作者：Nick Pai,?Katie Chiou / 來源：https://archetype.mirror.xyz/LskN487jd3aRva3_ypT3yGZJeu9OKri

翻譯：火火/白話區塊鏈

 

一、簡介

新的互操作性項目在基礎設施堆棧中的定位對于做出明智的投資決策至關重要。區塊鏈基礎設施的技術堆棧在多年來發生了巨大變化，要求對理解互操作性的框架進行相應調整。

通過這篇文章，我們希望反思區塊鏈互操作性堆棧的演變，解析其各個組成部分，并分享我們對接下來的思考模型。

原生Layer1

原生Layer1 (L1)： 2017 年，區塊鏈格局由孤立的鏈組成，這些鏈只能通過CEX作為樞紐進行一定程度的連接。

“Alt（可替代的）”L1：隨著以太坊獲得市場份額，它成為其他區塊鏈擁有與以太坊的本地橋梁的賭注，而不必總是通過 CEX。這些聯系進一步鞏固了以太坊對其他鏈的主導地位，創造了“Alt L1”的敘事。

1、“Alt”第 1 層

以Layer 2 (L2) 為中心：下一步的發展是新的網絡不僅連接到以太坊，還將其用作數據可用性層。這些網絡，如 Arbitrum 和 Optimism，為最終用戶提供了增強的用戶體驗，但沒有交易安全性，因為它們使用以太坊作為結算層。自然地，它們被稱為“以太坊 L2”或 rollups。

2、以 Layer2 中心

這把我們帶到了今天，L2 已經獲得了很大的動力，以太坊路線圖是“以 Rollup 為中心”的，現在每個 L2 之間都有連接，這與五年前區塊鏈基礎設施的狀態相比是一大進步。

如今，圍繞區塊鏈互操作性的設計問題通常圍繞以下因素構建：

1）L2 提供非常快速且廉價的 UX

2）L2 和 L3（應用鏈）作為新用戶應用程序的所在地

3）更多鏈利用共享安全和基礎設施

4）重點關注 L2 鏈之間的通信，而不僅僅是 L1 到 L2 鏈的通信

3、未來會發展如何？

區塊鏈之間的連接數量讓那些想要更好地了解一切如何運作的人們變得更加模糊。

我的Token如何從 L2 轉移到 L2？

誰在保護我的數據？我隱含地信任誰來保證我的數據安全？

為了回答這些問題，我們需要了解堆棧的每一層。

4、本文要介紹的內容：

1）L2s

- 為什么 L2 快速且便宜以及它們的安全性如何

- L2與以太坊（L1）的關系

- L2 和數據可用性 (DA) 層之間的關系

2）測序儀

- 什么是定序器

- 共享測序儀

3）欺詐證明、有效性證明和權威證明 (PoA)

4）橋梁

- 橋梁類型

- 橋接器與定序器

5）意圖

- 什么是意圖

- 意圖與橋梁

6）CEX 和 DEX

現在讓我們深入了解一下。

二、正文

1、第2層

用戶與 dApp 交互，并且用戶要求這些 dApp 快速且便宜，這就是為什么如今的 dApp 經常部署在 Polygon、Arbitrum 和 Optimism 等 L2 上，而不是部署在以太坊上。

1）為什么 L2 比 L1 便宜？

L2 處理鏈下交易，并定期將批量的最終交易發布到某個鏈上層，以確保數據確實已發布并可用于驗證（數據可用性）。L2 之所以能夠如此之快，是因為它們在私人服務器上記錄鏈下用戶交互，從而提供“web2”體驗。在后臺，L2 將批量的這些事務發布到數據可用性層，提供額外的透明度和安全性。

如今，L2 如何發布和存儲交易數據/歷史記錄？

選擇安全的數據可用性層是 L2 做出的最重要的安全決策。如果 L2 是“以太坊Rollup”，那么它將其交易數據發布到以太坊。

選擇以太坊有兩個原因。首先，以太坊是“最不可變”的層。一旦匯總將交易數據發布到以太坊，在以太坊上逆轉最終性的成本就非常昂貴。因此，L2 可以將其狀態發布到以太坊，并且非常有信心（在以太坊約 13 分鐘的最終確定期或 32 個時隙的 2 個紀元，每個紀元各花費 12 秒之后）他們的交易不會被刪除。第二個原因是以太坊數據的高可用性。以太坊擁有大量節點來復制和驗證交易數據，因此數據不太可能消失或完全不可用。

