注：原文作者為DCBuilder。根據其自我介紹，DCBuilder是Moralis的區塊鏈研究員，撰寫關於DeFi、NFTs、DAO、L2s、MEV和其他與web3/crypto有關的各種主題。他一直是一個具有AI/ML背景的前端開發者，最近通過Austin Griffith的EthernautDAO指導，開始過渡到全棧區塊鏈開發。他也是Waifus Anonymous的成員，是一個動畫/漫畫享受者，在Twitter上有一個Kaneki（東京食屍鬼）的pfp。
簡介
在這篇文章中，我將談論以太坊上的L2，目前的擴展生態系統的狀態，以及為什麼我相信在以太坊之上運行L2是經濟和技術上最可持續的長期擴展解決方案。
免責聲明：本文匯總了我的想法，其他人的資源，以及各種技術信息。它並不意味著是對生態系統的簡明總結，而是對以太坊L2可擴展性的現狀和未來的可行性進行了更詳細的概述。
為了深入了解，我們需要把一些定義和概念說清楚。
TL;DR
為了總結這份龐大的指南，我將持續運營一份關於該技術及其未來前景的重要觀點的列表。
用戶將永遠不會與以太坊主網互動，因為這將只作為L2的數據可用性層
Web3應用程序的用戶體驗將抽像出所有的複雜問題
模塊化區塊鍊是經濟上和技術上最可行的長期擴展設計方案
目前，以太坊是模塊化領域的主導區塊鏈，因為它具有非常強大的安全性，隨著向PoS的轉換，安全性將大大增加。
長期而言，有效性證明比欺詐證明更好
Volition L2基礎設施（Validium + zk-rollup）正在成為基於zkVM L2的黃金標準
以太坊正以L1的形式通過數據分片、verkle樹、無狀態和其他變化來擴展
L2正在建立一個共享的跨L2通信框架，這將使它們能夠擁有共享的流動性和智能合約的可組合性。
L2s使用ETH作為gas，但被激勵創建DAO治理代幣，以便隨著時間的推移分散業務。
由於建設者擁有更多的帶寬和更少的執行層障礙，應用設計空間正在不斷擴大
什麼是L2？
L2（第二層）是一種擴展解決方案，它有單獨的執行層（代碼運行的地方，即EVM），繼承了它所運行的網絡的安全保障和去中心化，即L1，在我們的例子中是以太坊。這意味著，如果L2由於錯誤、基礎設施被利用或中斷而變黑，資金就會被L1的智能合約橋安全地保護起來。
資金可以根據提交到主網的最新狀態快照進行檢索。真正的L2橋是完全去權限和去中心化的，所以一旦用戶存入資金，總是有保證的。一些擴展方法使用不同的加密證明機制，具有不同的安全性和可擴展性權衡，我們將在本文中進一步討論。
L2的主要類型有哪些？
有兩個參數被用來對L2 擴展解決方案進行分類。一個是使用的加密證明類型，另一個是數據可用性（DA）是鏈外還是鏈上。
這兩種主要的證明類型是：
有效性證明- 利用零知識（ZK）加密技術的數學證明，以確保交易的有效性
欺詐性證明- 這些證明引入了一個所謂的爭議時間延遲（DTD），一旦證明在L2中提交，驗證者有時間將證明標記為無效；無效的證明可能有不正確的狀態轉換，從而導致對相關驗證者的懲罰；隨後會將狀態回滾至最新的有效快照
數據在鏈上或鏈下是什麼意思？
鏈上：狀態數據--連同所有交易的執行數據（智能合約的功能調用、原生代幣轉移、簽名）一起被放入交易捆綁/rollup的加密證明中，這使得所有的數據都可以在鏈上訪問和驗證。
鏈外：執行calldata和狀態由L2在鏈外處理和持有。這使得它成為一個不太安全且缺乏去中心化的選擇。然而，它更容易將更多的交易捆綁在rollup上，因此擴展速度比鏈上calldata證明快得多。
這些是有助於區分不同類型的L2的主要相關屬性。但是，既然我們可以擴展第1層，為什麼還要使用L2？為什麼不使用更便宜的鏈，如Solana、Fantom、Avalanche或幣安智能鏈？我們將在下一節回答這個問題。
模塊化與單一化的基礎設施
在區塊鏈中，有一個著名的三難問題--即試圖優化3個主要因素：安全、去中心化和可擴展性。所有這三個因素都很難在同一個系統中實現。通常情況下，三者中的兩點是在第三點上的妥協下實現的。在以太坊的情況下，我們首先優化安全和去中心化，而把可擴展性作為一個較低的優先級項目。說白了，可擴展性不是以太坊核心開發者的主要優先事項。
在整個2021年，我們看到Ethereum主網通過DeFi和NFT的增長變得越來越擁擠。這讓網絡對其區塊空間有了空前的需求。我們不能簡單地通過改變其gas限制來改變一個區塊中可以容納的交易數量，因為這將使節點更難操作，因為硬件要求將飆升（降低去中心化），如果區塊變得太大，將破壞共識的穩定性（降低安全性）。
單片式區塊鏈
其他鏈採取了不同的方法，它們將可擴展性放在第一位，安全性放在第二位，去中心化則放在最後。以Solana主網測試版作為例子，該網絡有一個主要的客戶端開發團隊（Solana Labs），大約1000個驗證者（來源：SolanaBeach），以及一個不同的共識機制，稱為歷史證明（PoH）。
Solana在擴展方面採取了一條獨特的道路，即單片式區塊鏈的道路。他們計劃隨著計算能力的增加，無限期地擴展運營網絡的驗證節點。這種方法使網絡不那麼分散，因為節點驗證者被迫不斷購買性能更好的硬件，以不斷跟上節奏。有人擔心計算能力的增長速度會放緩，因為我們達到了量子隧道所能容納在芯片內的極限。在某些時候，我們需要一個新的計算範式出現，或者在技術上有一個巨大的突破，以使這種方法可持續。因此，我的結論是，除了區塊鏈的擴展，還有更好的長期替代品。
模塊化區塊鏈
模塊化方法基本上包括一個主網絡，它優先考慮安全和去中心化，以便作為L2的數據可用性層。如果主網絡癱瘓，所有L2都會癱瘓。然而，如果一個L2癱瘓了，所有的資金都是安全的，由L1來保障。這就是以太坊正在採取的方法，因為L2將是提供最大可擴展性的層。一些項目努力通過數據分片、狀態過期和verkle樹以及其他各種改進來擴展L1。然而，這些變化需要相當多的時間來實現，因為安全和去中心化是優先考慮的。
