以太坊宇宙是否代表了区块链的最终形态？

撰文：Roy、Lyv，Aki Network Research

就在一两个月前，几大 zkEVM 的重磅更新相继问世，越来越多的讨论开始思考：zkEVM 是否已经代表了以太坊的未来方向，或者说，它是否已经是以太坊的极限状态？

然而，以太坊技术路线的发展总是暗示了有趣的商业逻辑，也时常伴随着妥协与遗憾。Aki Network Research 在对以太坊当下的 L1-L2-L3 结构的原动力进行深入研究之后，我们发现可能需要重新审视前面的问题。实际上，我们面临的问题可能更为广泛：以太坊宇宙是否代表了区块链的最终形态？

1. Why Layer 2？

在比特币网络问世十年后，我们的区块链世界依然没有解决容量问题。

以太坊主网的 TPS 如今只有小两位数，不仅与 ETH 升级路线的目标十万级别的 TPS 还有几个数量级的差距，对比传统金融中主流的 Visa/MasterCard 支付网络数万的每秒处理速度也相去甚远。在如此的处理速度下，区块链所代表的 Web3 依然在负重前行。

显然易见，第一个问题是随着越来越多的人用以太坊网络，在 TPS 很有限的情况下，网络会越来越拥堵，每个人的交易平均确认时间会加长。而第二个问题是，由于以太坊底层交易确认是竞价机制，gas fee 只会有两种情况：越来越贵，和突然特别贵。

一个网络至少得好用，即能快速又便宜地完成基本的信息交互功能，这个网络存在的意义和未来发展的讨论才会有意义。为了解决区块链容量问题，现在业界有两个方向的解决方案：一个是今天要聊的各种 Layer 2 相关解决方案，另外一个是我们今后回聊到的 Danksharding 分片。

扩容之后的以太坊气费会便宜，而更重要的是气费便宜之后，会有很多以前不可行的东西变成可行，这个才是我们更感兴趣的地方。

2. Layer 2 应该是什么样子

这个问题不仅是一个技术问题，也是一个政治经济问题，所以在这里我们清晰定义：

• 它至少是一条区块链。这意味着它可以发行原生代币，可以有一个完整的社区，进而可以留住忠实于这条 L2 的用户，进而为自己的 Layer 3 创造存在的基础。
• 它继承以太坊网络来自 L1 的安全性。
• 它存在的目的是对以太坊网络进行扩容。

将 B、C 两点放在一起，我们可以看出 Layer 2 之所以从理论上安全可信，技术上说是因为它继承了以太坊本身的安全性。Layer 2 将数据发布到以太坊主网上，达成最终 Settlement，这也是区别于 Plasma 为代表的前代各类扩容方案最重要的一点，即可以在主网上完成 Data Availability。

从经济角度，以太坊将其经济价值进行「分封」，Layer 2 代币的锚之一就在于名义上为以太坊打工。Layer 2 本身并不是以太坊独有的生态形式，例如 Sei Network 作为 Cosmos 生态的 L1 目前正在全力开发 SVM 的 Layer 2 C，其他 L1 区块链暂时看来这个想法和需求并不明显。

3. 现在以太坊上面的 Layer 2 是什么样的？

3.1 现行的最流行的 L2 扩容方案 rollups

Rollups 很多人都用过，其技术路线分为 Optimistic Rollup 和 ZK Rollup。前一个路线里，有很多大家耳熟能详的链比如 Arbitrum/Optimism 等等，大家应该与他们旗下的各种著名项目有过交互。

尽管 OP Rollups 已经通过执行层下链将每笔交易费用降低到了主网的 5-10%，Arbitrum 空投期间糟糕的用户体验说明我们依然任重道远。毕竟几十万人在几个小时内陆续交互 L2 的情况下就能把 L2 每笔交易的气费拉升 5-10 倍，这几乎完全抵消了 EIP-4844 为 L2 带来的节省 10 倍交易费的潜力。而这样强度的网络压力下丝滑的用户体验，是 Web3 迎来下一个 10 亿用户的最基本的要求。

