Arbitrum Research：原理、市场和生态分析（上）

关注品品资本，共赢！

本文为品投资本原创文章。 未经授权严禁转载。 转载请联系后台。 以下为正文：

Layer 2 扩容是以太坊提速降费的关键课题。 作为较早的Layer2技术，Arbitrum在市场上占有重要地位。 本文将简要介绍Layer2，并对Arbitrum的技术原理、结构和市场生态进行研究分析。

·Layer2概述·

1个

Layer2起源

以太坊引入的去中心化计算机或智能合约的概念大大扩展了区块链的应用范围，每个人的可编程性催生了巨大的区块链DAPP市场。 随着以太坊应用的爆发，以太坊网络上的交易量迅速增加，处理交易的平均速度放缓以太坊的优劣势分析，Gas 费用也随之上涨。 越来越高的 Gas 费和 ETH 价格的上涨导致交易成本居高不下。 从长远来看，以太坊网络将陷入恶性循环。 由于手续费高，新项目很难吸引不太了解的用户。 由于市场追捧，项目的gas成本将进一步增加，以太坊的流动性和创新能力将大大降低。 因此，提高以太坊交易处理能力和速度的扩容计划势在必行。

扩容分为两条路径，一是Layer 1扩容，即完善以太坊自身的网络结构，用道路类比拓宽主干道，提高主干道的承载能力； 另一种是Layer 2扩容，即增加侧链来分担主链的处理压力，用道路来比喻就是增加支路的分流，然后适时返回主路。 Layer 1扩容包括分片和Casper Pos等技术，但改造主链的难度和工作量比较大。 以Layer 1扩容为中心的ETH2.0升级计划的开发进度还处于非常早期的阶段。 因此，Layer 2 扩容是目前以太坊解决拥堵问题的主要方式。

2个

Layer2方案分类

一般来说，Layer 2 解决方案分为侧链、状态通道、Rollup、Plasma 和 Validium。

侧链：侧链的概念类似于主路的分叉。 是指在主链之外引入以不同共识机制独立运行的区块链，并在一定时间将侧链的状态同步回主链。 达到减轻主链处理压力的目的。 侧链技术主要关注的是跨链机制，即资产和状态锁定在主链，当Layer 2信息发生变化时，又回到Layer 1机制的设计以太坊的优劣势分析，主要是包括公证人模式和中继模式。 使用侧链技术的 Layer 2 项目包括 BSC、Heco 等交易所公链，但与此同时，对于这些拥有独立稳定市场的交易所是否仍属于以太坊生态，业内存在争议。

状态通道：状态通道简单来说就是把每一笔交易打包，主链在更新一系列交易后只验证资产变化的净值。 过程简述如下：

最后一个过程既是状态通道方案设计的优势也是缺陷。 好处是在提交关闭交易通道的申请时，即使对方不配合，参与者的资金安全也能得到保障。 缺点是交易方需要时刻关注对方提出的关闭交易通道的申请，以保障自身权益。 另外，状态通道的应用仅限于交易操作，这也影响了它的应用前景。 使用状态通道方案的项目主要有闪电网络等。

最小活血浆

Plasma：Plasma 解决方案分为 Plasma MVP 和 Plasma Cash。 基本设计是将链下状态证书上传到主链，防止Layer2链下发生的安全问题影响链上资产的安全。 Plasma MVP 使用 UTXO 在 Layer 2 记录交易信息，用户将哈希值上传到智能合约，使用 Merkle Proof 进行资产证明和提取资产，Plasma Cash 使用 NFT 记录 Layer 2 资产。 Plasma 方案在通过密码学保护用户资产安全的同时，也存在欺诈风险。 系统只能对哈希值进行简单的验证。 结果就是用户可以通过上传某个阶段的Merkle Proof来达到取出自己已经花掉的UTXO的目的。 因此，Plasma 方案赋予其他用户质疑证据的权利，以确保所提议资产的合法性，而这个过程可能需要几天甚至一周的时间。 此外，当用户提出大规模提款请求时，主链会出现集中拥堵。

Rollup：Rollup 是业界最有前途的解决方案，包括 Optimistic Rollup 和 zkRollup。 Rollup 的基本思想和 Plasma 是一样的。 链下状态转移到主链上存储，保证资产安全。 Rollup方案基于Plasma的简单哈希值，对所有交易进行打包压缩，主链用户可以解压查看信息。 交易详情和验证。 两种 Rollup 方案的区别在于验证的方式。 zkRollup 基于零知识证明，即每发送一笔交易，都需要发送相应的零知识证明来确认交易的真实性。 Optimistic Rollup 基于类似于 Plasma 的欺诈证明。 发送交易的用户需要质押一定的资产。 任何用户都可以在交易发布后的一段时间内提交作弊证明，被判定作弊的交易者将失去质押。 资产。 本文将详细介绍的Arbitrum也是一种基于Rollup的解决方案。

Validium：Validium 的设计与 zkRollup 非常相似，唯一的区别是 zkRollup 的交易数据存在于链上，而 Validium 的交易数据存在于链下。 两者都使用零知识证明方法。 为了防止执行者作恶，Validium引入了“数据可用性委员会”。 委员会成员负责签署数据。 只要会员的法定人数在线并且是诚实的，用户就可以保证成功提取资金。

不同的解决方案各有优缺点。 以下是Matter Labs整理的各方案优缺点分析：

资料参考：Offchain Labs 不同Layer 2方案优缺点分析表