模塊化區塊鏈的一個關鍵方面是，它們可以無限期地擴展，而不必快速升級硬件。它們可以做到這一點，因為與單片架構相比，它們在技術上和經濟上是可持續的。關於為什麼模塊化架構比單片式架構更可持續，更詳細的論證可以在@epolynya - Twitter（u/Liberosist - Reddit）的這篇文章中找到。
從本質上講，區塊鏈的可持續性分為兩個要求：
技術上的可持續性
節點需要同步
從區塊鏈的起源開始，在合理的時間內進行同步
避免狀態膨脹到無法控制
經濟上的可持續性
L1產生的收入最好能超過網絡運營的成本（中心化的L1並不如此）
吞吐量不能人為增加，因為最終所有中心化的L1將不得不增加他們的費用
Rollup和數據分片（rads）作為滿足這些要求的唯一解決方案出現，這就是為什麼模塊化架構是唯一長期可行的擴展方法。
關於rads是長期擴展的唯一解決方案的更完整解釋，請閱讀@epolynya在"進一步閱讀"部分的文章。
L2的現狀以及用戶如何受益
我們現在正在進行擴展，許多過去幾年正在進行的解決方案已經上線，還有許多其他項目在不久的將來也將在主網上發布他們的L2改進版本和alpha版本。這些擴展解決方案根據其擴展方法的屬性分為不同的類別，如“L2的類型”部分所述。
Optimistic rollups
Arbitrum
Arbitrum是一個由Offchain Labs團隊建立的L2。該網絡本身被稱為Arbitrum One，它利用Optimistic rollups來擴展以太坊網絡。 Arbitrum One利用欺詐證明並具有鏈上調用數據的可用性，這意味著每筆交易的所有數據都被完全排序，捆綁，並提交給主網。由於它利用欺詐證明，所以存在大約7天的爭議時間延遲（DTD）。一旦DTD通過，網絡上的狀態變化就可以被認為是有效的，用戶可以通過本機橋提取他們的可用餘額。後溪，我們將討論其他中心化的橋接，允許用戶通過跨L2流動性池繞過欺詐證明期。
根據L2Beat，Arbitrum One是目前擁有最高TVL的L2網絡。
有許多協議和應用程序已經支持Arbitrum，包括支持基礎設施，使其轉換到使用Arbitrum二層幾乎是無縫的。目前使用L2的唯一問題是，它需要積累更多的流動性，像dAMM（由Starkware和Loopring發明）這樣的跨L2 AMM結構和Connext和Hop流動性協議這樣的創新解決方案需要獲得足夠的流動性，並變得足夠去信任，以至於所有這些擴展解決方案可以共享相同的基礎設施，以便不造成生態系統的分裂。
關於Arbitrum生態系統的應用概述，請訪問Arbitrum門戶網站頁面。
關鍵工具：
區塊探索器- Arbiscan
橋接器- 本地Arbitrum橋接器（撤銷後會產生大約7天的DTD）
網絡RPC配置- Chainlist（搜索Arbitrum One並添加到MetaMask）/在橋接資金過去之前，檢查你的移動錢包是否支持Arbitrum（這可能導致資金的永久損失） - 個人推薦：Rainbow錢包（聲明：尚不支持Arbitrum）。
AMM聚合器- 1inch
如果使用Arbitrum橋接感到困惑，請查看Arbitrum橋接教程。對於從以太坊以外的其他網絡橋接，請查看下面的L2橋接部分（注意，這些橋接都有不同程度的中心化）。
Arbitrum Nitro
Arbitrum Nitro是Arbitrum One L2的升級版，它用Web Assembly（WASM）目標取代了定制設計的AVM（Arbitrum VM），將負責欺詐證明。這也將使整個系統與EVM更加兼容。另一個變化是，EVM-emulator被Geth所取代，Geth是目前運行最多的以太坊客戶端。 ArbOS組件也被修改，以提供跨鏈通信，以及一個新的和改進的批處理和壓縮系統，以減少L1成本。
這次升級將無縫推出，所以用戶不需要做任何事情，估計這次升級可以將執行速度提高20-50倍，大大降低交易成本。更多信息請閱讀Offchain Labs的Medium文章。
Arbitrum的未來
Arbitrum不僅是一個optimistic rollup，因為Offchain Labs團隊已經宣布，他們將發布其他基於zk-proofs的可擴展性解決方案，同時也會改進他們的Arbitrum One optimistic rollup L2。這是zk化趨勢的一個很好的例子，許多項目正在轉向zk的未來，因為一旦zk-L2的技術實現得到更好的研究，並允許通用的EVM計算，執行環境就會更加靈活，更具可擴展性。
Optimism
Optimism是一家公益公司（PBC），它建立了Optimistic Ethereum（OE），這是Ethereum上的一個optimistic rollup L2。為了描述OE，我將解釋與Arbitrum的相似之處，然後談談他們基礎設施的一些關鍵差異。詳細的比較版本可以在Kris Kaczor的這個主題中找到。
Optimism和Arbitrum的相似之處：
都是rollup的，並將所有txs存儲在L1上
都是optimistic的，因為他們使用欺詐證明
都使用序列器以獲得即時的"最終結果"。
都有通用的跨鏈信息傳遞，允許創建高級代幣橋
都支持EVM相關的工具，但需要專門的擴展。
差異：
不同的欺詐證明驗證機制
Optimism OVM 2.0相當於EVM與Arbitrrum One（後Nitro）EVM兼容
Optimism使用單輪欺詐證明，而Arbitrum使用多輪FP
與Arbitrum公共主網（去許可）相比，Optimism仍然是有門檻的（為以前的申請者提供私人白名單主網）
關鍵工具：
區塊探索器-Optimistic Etherscan
本地橋接- Optimistic網關
用戶指南
實時應用門戶
網絡RPC配置- Chainlist（搜索優化的以太坊）
OVM 2.0
OVM是Optimistic Virtual Machine的縮寫，是執行OE L2中所有事務的虛擬機。 OVM將在11月11日得到升級（已經部署到Kovan testnet）。