然而，使用以太坊來獲取數據的成本是眾所周知的。雖然以太坊通常是最安全的數據可用性層，但它并沒有針對僅存儲數據進行優化——它是一個通用計算機器。在EIP4844實現之前，沒有辦法只請求塊空間，你必須支付與其他人在以太坊上發送正常交易相同的 gas 費。因此，如果 L2 選擇在以太坊上發布狀態，它會選擇藍籌選項，但也會為其安全性支付溢價。

對于想要減少向州政府支付費用的 L2 來說，有哪些選擇？那就是進入DA層。

像 Celestia 這樣的數據可用性 (DA)層經過優化，可以專門提供數據可用性，其中對塊空間的需求較低，而且塊空間本身也更便宜。

自然的缺點是，考慮到引導網絡所需的必要性和時間，較新的 DA 層在啟動時的經濟安全性低于以太坊。像 Celestia 這樣的純 DA 層的另一個缺點是，您無法自然地對數據進行計算，這在仲裁或驗證證明時增加了一層復雜性。當在 L2 上發送交易時，您應該問：這個 L2 將其狀態發布到哪個 DA 層，我是否信任它，以及以后如何訪問該數據？

模塊化DA層

2）為什么 L2 需要付費發布數據？

在外部 DA 層上發布狀態消除了 L2 的集中化向量，因為它允許對狀態進行無需許可的獨立驗證。在樂觀Rollup的情況下，需要數據可用性來生成欺詐證明。對于 ZK rollups，需要數據可用性來確保審查阻力和活躍性。

如果 L2 從未在鏈上公開發布其狀態，那么它只會位于私人服務器中。用戶將完全受到 L2 運營商的擺布，這也帶來了有關活躍度的問題（如果中心化運營商離線怎么辦？）。

如果 L2 將其狀態發布到相對不安全的鏈上，那么用戶也會受到該鏈的支配。例如，如果 L2 將其歷史快照發布到 Tron，那么孫宇晨將有能力更改 L2 的歷史。

這就是為什么大多數 L2 選擇將狀態發布到高度安全且經過考驗的鏈（例如以太坊）。用戶希望知道他們可以控制自己的數據，并且他們的交易不會被修改或逆轉。

值得重復的一個關鍵點：L2 的安全性取決于它向其發布狀態的 DA 層/L1。

沒有 DA 的匯總：

3）這是否意味著 DA 層與以太坊具有競爭力？

他們爭奪大量數據。在 EIP4844 之后，這些 DA 層將直接與以太坊“Blob”市場競爭。

對于發送Token或與 DeFi 應用程序交互等其他類型的交易，以太坊與其他圖靈完備的區塊鏈（例如 Solana、BSC 和 Avalanche）競爭，這些區塊鏈不向以太坊發布其狀態。

2、Sequencer（定序器）

1）什么是Sequencer？

Sequencer 是實際將 L2 狀態發布到 DA 層的參與方。他們負責確定 L2 上事務的規范順序并將該歷史記錄的快照發布到 DA 層。Sequencer向 DA 層支付費用來發布數據，通過收集在 L2 上發送交易的用戶支付的所有費用來賺取收入。Sequencer可以是單一的白名單方，也可以是去中心化市場中爭奪發布下一組 L2 狀態的競爭者。通常，測序人員需要了解：

- 在 DA 層上聲明，以便它可以將數據發布到 it/mint 橋接資產（如果 DA 層支持智能合約）

- L2 層上的狀態，以便它可以對 L2 事務進行排序

大多數動態假設Sequencer也是一個塊構建器（這對于當今生產中的定序器來說是正確的），但這些角色可以根據分散式定序器、共享定序器和 PBS 的設計/開發來解耦

2）什么是共享Sequencer？

一般來說，如今共享Sequencer的提案將交易排序和執行分開；共享Sequencer不執行事務。這種設計決策使共享定序器具有可擴展性——它們速度快，定序器節點要求很輕，因為排序是無狀態的，并且分散定序器集變得相對容易。

然而，由于這些定序器不執行交易，這給區塊構建者（實際執行跨連接域的狀態轉換的各方）施加了集中力量。連接到共享排序層的匯總越多，構建者在跨領域具有競爭力所需的要求就越高。資源需求越高，構建者級別的集中化風險就越大。圍繞去中心化區塊構建和提議者與構建者分離的設計空間是巨大的，出于范圍的考慮，這里不會深入探討這個問題。