ZK Rollup 则在过去的两年名气很大，但是落地的东西相对少一点，这是 EVM 兼容性的问题导致的，详见我们此前发表的《零知证明与 zkEVM：从何而来，去往何处？》。然而好消息是现在这个问题已经得到基本解决，ZK Rollup 和前者至少在开发难度上站在同一起跑线了。我们可以预见的有很多开发者愿意在 ZK L2 部署自己的 dapp。

在用户端，ZK Rollup 作为以太坊主网的 L2，更短的提款等待时间和数学上更安全的背景是非常吸引人的。但从普通用户为视角的商业性上来看，取款时间和安全性的吸引力有待斟酌。随着 L2 原生的 Web3 生态持续繁荣，越来越多的新用户可能成为「L2 原生用户」，甚至对于 L1 的交易和生态可以完全不需要有认知（试想一个基于 L2 的 StepN 新用户）。对于 L2 跨链回到 L1 的需求，在 L2 生态愈发丰富的未来可能会越来越边际化低频化。

3.2 说完了理论上的东西，那么实际上 L2 我们到哪一步了？

OP Stack: 为了应对武装了 zkEVM 的 ZK Rollups 的竞争，OP Rollups 技术路线中的 Optimism 推出了 OP Stack。希望把蛋糕做得更大。我们认为 OP Stack 的思路可以类比于 Cosmos 生态想要达成的多链共享安全性与去中心化的生态。

值得一提的是，OP Stack 是一个开放程度极高的技术堆栈，但经济上的收敛度很低。甚至有可能基于它开发的某一条 L2，和以太坊生态只有极度微弱的联系，也同时不和 Optimism 产生直接经济关系，不接入 OP 共享排序器 - 当然有可能 OP 共享排序器在去中心化后能产生巨大的经济上和政治正确上的说服力。

各类 zkEVM，详见：《零知证明与 zkEVM：从何而来，去往何处？》

Starknet 推出的是一个 Type 4 的扩容方案，与 B 中所有方案的区别在于他们不是 EVM 兼容的。优点是理论上他们确实更快，比 Type 2 的方案们更加便宜。为了开发者的友好性，Starknet 团队做出了以下的改进：

• Cairo 1.0: 是 Starknet 团队自 2020 年 Cairo 发布后对其最重大的升级更新，Testnet 已经上线。Cairo 1.0 是一个长得很像 Rust 的高级语言，意味着 Cairo 1.0 已经摆脱了最初 Cairo 的桎梏，大大加强了开发者友好性。但这同时也意味着很多开发者两年多的 Cairo 学习失去了用武之地。另一方面，现在新的 Cairo 1.0 完成度也不高，看来还要 3-6 个月才能更加完备。
• KAKAROT: 这是一个基于 Cairo 1.0 的 EVM 解决方案，战斗力高达 9000（开发者原话），但刚刚起步。

4. Layer2 聊完了，L3 又是什么？

4.1 我们首先要回答，L2 to L3 这个结构在尝试解决什么问题？

我们先来看 Rollup 的经济原理：Rollup 提交一个 batch 到链上是需要支付很高的固定成本。如果 L2 的整体流量不够大，这个 Rollup 要么选择等待更长的时间来集成一个足够高价值的 batch，要么提高这个 batch 内每一个参与者的交易成本覆盖其打包这个 batch 的成本。这一个状况就像是拼车，要么硬等人齐，要么在车上的人多给钱让司机早发车。那么理想的状态就是有足够多的人去拼车，那么作为客户等待时间少，平均成本低，司机也可以在同样的时间等赚更多的钱。

在这样一个场景下，L2 实际上解决了这样一个问题：有很多初创期流量不够或者单笔交易价值不高的点子，它们如果直接部署在主网上或者建立一个 L2，是没有经济可行性的；而选择成为一个 L2 的 L3，能显著降低自己的成本。这本身是经济上的考量，底层逻辑和一个 dApp 选择是否在 Optimism 上面直接部署，还是利用 OP Stack 做一个专属的 L2 是极度类似的。

只有基础设施足够便宜的情况下，生态环境才可能百花齐放。反过来说，这个问题本身也从一个角度回答了区块链行业的现状，即以交易所和 Defi 乐高为主的应用生态，因为只有直接涉及到金钱的项目才可能够合理化区块链网络的运行成本。

4.2 各家 L2 的 L3 宏图的真实逻辑

我们再往深一点说，这也并不是一个简单的拼车 - 发车模型。因为有神奇的 tokenomics!