Optimism正走在與EVM等同的道路上，為了實現這一目標，他們公佈了OVM 2.0，這將使OE在所有方面成為與EVM等同的編譯目標。開發者工具，如Dapptools（智能合約庫和命令行工具--形式化驗證、符號執行、項目管理等）、Hardhat、Solidity、Vyper和所有其他工具將在OVM 2.0上原生工作，這些工具的開發者不必擔心支持零散的代碼庫。這就是以太坊社區中每個人都提到的強大的"網絡效應"。值得注意的是，EVM的任何競爭者都必須從頭開始重建所有這些開發者工具。
你可以在他們的博文中閱讀更多關於Optimism實現EVM等價的過程。
追溯性的公共物品資助
在我看來，Optimism團隊發布的最重要的公告之一是他們承諾將總價值超過100萬美元的所有利潤捐給公益事業，並追溯使用二次投票。 Optimism團隊還承諾繼續將L2排序器的利潤100%捐獻給公益事業，向前推進。該利潤是產生的交易費收入與L2向以太坊主網提交欺詐證明所需支付的成本之間的差額。這為其他L2在為以太坊社區提供利他主義前景方面樹立了一個先例。
OE的未來
Optimistic Ethereum對未來有雄心勃勃的計劃，路線圖可在Optimism規範中找到。
下圖摘自其規範：
路線圖和抽象的設計是為了實現每個組件的獨立開發。 4個主要組件是：
optimistic的主網部署
防欺詐基礎設施
無狀態客戶端
分片
每個組件都將產生增量和獨立的版本，每一個組件都在向統一和Optimistic Ethereum涅槃邁進。
Boba Network
Boba是由Enya團隊作為OMG基金會的核心貢獻者建立的以太坊第二層擴展&增殖解決方案。 Boba是一個以太坊第二層Optimistic Rollup擴展解決方案，可以減少gas費用，提高交易吞吐量，並擴展智能合約。 Boba提供由社區驅動的流動性池支持的快速退出（類似於其他解決方案，如Connext或Hop協議），將優化Optimistic Rollup退出期從7天縮減到幾分鐘，同時給LPs提供激勵的收益耕作機會。
Boba一開始是Optimism的分叉，他們是OVM（optimistic虛擬機）的主要貢獻者之一。一個有趣的事實是，Boba比Optimism更早部署了OVM 2.0，Optimism的發佈時間定在11月11日的Optimistic Ethereum上。儘管Boba一開始是分叉的，但他們確實有一個模塊化的結構，使他們能夠交換向主網提交證明的機制，允許在未來有一些可升級性或zk-化。該團隊計劃為他們即將推出的V3完全重寫代碼庫，該代碼庫將在未來幾個月內在主網上推出。 Boba的設計還允許智能合約的可擴展性，並使開發人員能夠建立調用在網絡規模基礎設施（如AWS Lambda）上執行代碼的dapp，使其有可能使用昂貴或不可能在鏈上執行的算法。
$BOBA空投--治理代幣
資源：
區塊探索器
Boba Network網關（橋樑）
開發者門戶
Metis
Metis是以太坊上的一個L2擴展解決方案，它利用了一個並行化或分片的optimistic rollup架構。在Metis VMor MVM中，有所謂的去中心化自治公司，即DACs，它們有獨立的計算層和存儲層，可以根據運營商的需求進行定制（即DAO、dapp、協議等）。這些DACs是optimistic rollup平行執行層。 DACs是完全可操作的，由於其跨層通信協議，流動性可以在它們之間無縫流動。根據其技術白皮書，Metis在設計擴展方案時，可以在不產生大量基礎設施支出的情況下橫向擴展Ethereum。
我在Liscon期間偶然遇到了Metis DAO團隊，我對基礎設施的理解是，它是一個有不同執行層的網絡，這些執行層是專門為計劃擴展其業務的不同團體（DAO、dapp等）而設計的，同時通過向主網提交欺詐證明來維護以太坊的安全。可能會有一些公共DAC，歸功於跨DAC的原生互操作性，像AMM流動性這樣的通用工具用於做交換，而其他DAC用戶可以在需要的時候使用。這是一個新穎的設計和一個有趣的實驗。
ZK rollup及L2解決方案列表
零知識技術被譽為密碼學最近最偉大的進步之一，因為它可以在不透露任何所需信息的情況下給語句和條件以數學證明。我談過的許多聰明人都說ZKPs本質上是數學魔術，因為證明本身非常複雜，而且數學可能相當難以繞過你的頭腦。
以下是一段摘自Vitalik關於理解rollups的帖子：ZK rollups 使用有效性證明；每個批次或rollup包括一個稱為ZK-(SNARK / STARK)的加密證明，由PLONK等協議證明。在證明後狀態根的正確性後，rollup會將證明發佈到以太坊主網。我將在"進一步閱讀"部分留下更多學習零知識密碼學的資源。
目前在ZK領域最受歡迎的目標之一是創建一個與EVM完全兼容/等效的zk-layer 2解決方案。這是一個非常困難的問題，也是許多團隊正在努力克服的最大障礙之一。許多團隊已經宣布，在不久的將來會有這樣的解決方案出現。
目前在生產中的大多數解決方案只是作為功能有限的支付層（Polygon Hermez, Aztec, ...），或者用他們的自定義執行引擎（VM）增加了功能，但卻不兼容EVM（StarkEx + Cairo, Loopring, zkSync 1.x + Zinc，等等）。
zkSync
ZkSync是一個由Matter實驗室建立的ZK-rollup L2網絡。目前可用的zkSync的迭代不兼容EVM，支持支付功能，有限的智能合約低級語言Zinc，NFT鑄幣，和其他一些功能。然而，已經有一個完全兼容EVM的zkSync版本在Rinkeby測試網上線，預計將在未來幾個月在主網上推出。
zkSync 1.x從今年3月開始上線，為Gitcoin等平台提供服務，用戶可以在zkRollup上支付公益撥款，而費用只是使用以太坊主網的一小部分。任何人都可以通過原生橋接將資金橋接到rollup，並使用zkWallet的網絡進行支付。該錢包還允許用戶在網絡上鑄造和接收NFT，以及發送和接收付款。還有zkSync的合作夥伴也支持zkSync原生支付，比如前面提到的Gitcoin集成。一旦網絡與EVM兼容，大多數應用程序將開始支持zkSync。這是因為標準的Solidity合約ABI可以部署在網絡上，只需對代碼庫做最小的改動即可。目前，zkSync上的所有合約都必須在Zinc框架中編寫，這抑制了從以太坊主網收到的網絡效應。