另一個問題：共享定序器本身不提供交叉匯總原子條件事務執行。

例如，一個常見的需求是用戶將Token從 Optimism 橋接到 Arbitrum，然后在 Arbitrum 上交換Token。理想情況下，用戶希望這兩個操作按順序執行，或者根本不執行。在最壞的情況下，用戶最終會在 Arbitrum 上獲得未交換的Token。

為了對Rollup A 和 B 之間的事務啟用這種條件執行，共享定序器需要對 A 和 B 進行排序，并將共享 L2 狀態發布到包含兩個條件事務的 DA 層。

這很可能是共享定序器下一步發展的方向：由“共享欺詐證明”或 ZKP 保護的相互依賴的 L2 狀態。為了實現這一目標，共享定序器行為和系統合約必須進行更改，以支持在單個 L1 事務中發布多個 L2 狀態。

預測：如果共享排序成為單一排序的主導范式，那么使用共享排序器的 L2 之間的狀態有效性將是相互依賴的。

關于共享定序器的另一個潛在問題是，使用共享定序器網絡的團隊可能會失去對某些操作參數和價值獲取機會的控制。例如，共享排序器可以提取對匯總本身有價值的匯總內 MEV。鑒于這將是共享排序器市場中明顯的逐底競爭，因此共享排序器更有可能專注于提取匯總間 MEV，而無論如何，單個匯總器都無法輕松訪問這些 MEV。

3、欺詐證明與有效性證明與權威證明

我們已經確定 L2 應該將其數據發布到透明的地方，但我們如何驗證數據呢？

如果 L2 定序器發布到 L1 的任何數據都被認為是有效的，那么什么可以防止 L2 定序器發布 L2 歷史記錄的錯誤快照呢？定序器不能從用戶錢包中額外支付一點 ETH 嗎？

1）欺詐證明

在樂觀Rollup中，L2 狀態以樂觀方式發布，并且在通過挑戰窗口（例如 7 天的挑戰窗口）之前不會被視為最終狀態。在此挑戰窗口期間，任何人都可以對 L2 狀態承諾提出異議，如果他們認為該承諾缺少正確的交易歷史記錄。要提交爭議，必須發布一份欺詐證據，該證據用于交互式過程中以解決爭議。

欺詐證明的主要優點是僅在存在爭議時才需要生成。

2）有效性證明

有效性證明聲稱 L2 狀態有效，并在發布時證明這一點。沒有爭議窗口；如果該證明由旨在驗證此類證明的 L1 合約驗證，則 L2 狀態有效。

通過有效性證明來證明 L2 狀態的主要優點是發布到 L1 的 L2 狀態可以立即實現最終確定。這意味著 L1 合約可以立即將 L2 狀態視為“最終”狀態并對其采取行動。這就是為什么 ZK Rollups 的 L2 到 L1 提款速度非常快（約 24 小時），而 Optimistic Rollups 的挑戰窗口為 7 天。

3）權威證明（PoA）

驗證 L2 狀態的最后一種方法是通過權威證明 (PoA)機制。此時，發布 L2 狀態的定序器基本上有權聲明：“這是有效的，因為我正在發布它。” 這就是當今實踐中許多匯總的工作方式：排序器運行經過許可的完整匯總節點，通過 PoA 驗證狀態。沒有挑戰窗口，也沒有證明。用戶只需相信這些定序器不會修改 L2 狀態。

4）欺詐和有效性證明實際上是如何運作的？

這些證明實施起來非常困難，驗證起來也非常昂貴。它們本質上需要模擬一組所謂的 L2 事務和初始狀態的 L2 VM 執行。如果在初始狀態上的那些所謂交易之后產生的結果狀態與定序器發布到 L1 的結果不同，則該狀態是有爭議的。

這些證明必須在 L2 狀態發布到的同一 DA 層上進行驗證，這使得驗證的運行成本很高。

欺詐和有效性證明之間的主要權衡：

A、驗證證明的成本：有效性證明通常比欺詐證明昂貴得多。

B、速度：欺詐證明使用爭議時間延遲 (DTD) 系統（挑戰窗口），這意味著交易在窗口通過之前不會在 L1 上達成最終結果，而有效性證明會在單個交易中立即得到驗證。