举一个简单的例子，现在 L2 中心化的 sequencer 干活干的好好的，为什么各家各户的 roadmap 一定要去中心化？当然安全因素是一个天然的政治正确，但其实大部分人避而不谈的是，因为去中心化才能盈利。

只有去中心化的结构建立起来，之后才有 validator 和 sequencer 的代币质押机制，才有 prover 和 verifier 的验证收费，才能把 L2 的原生代币通过 L3 生态发展给流动起来。无论是 Op Stack 还是 Arb Orbit，以及后来的 zk 系列的 L3 构思等等，都是遵从的这个区块链行业相对传统的商业模式，并不算是创新的理念。

Web3 中流量就是钱，这一点其实比 Web2 甚至都要来得简单直接。而 L2 最初的目的是为了给 L1 扩容，所以它们天然继承了 L1 的流量。那么问题来了，既然是 L1 给的流量，最后大多数是会最终回到 L1 去的。因为流量就是钱，给你的是 L1 的原生资产，那么最后总会回到 L1。在区块链行业，这个现象被解释为「继承了以太坊的正统性」。即，只有最后能回到 L1 被确认的资产，才是真正的「钱」。

「正统性」这个词听着非常的封建，而 L1-L2-L3 这个层级关系其实和分封制度也有微妙的相似性。流动性是从 L1 走到 L2，因此 L2 难以真正的独立于 L1 存在，且 L1-L2 之间的交互也不是简单的体现在从 L1 入金 / 出金。真相是，L2 的每一笔交易都是加强了 L1 原生代币的信用和价值，可以被称之为 L1 的铸币税。这也解释了为什么如今所有的以太坊 L2 都在使用 ETH 作为气费支付货币。

但是 L2- L3 的逻辑和 L1- L2 又有点不同。L1-L2 的诞生是为了给 L1 扩容，而 L2-L3 则是为了给 L2 引流。这是一个很现实的问题，因为 L2 现在流量还不够大，回到拼车逻辑就是司机们还不能效率发车。而面对已经很大的生态，如 Coinbase 的 Base，L2 如 Optimism 就难以将其纳入自己的 L3 发展生态，只能通过 Op Stack 带来的跨链方便性（潜在用户引流）和 Base 承诺的生态发展基金贡献来尝试捕获前者巨大的价值。

4.3 Rollup-over-rollup 或者 Validium 有望主导 L3 扩容方案

在开始谈这个话题之前，需要先说明这样一个问题：如果 ZK Rollup 如此优秀，是否可以发展多层 ZK-Rollup 的结构到 L3 以上，乃至实现无限扩容？

先说结论：不能的，因为即使 ZKP 计算证明复杂度可以通过 ZKP 套娃连续下降，数据本身的可压缩程度是有限的。

我们从两个角度来说：一个是计算证明的过程，一个是数据（可用性）。

现在我们的 Rollup 方案中，不管是哪一个路线，计算证明的过程本身是可以 rollup 套娃。在 ZKP 的场景中，Prover 对每个区块进行计算证明，Verifier 只需要进行很少一点计算来验证 Proof 的正确性。在这个场景下，做一个证明「ZKP 的正确性」的 ZKP 是理论上可行的。

但是涉及到数据可用性（DA）就大为不同了。

因为数据一定是要上主网，这样才能被用户验证检查。在这个大前提下，Rollup 套娃没有意义。Rollup 的基本原理是将需要上链储存的交易数据压缩，这样的好处是因为数据整体变小，所以费用降低。但是这样的压缩是有一个极限的：压缩的「底线」是数据可用性（Data Availablility）成立，即任何用户从理论上可以通过这些在链上的压缩后的数据，独立地复现出这个 Rollup 对主网状态的改变以验证其正确性。

如果说我们做了一个证明「ZKP 的正确性」的 ZKP，那么从 DA 方面考虑，我们需要将每个 ZKP 所压缩的内容都上传到链上。那么如此一来，工作量并没有减少，还不如就只做一个整体的 ZKP。