代碼：zkSync是完全開源的，所以任何人都可以檢查貢獻到其GitHub倉庫的源代碼。
zkSync 2.0
zkSync 2.0是網絡升級的名稱，它帶來了zkEVM功能，並將空間網絡開放給圖靈完全操作。它將完全支持所有用於在以太坊上編寫智能合約的工具，包括HardHat、ethers.js、Dapptools、OpenZeppelin、Solidity、Vyper等核心工具。另外，像The Graph這樣的核心基礎設施將能夠在鏈上索引數據，以創建更好的區塊鏈數據獲取基礎設施，構建可擴展的去中心化應用程序。
無數的項目已經計劃在zkSync 2.0上部署他們的最新版本的協議，包括Aave、Curve、Balancer、1inch、Argent wallet和其他各種協議。它還將得到Connext和Hop等橋接的支持，以便擁有跨L2的流動性，而不必橋接以太坊。
許多團隊同時也在追求zkEVM這塊技術。目標是在不影響安全的情況下，擁有完全的EVM兼容性/等效性。主要目標是擁有去中心化的定序器和驗證器基礎設施，完全支持SNARKs（在Starkware的情況下是STARKs）。 zkSync的zkEVM由於各種工程原因，從其第一個雄心勃勃的部署日期2021年8月被推遲，詳見此文。
如果你想嘗試zkSync 2.0，有一個名為UniSync的Uniswap v2克隆，你可以在Rinkeby Ethereum testnet上試用。要了解更多關於zkEVM的信息，我建議閱讀他們的社區FAQ。
Starkware
StarkWare是一家為區塊鏈行業開發基於STARK解決方案的公司。他們的產品能夠為區塊鏈應用提供安全、去信任和可擴展的解決方案。
StarkWare的主要貢獻之一是其在零知識區塊鏈計算領域的科學研究和技術進步，它發明了STARKs（可擴展透明知識論證）。這是一種具有完全去信任設置的有效性證明形式，能夠將所有鏈上計算分配到鏈外的單一鏈外STARK證明者。然後，驗證者必須使用鏈上STARK驗證器來驗證這些計算的完整性。
STARKs最好的學習中心之一是Starkware的STARK頁面，在那裡你可以閱讀奠定數學基礎的學術論文，然後通過代碼實例和其他各種有用的資源深入使用STARKs。學習更多STARKs的資源可以在"進一步閱讀"部分找到。
要了解Starkware的最新情況，請關注他們的Medium博客和內容頁面。
StarkEx
StarkEx是Starkware開發的一個二級可擴展性引擎，能夠在ZK環境中執行Cairo操作。其目前支持的功能有：
Volition，一個混合的鏈上/鏈下數據解決方案
自我託管
快速提現
支持ERC-721和ERC-20
二級NFT造幣
DeFi Pooling
dAMM（分佈式AMM）
實時的預言機價格反饋
利息/資金的跟踪
數據可用性：Rollup, Validium (稍後會有更多介紹)
以及即將推出的其他功能：
數據可用性：Volition
獨特的鑄幣
與側鏈的互操作性
StarkEx生成的有效性證明確保了所有鏈外計算的完整性，然後生成的STARK證明在提交到以太坊主網之前得到了鏈上的驗證。
關於StarkEx如何工作的更多信息，請訪問StarkEx頁面。
dYdX
dYdX是一個鏈上衍生品平台，運行在Starkware建立的zk-rollup之上。該平台完全用Cairo重寫，並運行在自己孤立的L2上，用戶可以輕鬆地從以太坊主網橋接資金，並以低交易費用開始交易。整個訂單簿都在L2上，因此用戶擁有比L1更好的用戶體驗，而不影響安全，也不影響去中心化，因為Rollup本身是去權限和自我監管的，有一個去信任的驗證器和核查器。
dYdX是Starkware的StarkEx的定制實現，根據L2beat，它是目前TVL最高的zk-rollup L2，鎖定價值約為10億美元。
StarkNet
StarkNet是以太坊上的一個去權限的去中心化ZK-Rollup。它支持圖靈完全計算，並將通過Solidity到Cairo的編譯器來實現EVM的兼容性，然而，本地Cairo代碼的性能會更高。此外，StarkNet還將推出一系列的數據可用性解決方案，這意味著用戶將能夠在每筆交易的基礎上在Zk-rollup和validium之間進行切換（更多信息請見validium/volition部分）。
由於L1<->L2通信以及STARK驗證器和核實器將是完全去權限和去中心化的，該網絡將擁有與以太坊主網相同的安全保障，同時大規模擴展吞吐量，並提供一個偉大和無縫的用戶體驗。
Starkware宣布，他們將在11月底前在主網上推出StarkNet Alpha。他們採取的方法是受他們optimistic rollup的推廣同行的啟發，最初部署在網絡上的智能合約將被許可，這意味著Starkware團隊將不得不手動批准智能合約的部署。在公告中，他們還宣布未來的StarkNet版本不會向後兼容alpha版本，因為他們將重新啟動網絡狀態。
此外，還有一些額外的功能，將作為Alpha 1和Alpha 2的一部分推出，其中包括：
智能合約構建器
更好的測試框架
區塊和Tx哈希
賬戶和代幣合約
支持合約的可升級性和事件
Warp：由Nethermind開發的Solidity到Cairo的編譯器
以太坊簽名
StarkNet完整節點
開發者已經可以通過學習Cairo在本地和StarkNet alpha上編寫、編譯和部署智能合約來開始為StarkNet構建。請查看Cairo和StarkNet的文檔。
另外，還有很多圍繞StarkNet生態系統的工具和服務正在建立（摘自StarkNet Alpha公告）：
Voyage: StarkNet Alpha區塊探索器
Open Zeppelin正在為StarkNet開發一個標準合約的實現，同時也在開發一個開發者的環境：Nile.
