ZK rollups 在 L1 上结算。每种方案都有其权衡:乐观 rollups 的最终确定时间较长,而 ZK rollups 的计算成本较高。
  • 未来的效率在于将计算与验证分开——使用集中式超级计算机进行计算,使用去中心化网络进行并行验证,从而实现可扩展性而不牺牲安全性。
  • 区块链的“总订单”模型已经过时;向本地的基于账户的排序转变可以解锁巨大的并行性,结束“L2妥协”,为可扩展的、未来准备好的web3基础铺平道路。

像稳定币支付这样的新项目开始质疑L2范式,询问L2是否真的安全,它们的排序器是否更像是单点故障和审查?通常,他们最终会持一种悲观的观点,认为也许在web3中碎片化只是不可避免的。

我们是在一个坚实的基础上构建未来,还是在搭建一座纸牌屋?L2必须面对并回答这些问题。毕竟,如果以太坊的(ETH)基础共识层本身是快速、便宜且无限可扩展的,那么我们现在所知的整个L2生态系统将是多余的。无数的rollups和侧链被提议作为“L1的附加组件”,以减轻基础L1的基本限制。这是一种技术债务,一种复杂、碎片化的解决方案,已被转嫁给web3用户和开发者。

为了回答这些问题,有必要将L2的整个概念拆解到其基本组成部分,以揭示通向更强大和高效设计的路径。

L2的解剖

结构决定功能。这是生物学中的一个基本原则,在计算机系统中也同样适用。为了决定L2的适当结构和架构,我们必须仔细检查它们的功能。

在其核心,每个L2执行两个关键功能:排序,即对交易进行排序;以及计算和证明新的状态。一个排序者,无论是集中实体还是去中心化网络,收集、排序并批处理用户交易。该批次随后被执行, resulting in an updated state (例如,新的代币余额)。此状态必须通过Optimistic或ZK Rollups在L1上进行结算以确保安全。

乐观Rollups假设所有状态转换都是有效的,并依赖于一个挑战期(,通常为7天),在此期间任何人都可以提交欺诈证明。这造成了一个重要的用户体验权衡,较长的最终确定时间。ZK Rollups使用零知识证明在每个状态转换到达L1之前数学上验证其正确性,实现近乎即时的最终确定。其权衡在于它们计算密集且构建复杂。ZK提供者本身可能存在错误,导致灾难性后果,而对这些进行形式验证(如果可行的话)非常昂贵。

对每个L2来说,排序是一种治理和设计选择。有人为了效率而选择集中式解决方案(,或者可能是为了审查权;谁知道),而其他人则更倾向于去中心化的解决方案,以获得更多的公平和稳健性。最终,L2决定他们想如何进行自己的排序。

状态声明生成与验证是我们在效率上可以大有改善的地方。一旦一批交易被排序,计算下一个状态就完全是一个计算任务,这可以仅仅通过一台超级计算机来完成,专注于原始速度,而没有去中心化的开销。那台超级计算机甚至可以在 L2s 之间共享!

一旦这个新状态被声明,其验证就成为一个独立的、并行的过程。一个庞大的验证者网络可以并行工作以验证该声明。这也是以太坊无状态客户端和像 MegaETH 这样的高性能实现背后的理念。

并行验证具有无限可扩展性

并行验证是无限可扩展的。无论L2s (和那个超级计算机)产生的请求有多快,验证网络总是可以通过增加更多的验证者来赶上。这里的延迟恰好是验证时间,一个固定的、最小的数字。这是通过有效利用去中心化实现的理论最佳:验证,而不是计算。

在完成序列和状态验证后,L2 的工作几乎完成。最后一步是将验证后的状态发布到去中心化网络 L1,以实现最终的结算和安全。

最后一步揭示了一个显而易见的问题:区块链作为L2的结算层非常糟糕!主要的计算工作是在链外完成的,但L2必须支付高昂的费用才能在L1上完成。它们面临着双重开销:L1的有限吞吐量,由于其所有交易的总线性排序,造成了拥堵和高昂的数据发布成本。此外,它们还必须忍受L1固有的最终性延迟。

对于 ZK Rollups,这个时间是分钟。对于 Optimistic Rollups,这个时间被一周的挑战期所累积,这是一个必要但昂贵的安全权衡。

告别,web3中的“总顺序”神话

自从比特币 (BTC) 以来,人们一直在努力将区块链的所有交易挤压成一个单一的总顺序。毕竟我们在谈论的是区块链!不幸的是,这种“总顺序”范式是一个代价高昂的神话,显然对于 L2 结算来说是过度的。真讽刺,世界上最大的去中心化网络和世界计算机的行为就像一个单线程的桌面计算机一样!

是时候继续前进了。未来是基于账户的本地订购,只有与同一账户交互的交易需要被排序,从而释放出巨大的并行性和真正的可扩展性。

全球排序当然意味着局部排序,但这也是一个非常天真和简单的解决方案。经过 15 年的“区块链”,是时候睁开我们的眼睛,精心打造一个更好的未来。分布式系统科学领域已经从 1980 年代的强一致性概念((这是区块链所实现的))过渡到 2015 年的强最终一致性模型,这释放了并行性和并发性。是时候让 web3 行业也向前发展,抛开过去,跟随前瞻性的科学进步。

L2妥协的时代已经结束。是时候在一个为未来设计的基础上构建,从中将迎来下一波web3的采用。

陈小红

小红陈

陈小红是Pi Squared Inc.的首席技术官,致力于快速、并行和去中心化的支付和结算系统。他的兴趣包括程序正确性、定理证明、可扩展的零知识解决方案,以及将这些技术应用于所有编程语言。陈小红在北京大学获得数学学士学位,并在伊利诺伊大学厄本那-香槟分校获得计算机科学博士学位。

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