但是这并不意味着做「Rollup over Rollup」的结构技术上不可行。总结来说，在同一层或者同一个 dApp 里面，Rollup 的简单堆叠没有意义。

而在 L2 - L3 这个场景里，L3 将交易 batch 上传 L2，L2 将几个不同 L3 的 batch 以及 L2 原生交易打包成一个新的 batch 上传 L1：这样 L2 做的是「几个来自于不同 entity 的 ZKP」的 ZKP。在这一场景下，虽然在数据本身的压缩已经到了 DA 所允许的极限，但是从经济角度来说，将数个 batch 的经济价值合并，以超过打包上传 L1 所需气费的下限（我们在 4.1 小节中提到过这个发车原理），是一个商业上合理的行为，能够大概率降低每个参与者的交易费用。

因为我们认为 Layer 3 可能的结构是 Rollup-over-rollup 或者 validium：

A.自上而下的结构：Vitalik 提出的设想是 L2 是一个广泛适用的 General Purpose Rollup，而 L3 需要做的是更加定制化的服务：要么有特别的目的，如隐私计算；要么是对某些 dApp 的特殊数据结构打造的特殊 rollup；或者是更便宜但是需要弱信任假设的 validium。

B.自下而上的结构：如果我们考虑一个更 App 向的叙事，假设某一个作为以太坊 L3 的 dApp 在火了之后希望获得更强的自主权，那么它可以有很多选择：

• Cosmos app chain - 直接变成 L1，几乎完全独立;
• Op Superchain / zkSync Hyperchain - 成为平行 L2，大概率参与共享排序器一起发车，也保持经济系统上的联系;
• 保持 L3 的状态，但是发币，再走一遍 L2 的去中心化路线图；

B 路线的本质是 dApp 自我产生巨大流量之后，就需要考虑自身的发展利益多过平台带来的生态价值了，特别是如果 dApp 本身在平台中是一枝独秀的领先。在此我们可以乐观的假设随着基础设施进一步完善，非金融类 dApp 和创造更多利用 Web3 的真实场景、具有实实在在使用价值的 dApp，是完全可以走这样一条路的。

4.4 那对于 L2-L3 这个结构而言，L1 的意义何在？

谈到这里，如果 L3 如愿景中一样，以 App Chain 的形式实现大规模的 Web3 迁徙，真正产生了对 L2 有经济意义的流量。而这流量对于 L2 来说就是真正的原生资产，即真正生于此长于此的资源，其资产由 L2 提供所谓的「正统性」。

这里就要问一个哲学问题，如果有足够多的资产永远不会回到 L1，那么为什么还需要 L1？

第一个方面是 L1 在眼下提供了宝贵的流量，这一点在前文已经说得很多了。第二个方面是，L1 提供了信用背书，L2 将最终结算放在 L1 上面，所以用户可以容忍 L2 为了性能进行很大程度的中心化。

如果某一个 L2 某一天宣布独立于 L1 运行，这在模块化区块链越来越流行的今天，并不是不可想象的。那么届时，这个 L2 将不得不变得和现在的以太坊网络差不多，去承担安全性、去中心化等维度的考验、挑战和成本。

所以从技术与经济层面而言，L1-L2-L3 这样一个「分封体系」严丝合缝，环环相扣。

4.5 结构上面的东西讲完了，聊聊现在的应用层面情况是什么？

新公链开始运作，跑的最快的必然是骗钱的土狗换皮项目，因为它们不存在实际的工作量。

大部分公链的项目方拿这个事情也没有办法：毕竟开个小吃街，需要摊主入驻。现在跑得快的像个人一点儿你不去笑脸相迎，不给人家站台也不合适，结果站台了人家跑路了，现在用户们又赖你。这个事情，只能说是发展的阵痛吧。而对于 Starknet 这样习惯性慢速跑步的公链项目，可能这样的阵痛都要等到 Cairo 1.0 的文档写明白之后才能体验了。

聊聊好的方向，我们有什么新应用可以在 L2-L3 的架构中被期待：

智能钱包：作为 L1 之前的底层协议技术债务，主要是因为在 L1 部署并操作一个 smart contract 作为个人用户的钱包很贵很麻烦。通过 ERC-4337 作出改进之后，相信 L2 层面的 AA 会推行的更加顺利，因为 L2 的运行成本极大下降。