ShardLabs正在開發一個StarkNet HardHat插件和一個更好的測試框架。
Erigon團隊正在努力擴展他們的以太坊全節點以支持StarkNet（代號：Fermion）。他們正在與我們合作設計StarkNet的核心機制。
Equilibrium正致力於在Rust中實現StarkNet全節點。
Cairo審計服務：在未來幾個月，ABDK、ConsenSys Diligence、Peckshield和Trail of Bits將進行Cairo審計**。
Polygon Hermez
Polygon Hermez是一個運行在以太坊上的去權限去中心化的ZK-rollup。 Hermez zk-L2及其團隊被Polygon生態系統收購併合併。 Polygon有一個PoS數據可用性層，一個plasma鏈，也在開發利用optimistic rollups的擴展方案，以及其他各種方案。
Polygon Hermez團隊還在一篇Medium博客文章中宣布了他們對EVM的全面支持計劃（zkEVM）。他們預計在2021年第四季度末推出測試網，並在2022年第二季度推出主網。
Polygon Hermez暫定的發佈時間表
Polygon Hermez協議使用的動態與上面提到的其他zk-rollups非常相似。它有一個鏈外驗證器，驗證交易並生成SNARK證明，提交給鏈上驗證器；如果證明有效，新的狀態就會被提交並在以太坊主網上結算。關於Polygon Hermez基礎設施的更多細節，可以訪問相關文檔。
Hermez團隊的一份白皮書詳細介紹了項目的長期願景。不過，它現在已經有點過時了，因為Polygon的合併發生在之後，而且HEZ代幣已經不存在了，HEZ已經轉換為了MATIC（1HEZ=3.5MATIC）。除了這一點，在Polygon的領導下，其目標仍然是一樣的，即為以太坊生態系統帶來大規模的可擴展性。
目前，Polygon Hermez可以被任何人使用，然而，它並不與EVM兼容。它主要被用作zk-rollup環境中的支付平台。要使用Polygon Hermez，可通過MetaMask或WalletConnect連接到他們的網絡錢包UI，並將資金存入他們的L2，在此基礎上，你可以自由地與其他用戶進行交易，其成本僅為以太坊主網的一小部分。
Aztec Network
Aztec Network是以太坊上一個注重隱私的ZK-rollup L2。 Aztec Network L2允許以完全私密的方式進行快速、廉價、兼容DeFi的交易，而不影響以太坊的安全性和去中心化。 Aztec建立在PLONK上，這是他們開發的SNARK技術的一個通用標準。 Aztec 2.0是該協議的當前迭代版本，並對v1版本的各種缺點進行了改進。
Aztec協議的特點：
身份隱私：通過加密匿名，交易雙方的身份是被隱藏的
餘額隱私：交易金額被加密，使你的加密貨幣餘額保密
代碼隱私：網絡觀察員甚至不能看到交易屬於哪種資產或服務
可擴展的DeFi私人訪問（Uniswap等）
Gas優化版本的PLONK協議（目前為TurboPLONK，未來為UltraPLONK）
使用Noir的可編程隱私- 私有合約語言
作為一個用戶，你可以:
存款：通過在Aztec中存款來保護你的代幣
私人支付：加密的餘額和身份- 適用於所有代幣
多設備恢復：你的資產受到保護，不會丟失秘鑰
提款：把你的代幣匿名地帶回第一層
逃生艙口：即使所有的rollup供應商都倒閉了，退出也是有保證的。
Aztec團隊建立了一個名為zk.money的私人錢包應用程序，用戶可以將資金存入Aztec 2.0 zk-rollup，以"保護他們的資產"，並在網絡上進行交易。
Loopring
Loopring協議是一個開源的zkRollup協議。它是以太坊智能合約和ZK circuits的集合，描述瞭如何構建高度安全、高度可擴展的基於訂單簿的DEX、AMM和支付應用程序。
最近，他們還增加了NFT鑄幣和轉賬功能，並且已經宣佈在2021年第四季度末推出一個NFT市場。 L2的新功能包括：
為其交易所重新設計的UI/UX
多層Loopring錢包（將跨L2/跨鏈）。
Loopring區塊探索器（Loopring子圖）
在未來，他們還計劃增加：
NFT市場
zkEVM
dAMM
多層錢包+移動錢包
交易所改進
正如我在這篇文章中多次提到的，zkEVM是幾乎每個L2都在以某種方式努力實現的目標，因為從長期來看，有效性證明比欺詐證明在安全性、可擴展性和L2從使用一個比另一個得到的執行優勢方面有很多優勢。這是一個引導團隊逐步實現zk化的趨勢。
這裡有一篇Loopring的CTO寫的好文章，講述了他對L2未來的看法。
另一個偉大的創新是dAMM，它是Starkware和Loopring的聯合合作，建立一個跨L2的AMM，以防止碎片化的流動性。
該團隊正在為他們的交易所建立大量的功能，以提高整體的用戶體驗，同時也降低了成本，他們還計劃將他們的錢包擴展到其他L2，如Arbitrum、zkSync 2.0、Optimism，以及兼容EVM的L1，如BSC、Moonbeam和Acala（Polkadot parachains）、Harmony等。
根據其頁面介紹，Loopring協議的工作方式與上面提到的其他zk-rollups非常相似。
“Loopring中繼器（又稱運營商）是他們實現的後端系統，與協議互動，使zkRollup運行。它主持和更新鏈外Merkle樹，創建rollup塊，生成其有效性的zkSNARK證明，將數據+證明發佈到以太坊上，等等。我們的中繼器已經為其用例進行了高度優化：從訂單簿匹配到證明生成。注意：在做這一切的時候，它永遠不可能，永遠不可能訪問或凍結用戶資金--協議根本不允許這樣做。”
“雖然Loopring協議與中繼器無關（任何人都可以建立和使用自己的中繼器來運行他們的zkRollup/產品），但所謂的典型'Loopring L2'（以及上面的產品）是由Loopring中繼器提供服務的。Loopring中繼器API可由建設者、用戶和其他想要在以太坊上進行無gas、高速交易和傳輸的應用程序使用，或以其他方式讀取或寫入我們的L2。”
有用的資源
Loopring 3.8設計文件
Loopring協議V3代碼
Validium/Volition（鏈外calldata）
在這一節中，我們將討論一種混合的擴展方法，這種方法不把calldata放在鏈上，而是在安全方面做一些妥協，以提高擴展性。這種方法不再被認為是"真正的L2"，其中的定義是一個擴展的網絡，繼承了它所建立的網絡的同樣的安全保證。
什麼是Validium？
Validium是一種利用有效性證明的擴展解決方案，但有鏈外數據可用性。它損害了以太坊的安全性，但仍然比側鏈更安全，因為狀態轉換通過使用STARKs/SNARKs驗證了有效性。目前，基於validium的解決方案只適用於專門的用例，並不普遍兼容EVM或WASM等執行目標，但隨著Starkware和zkSync等團隊的最新進展，這將在不久的將來成為可能。
關於zk-rollups和validium的更深入比較，請閱讀zkSync的比較。
什麼是Volition？
Volition是一個L2可以採用的架構（由Starkware開創），用戶可以在每個交易的基礎上選擇是在L2上使用validium還是zk-rollup。這將允許用戶指定他是想最大限度地去中心化及保證安全，還是想在同一個L2中實現可擴展性；這種架構得到了很多人的支持，並將成為Starknet和zkSync 2.0 L2以及未來其他基於有效性證明的解決方案的一個整體設計決定。
Starkware
Starkware與不同的項目合作，建立了一個運行StarkEx引擎的用例定制驗證器，以提供大規模的可擴展性。對於那些尋求真正的二級安全保障的項目，採用了使用StarkEx引擎的volition模式。
ImmutableX
ImmutableX是一個NFT第二層，它利用StarkEx的volition基礎設施來為NFT提供大規模的可擴展性。它通過提供一個開放的NFT市場，讓合作項目在其網絡上運行他們的NFT遊戲和應用程序，並為NFT愛好者提供廉價、快速、安全和可擴展的用戶體驗。
要在ImmutableX上開始構建，請聯繫他們並查看他們的文檔。
Sorare
Sorare是一個幻想足球遊戲，利用StarkEx Validium來為大眾擴展他們的NFT遊戲。
DeversiFi
DeversiFi是一個去中心化的加密貨幣交易所，在一個定制的StarkEx Validium L2上運行。
zkPorter
zkPorter是zkSync的validium實現，它將與zkSync 2.0並排運行，採用volition設計。 zkEVM的FAQ寫道：
“zkPorter將數據可用性--重建狀態所需的重要交易數據放在鏈外而不是以太坊上。相反，數據可用性是由zkSync代幣持有者使用權益證明來保證的。這實現了更高的可擴展性（數以萬計的TPS），並因此實現了可與側鏈相比的超低交易費用（在幾美分的範圍內）。”
"zkPorter的安全性仍然優於任何其他L1或側鏈。在最壞的情況下，如果一個惡意的行為者同時控制了排序器和超過⅔的總股份，他們可以簽署一個有效的狀態轉換，但扣留數據。在這種情況下，狀態被"凍結"，用戶將無法提款，但攻擊者的股權也被凍結。因此，對於擁有大量股份的攻擊者來說，沒有直接的方法可以從漏洞中獲得經濟利益"。
更多信息可以在zkPorter的Medium中找到。
如何受益？用戶
憑藉L2，用戶最終將能夠使用他們最喜歡的web3應用程序享受低費用且更好的用戶體驗，因為交易確認幾乎是即時的（感謝L2排序器），而且可以幫助大規模地擴展區塊鏈。這將使不可變的區塊空間的可及性變得更加實惠，並有助於通過簡單直觀的應用程序為新用戶提供民主化的網絡，將所有復雜的問題抽象化。
Alpha協議
許多在這些L2上啟動的協議，以及提供服務的應用程序都在逐步去中心化的道路上，這個過程的一部分通常涉及到對早期採用者和貢獻者的追溯代幣分配。如果你現在貢獻並使用這些項目，一旦（或如果）這些項目推出代幣，你很可能有資格獲得獎勵。
建設者
應用程序開發人員、協議設計者和參與構建過程的其他人將能夠構建可擴展的去中心化應用程序，這些應用程序是相互組合和互操作的（甚至是跨rollup的）。
擴展不僅允許更多的用戶為網絡帶來指數級的價值（梅特卡夫定律），而且還允許在鏈上執行更多高計算成本的操作，這將擴大應用設計空間，使新的web3用例在經濟和技術上都是可行的。
像社交代幣、去中心化社交網絡和協議（即Showtime、Aave社交圖協議、NFT遊戲（在ImmutableX等L2上運行），以及更多的事情將成為可能。建設者們正在慢慢地解除拖累他們的桎梏，Zk-rollups也允許定制執行層，不需要受Solidity和EVM的限制。
目前的弊端
目前，流動性被分散在各個L2上，在寫這篇文章的時候，還沒有直接的方法來使用跨L2的AMM。很多開發人員的工具並不適合在各種L2上開發dapp，因此團隊的工具團隊需要建立軟件的變體，以增加對各種不同的擴展解決方案的支持。在未來，這種情況將被緩解，要么是完全的EVM兼容性，要么是理想的EVM等價性或標准設計規範，這將使zk/optimistic-rollups能夠無縫地共享工具。
由於Arbitrum和Optimism等解決方案處於測試階段，目前部署的L2的部分技術基礎設施，如排序器或橋都是中心化的（一旦它們足夠自給自足，這些護欄將被解除）。 L2s也打破了可組合性和互操作性，因此沒有無縫的方式在不同的L2s之間交流信息，也沒有從另一個L2的其他智能合約中調用智能合約。
在預言機基礎設施和高質量的數據饋送方面，也有很多工作要做。 Chainlink正在努力與所有L2以及其他預言機供應商進行整合，然而，要使基礎設施像以太坊主網那樣強大，需要時間和努力。
L2s的用戶體驗方面的另一個關鍵問題是法幣的上線。絕大多數中心化交易所目前不支持原生提款到L2，因此對於不具備技術能力的人來說，將資金轉移到L2是非常麻煩的（特別是如果他/她必須支付以太坊L1費用） 。目前的一個變通方法是使用交易所提取到側鏈，如Polygon PoS，它在Hop或Connext等跨鏈（中心化）橋接中具有足夠的流動性。