链游：在 Validium 加持下，对于 sub-cent 场景（单笔交易气费低于一美分）的支持，让真正好玩的正常游戏在 Web3 成为一个可能。

• Validium 作为一个弱信任的扩容方案，其中「弱信任」体现在它的 prover 节点理论上是选择性提供数据供用户验证。这在链游的场景下是一个可以为了效率和性能做出让步的点，因为游戏中并不是每个场景都有很大的经济价值，比如玩家非财产性操作（如走路，说话，战斗的过程）。
• 这样的链游是可以广泛存在各式各类的 L2 或者 L3 中的，主要是从游戏本身的玩法、数据结构来考虑部署形态，类似我们前面提到的经济角度考量。

最后我们简单聊聊最近很火的 Rollup-as-a-Service (RaaS): Web3 的服务本身是能捕获很大价值的，这和 web2 的场景完全不一样。想象一下，你在 AWS 上面租了一个服务器开了一个门户网站，你只需要每个月给 AWS 交租金就行。

然而 Web3 的世界不一样，你不仅要给 AWS 交租金，你还需要在日常运行，每次更新升级网站的时候被收取 MEV 为代表的保护费！与其把这个价值喂给 RaaS 的提供商，dApp 自己部署一条应用链，成为一个平行 L2，或者某条挂在 L2 上的 L3，似乎是更有经济逻辑的选择。

5. L2-L3 这么好，那代价是什么？

5.1 中心化 

A. 审查以及 KYC

眼下各类 Rollup 现状是它们的 sequencer 定序器非常的中心化。

区块链底层以私钥签内容发送信息的形式是保证了 sequencer 无法伪造一笔交易，但是中心化的 sequencer 依然拥有巨大的权力。比如它可以选择拒绝打包某一类用户的交易，可以按照自己的利益来排序所有人的交易，自行决定是否接受跨链协议带来的外部资产参与交易。

例如在 Base 这个 L2 中，除了中心化定序器中常见的三明治攻击，Coinbase 完全可能要求只能通过 Coinbase KYC 的用户才能将资金转入 BASE。Base 还可以利用白名单来拒绝打包非 KYC 用户的资金的交易进入 L1，从而封死非 KYC 用户从 BASE 中提现的可能。

B. MEV

这个是所有区块链都需要解决的问题，L2 因为用的人还不够多，很多 L1 可行的缓解或者民主化 MEV 方案在这里不可行，而很多在 L1 已经不可行的攫取 MEV 的方案在当下的 L2 却依然可行。一个中心化的 sequencer 系统必然会导致如此结果，而 sequencer 自身的去中心化是需要资质深厚的项目方来起头引领行业方向。

5.2 L2 还是不够便宜

即便我们实现以 Rollup-over-rollup 或者 validium 为代表的 L3 扩容方案的所有愿景，还是不能解决所有的问题。单次交互的费用依然无法满足 sub-cent 场景；在需求增加后，费用依然会上涨。

5.3 客户端多样性

以太坊是没有规定出块和验证客户端应该是什么样，这个的好处是如果大家客户端足够多样，那么一种客户端出 bug 了，也不影响整体安全性。而各式 L2 在客户端多样性化上还非常早期，毕竟 prover/sequencer 的去中心化路线图都仍然还在构思阶段。

5.4 升级更新

主网要升级要更新，L2 也必须要跟着升级。那么对于治理和 trustless 的目标带来很大的挑战。

6. End Game and End “Game”

本文至此，对于 L1-L2-L3 结构的探索分析基本到位。如开篇所言，我们真正试图想要回答的问题是：以太坊宇宙是区块链的终局吗？

6.1 以太坊宇宙大概率不是区块链行业的终局

简单的答案是否定的，我们认为以太坊宇宙只是 Web3 金融类需求的中期解决方案。

首先我们认为，当下的 L1-L2-L3 结构，在中期性能的天花板在区块链不可能三角的限制下还是太低了，难以支撑大规模用户的高频、低经济价值的交互需求，比如 Web2 中的社交和游戏规模。从本质上来说，人类的行为本身也是遵从极强的头部效应，即绝大部分的经济价值都集中在极少数的行动上。