但我們最需要努力的一點，是對用戶的教育。我看到無數人抱怨以太坊的高額gas費用，並遷移到交易費用便宜得多的L1（即Avalanche、Solana、Fantom、Terra），而犧牲了去中心化和安全。作為以太坊社區的同胞，我想請大家幫助教育大眾了解以太坊的可擴展性，以及他們如何能夠以可承受的方式仍然活躍在我們的生態系統中。我們還應該與不同的應用程序和協議交談，並在他們的治理論壇內提交建議，為L2流動性和/或L2流動性綁定創建流動性挖掘獎勵（如OlympusDAO）。這將使用戶的遷移更加無縫，因為流動性是用戶仍在使用L1的最大原因之一，在我看來，這種情況不會發生，因為以太坊主網將是一個鏈，將作為L2的數據可用性層，永遠不會面對個人用戶。
L2流動性
正如我在上面提到的，由於流動性沒有在L2之間共享，整個以太坊生態系統的流動性分散有許多合理的擔憂。在本節中，我將介紹一些旨在解決這一問題的項目和流動性模型。
Hop協議
“Hop是一個可擴展的rollup對rollup（也支持Polygon PoS和xDai）一般非託管代幣橋。它允許用戶立即將代幣從一個rollup或側鏈發送到另一個rollup，而不必等待網絡的挑戰期。”
“它的工作原理是讓做市商（簡稱Bonder）參與進來，他們在目的鏈上前置流動性，以換取少量費用。”
“這種信用是由Bonder以hTokens的形式提供的，然後在AMM中與他們的本地代幣對應物進行交換。”
“最終的結果是，用戶可以將代幣從一個網絡無縫轉移到另一個網絡。”
Hop團隊還提供了一個SDK，使開發者能夠將Hop功能整合到他們的去中心化應用程序中。
來源：Hop FAQ
代碼
Connext
Connext是一個由不同網絡（L1s和L2s）上的流動性池組成的網絡。用戶在這些池子之間交換價值，類似於Uniswap這樣的AMM DEXes。
Connext路由器作為網絡的骨幹，為用戶交換提供流動性並賺取費用作為回報。
他們創建了NXTP，這是一個輕量級的通用xchain/xrollup交易協議，保留了底層執行環境的安全屬性（即它不依賴於任何外部驗證器組）。
Connext協議可以通過xPollinate用戶界面訪問。
代碼
文檔
Synapse協議
“Synapse是一個跨鏈層∞協議，為區塊鏈之間的無摩擦互操作性提供動力。通過在任何L1、側鍊或L2生態系統之間提供去中心化、無許可的交易，Synapse為資產轉移、互換和具有跨鏈功能的通用消息傳遞等整體區塊鏈活動提供動力--並以此實現基於其跨鏈架構的新原語。”
“Synapse網絡是由跨鏈多方計算（MPC）驗證器與閾值簽名方案（TSS）一起運作的。該網絡是去領導的，通過每個驗證器在收到MPC驗證器組跟踪的各種鏈上的事件時運行相同的進程來維持安全。一旦三分之二的驗證者使用他們各自的密鑰集體簽署了同一筆交易，網絡就會達成共識，並向目標鏈發出交易。”
來源：文檔
Celer cBridge
”Celer cBridge是一個多鍊網絡，能夠在不同的第一層區塊鏈（如Ethereum和Polkadot）以及不同的第二層擴展方案之上（如Optimistic Rollup、ZK Rollup和側鏈）實現即時、低成本和ANY-to-ANY的價值轉移。“
來源：文檔
代碼
deBridge
“deBridge是一個跨鏈互通和流動性轉移協議，允許在不同區塊鏈之間真正去中心化地轉移任意數據和資產。deBridge智能合約的跨鏈互通是由deBridge治理層選出的獨立預言機/驗證者網絡提供的。”
“該協議通過在原生鏈上鎖定/解鎖資產，以及在二級鍊或L2上發行/刻錄封裝好的資產（deAsset），實現了不同區塊鏈之間的資產轉移。不同區塊鏈之間的跨鏈通信由當選的驗證者維持，他們運行deBridge節點，對不同區塊鏈中deBridge協議的智能合約之間傳遞的跨鏈交易進行驗證。”
來源：文檔
代碼
dAMM
dAMM是由Loopring和Starkware聯合開發的跨L2 的AMM設計。
dAMM功能：
基於ZK的L2（如DeversiFi, Loopring ...）可以異步分享流動性，以使LP接觸更多的交易
LP在參與L2交易的同時為L1 AMM（如Uniswap）提供服務，且不影響擴展
dAMM利用L1的去許可性質，減輕由於不同的L2而造成的流動性分裂。
Tokemak
Tokemak是一個流動性路由協議，是新興的DeFi協議浪潮的一部分，被俗稱為DeFi 2.0（或DeFi 2021）。
“它可以被認為是一個去中心化的做市平台和流動性路由器，將傳統的流動性提供和DeFi的做市分解開來。坐落在去中心化交易所的'上面一層'，Tokemak允許控制流動性的流向，也為提供和採購流動性提供了一種更容易、更便宜的方式。”
Tokemak宣布，他們計劃針對流動性碎片化問題，創建一個深度流動性池，可以將流動性路由到Hop等跨L2橋的池子，以解決目前的流動性碎片化問題。
小結
跨L2的流動性碎片化是一個問題，目前已經被各種不同的參與者以各種方式解決。我個人的推測是，一個包含dAMM + Hop/Connext + Tokemak設計的混合模式將會出現，以抽像出L2流動性碎片的形式，使其看起來是完全統一的。
資源工具
這些是我日常使用的工具，用來衡量以太坊L2的採用狀況，其上的交易成本有多高，以及L2協議的收入情況。
Dune Analytics
Dune Analytics是一個數據分析平台，允許任何人輕鬆地匯總和可視化區塊鏈數據。在Dune上，你可以在幾個小時內為你的研究項目、文章、DAO或任何其他項目創建一個數據中心。關於L2，我用它來監測有多少資金被鎖定在L2橋裡面。
以下是相關的數據儀表板：
由@eliasimos創建的Bridge Away儀錶盤提供了一個概述，即有多少資金被鎖定在其他L1（Avalanche, BSC, Fantom, ...）、側鏈（Ronin, Polygon PoS）和幾個L2（Arbitrrum, Optimism, zkSync 和Boba）的橋樑內。了解用戶的橋接情況也是很好的，看看資本流向，以了解以太坊的不足之處以及如何改進。如果以太坊提供更好的用戶體驗，那麼離開網絡的資本就會少很多（尤其是新用戶）。