区块链不能只是金融，Web3 本身也就是为区块链真正出圈创造的概念，因此行业不能只在小圈子里玩零和博弈。目前看来游戏是为数不多（如果不是唯一）的能出圈的赛道，因为其可以凭空创造需求，指定规则，且不需要强现实世界场景支撑便可制造用户粘性。

简单来说，Web3 游戏目前分为几个类别：

• 正经的传统意义上的游戏，将经济系统剥离放到链上，这个范围很广，可以从休闲棋牌到回合制对战游戏，再到更高纬度的 SLG、RTG、甚至开放世界
• 游戏做得轻一点，以 X to Earn 为主
• 游戏开发后行，先发行 NFT 看能不能先制造 IP 为后续发展提供资金
• 全链游戏，实际交付如链上低配的 Minecraft 或者大逃杀类别
• 将 Web3 特色赌博模型做成游戏化的形式

如何说服传统游戏厂商冒着各种经济和法律的风险和成本，放弃已有的发行渠道和盈利方式，去运营一个全新的体系，是 Web3 游戏发展的一大瓶颈。而小团队开发的 Web3 游戏，又面临着极强的同质化竞争和 Web3 用户增长的难题。

其它四个方案看起来以及事实证明都需要很强的经济驱动力才能维持健康运转，就像前面所提到的，从 L1 引流借来的流量（或者流动性）大部分是要还的，纯粹 Ponzi 模型不会留下真正的用户。如果大家都是冲钱来的，就不要谈理想，就更不用说要把游戏做得多好玩。

所以退一步讲，如果不直接冲着挣钱去，沉下心来做游戏可以吗？我们认为这个思路可能是正确答案之一。

然而如前文所说目前的 L1-L2-L3，以太坊下君君臣臣父父子子的层级结构，带来的是经济驱动的流量，本质上是收割某一段时间内体系中最高的 APY/ROI，这和本次小牛市中出现的板块轮动、NFTFi、中国概念、meme 热潮等是同一个经济驱动力的不同表现形式。

同时这个结构也并不能在技术上很好地支持游戏这种高频低价值交互的 Dapp。换而言之，在目前市面上流行的这几个 L2 上面发游戏可能不是最优解。这就是这个思路需要克服的最大悖论 - 流动性太充足的地方本身对于游戏的持久度就是一把双刃剑。

在创造 web3 金融的需求，及解决 web3 金融的问题这些方面，如果说我们已经做到差强人意，那么在游戏方面尚任重道远。不是没有好的游戏，而是没有合适的土壤给这些游戏生长。

6.2 如果说金融的答案是以太坊 L123，游戏的答案是什么？

Gamefi 赛道正处于一个迷茫期，前人之鉴都是错误答案。但是从排除法的角度而言，以太坊的经济分封制并不适合真正能玩的游戏诞生，我们可以把希望寄托于一个在经济上更加松散，对于部分数据可用性要求更低，对中心化容忍程度更高的结构。比如 Cosmos、Binance Greenfield 和 Starknet 的 zkVM。

有人认为因为有 L2/zkEVM/ L3 这些进步和创新，非以太坊体系的公链就失去价值了。我们认为恰恰相反，它们最大的价值就是它们不是以太坊。区块链世界的特点就是自我解体倾向，因为资本流动极其自由、技术公开而壁垒有限。

以太坊以经济分封系统维持了体系的向心力，但是这种扩张不是无限的。反过来说，以太坊体系可能也并不喜欢低价值的使用场景，有意无意地将门槛保持在金融能活，其他业态挣扎向前程度上，其原生币价就不可能低。

总之，以太坊宇宙可能可以捕捉到绝大部分 Web3 中这些单体经济价值极高的行为，但可能对于低经济价值的随机行为来说有些大材小用。有些人可能会认为：「并不是所有行为都需要上链，上链的成本太高。」但其实这句话可能更应该被表述为：「并不是所有行为都需要上以太坊生态，以太坊有自己的任务与使命。」这就意味着，以太坊之外的生态，或者以太坊宇宙偏远的地带，也完全有可能长出意想不到的花蕊。