⛽ 由@kevdnlol創建的錢包交易及Gas費儀錶盤，以便分析以太坊的Gas市場。
L2BEAT
L2BEAT是查看以太坊L2中TVL的儀錶盤。
L2BEAT L2 TVL
L2BEAT項目儀表板
L2beat的一個很大的特點是，他們還介紹了L2內使用的擴展技術的類型，以及它目前的用途。他們還有一個很好的FAQ頁面，可以用於向L2的初學者科普。
L2Fees
L2Fees是David Mihal建立的許多偉大的儀錶盤之一，它顯示了與以太坊主網相比，在某些L2上執行不同的行動是多麼便宜。
L2Fees對比
CryptoFees
CryptoFees是David建立的另一個數據儀錶盤，它顯示了協議從其用戶那裡獲得的收入。 L2協議也出現在這個列表中；我使用這個儀錶盤來查看L2賺取多少收入以及他們如何使用這些收入。部分收入用於支付向主網提交zk-SNARK/STARK/欺詐證明的費用，其餘的是L2可以使用的費用。在Optimism的情況下，他們把所有的收入都捐給了公共物品，在我看來，這是花協議費的最佳方式。
Nansen
Nansen是一個區塊鏈分析平台，通過數百萬個錢包標籤來豐富鏈上數據。它是一個付費平台，且不便宜。然而，如果使用得當，對於它所提供的回報價值量來說，它是非常實惠的。我個人使用Nansen來識別DeFi和NFT中的敘述，然而我最近開始在L2的智能合約上使用他們的錢包剖析器功能，看看哪些實體正在橋接到L2，以及速度如何。它顯示了一個更清晰的畫面，因為許多地址和活躍的玩家都被標記了。
Chainlist
Chainlist是一個應用程序，包含了在Metamask或其他web3錢包內使用某個網絡所需的RPC配置。你可以添加與EVM兼容的不同網絡--L1s，側鏈，也包括L2s。 Chainlist上可用的相關L2網絡有Optimistic Ethereum mainnet、Arbitrrum One、Boba Network，以及其他即將到來的網絡。
拓展閱讀
限於篇幅，我的文章只能這麼長（它已經相當長了），複製粘貼別人的作品是沒有意義的。有無數高質量的L2學習資源，可以把你的理解提高到一個全新的水平。我將盡可能多地鏈接這些資源，如果你有任何建議，請在Twitter或Telegram上私信我@dcbuild3r。
L2 擴展
· Ultra scalable Ethereum - Bankless
· Modular vs. Monolithic blockchains - Bankless
· Epolynya's Medium posts - @epolynya
· Ethereum-powered ZK-Rollups: World Beaters - Canti
· An Incomplete Guide to Rollups - Vitalik Buterin
· Layer 2 scaling - EthHub
· The Daily Gwei - Anthony Sassano (newsletter, YT channel)
L1擴展
· Why sharding is great: demystifying the technical properties - Vitalik Buterin
· A state expiry and statelessness roadmap - Vitalik Buterin
· What's new in ETH2 - Ben Edgington
STARKs
· SNARKs vs STARKs - Consensys
· Anatomy of a STARK - Alan Szepieniec
· Anatomy of a STARK - Alan Szepieniec
其他
· Ethresear.ch - Ethereum research
· Week in Ethereum news (Twitter) - Evan Van Ness
· Ethereum Cat Herders - Ethereum core news
· Ethereum Roadmap update - Bankless
Twitter推薦關注
我創建了這個Twitter關註名單，其中有我個人認為值得關注的人，這樣我就可以知道以太坊L2生態系統的最新和重要發展。如果你有任何建議要添加到這個列表中，請在這篇文章中發表評論，在Twitter或Telegram上私信我（@dcbuild3r）。
文章建議
這篇文章是我目前對以太坊L2的理解的彙編，我會盡量保持這篇文章的更新，但為此我也需要社區的幫助。這篇文章以GitHub倉庫的形式提供，所以如果你認為所介紹的任何信息不准確，請私信我，告訴我問題所在，我將盡力解決。我不是密碼學或L2技術的專家，所以如果我的理解不正確，請糾正我。
我寫這篇文章的目的是讓它成為一個永恆的不斷更新的資源，供任何人使用，並由以太坊生態系統本身策劃。如果你對如何在沒有我把關的情況下實現這一目標有任何想法，請聯繫我。我支持成立一個DAO來策劃可被視為公共利益的內容的想法。類似於Eric Conner和Anthony Sassano的ETHHub。
致謝
我要感謝The Daily Gwei的Anthony Sassano和@epolynya，因為他們教會了我關於L2的大部分知識，並啟發我寫了這篇文章。我還要感謝Ivan on Tech（Moralis的聯合創始人兼CEO），早在2018年初就通過他的YT視頻向我介紹了加密貨幣和web3，並讓我有機會通過Moralis學習和撰寫生態系統。
我最近最好的經歷之一是，我在Twitter上請求校對幫助，以便使這篇文章盡可能的好。有幾個好心的追隨者給我打了電話，他們願意幫忙，併校對了整篇文章！這讓我很感動。如果沒有你們，我不可能做到這一點。
@alphaK3Y
@0xcosmic
@wholesomecrypto
@0xsenko
@StudenyVojta
特別感謝來自巴西里約熱內盧的3D建模師Kevin Laeber，感謝他為本文創作的NFT。
最後但並非最不重要的是，我要感謝以太坊的所有建設者和幫助實現這一切的人。