C、實施復雜性：兩種類型的證明驗證合約都很難構建。有效性證明更多地依賴于密碼工具的簡潔性，以便它們可以在單個交易中模擬 L2 狀態。欺詐證明是交互式的，因此需要更少的加密工具，但需要更多的鏈下基礎設施來支持交互式證明系統。

D、L2 VM 實現復雜性：通過有效性證明驗證的 L2 狀態通常需要對 EVM 進行修改，以使有效性證明驗證更便宜。通過欺詐證明驗證的 L2 狀態可以更輕松地準確反映 EVM。

E、Sequencer 的運行成本：有效性證明需要為每次向 L1 提交的內容付費，而欺詐證明僅在提交挑戰時才會產生費用。然而，在提交質疑的情況下，欺詐證明需要為爭議仲裁各方之間的每次交互付費（交互式），而每個有效性證明都是在單次交易中生成的（非交互式）。

F、風險資金上限：如果欺詐性排序器沒有爭議，所有 L2 資金都面臨風險。如果定序器未提交有效的有效性證明，則 L2 狀態將被有效凍結，但不會損失資金。

G、驗證者的運營成本：在防欺詐系統中，應該始終有至少一個誠實的驗證者監視排序器的提交。在有效性證明系統中，假設提交了有效性證明，則無需外部驗證器

值得注意的是，非交互式欺詐證明的設計正在開發中，盡管在技術上實現起來更具挑戰性。

4、橋梁

在深入研究具體示例之前，有必要梳理一下不同上下文中討論橋梁的方式之間的細微差異。

任意消息橋（AMB）是一種跟蹤任意跨鏈狀態的協議——任意意味著從Token傳輸到數據存儲再到其他任何事情。更簡單地說，消息橋本質上使一條鏈的狀態在另一條鏈上可用。（這聽起來很像共享Sequencer。）

代幣橋是消息橋的一種應用，它利用跨鏈狀態在鏈之間轉移資產/資本。

例如，如果Token橋看到交易 A，Optimism 上發生了 10 ETH 的“銷毀”，那么它會指示 Arbitrum 上的合約向用戶釋放 10 ETH。如果 10 個 ETH 的銷毀從歷史記錄中消失，那么Token橋可能要為此損失承擔責任。Token牌橋建立在消息橋之上，因為它需要了解源鏈和目標鏈上的狀態，并且還需要知道交易何時在源鏈上完成，然后才能作用于目標鏈。

在 L2 之間移動資產的最安全（盡管最慢）的方法是通過源 L2 的規范Token橋提取到 L1，然后通過 L2 自己的規范Token橋從 L1 存入目標 L2。使用規范Token橋通常是一個緩慢的過程，因為它依賴于從 L2 到 L1 的退出。

“規范Token橋”本質上是 L2 定序器提供的一項特殊服務。通過規范Token橋存入 L2 意味著將資金鎖定在 L1 上的定序器合約上，并要求 L2 定序器在 L2 鏈上鑄造等量的資金。

從 L2 提款需要將資金發送到 L2 上的特殊合約進行“銷毀”，并等待排序器向 L1 發布此銷毀的證明。一旦該證明得到確認，就像排序器向 L1 發布的任何其他 L2 狀態一樣，排序器的 L1 合約可以向用戶釋放Token。

使用規范Token橋的速度與等待匯總全節點在 L1 上最終確定 L2 狀態一樣慢，但它也與與 L2 交互時一樣“安全”。

在 L2 之間轉移資產的一種更快的方法是使用快速橋接器。快速橋將您的資金暫時托管在非排序器合約上，然后將您的資金放在目標鏈上。這意味著用戶暫時信任快速橋，不會修改他們的信息或竊取他們的資金。

橋梁的工作速度有多快：

上圖顯示了用戶能夠快速收到資金的資金流向、橋接器因提供快速橋接服務而賺取的費用以及橋接器為用戶承擔的最終風險。

首先，快速橋接將橋接金額減去所需目標鏈上的費用記入用戶。在本例中，這是 10 ETH 減去 0.1 ETH 費用。用戶高興地離開，因為如此之快就收到了預期金額的資金。

假設這座橋更喜歡在以太坊上托管資產。因此，在用戶不知情的情況下，橋接協議將通過較慢的規范橋接以太坊提取用戶的存款。一旦規范的橋接提款完成（例如上圖中的 7 天后），橋接協議最終會在以太坊上產生 0.1 ETH 的費用盈余（10 ETH 用戶存款減去記入用戶的 9.9 ETH）。

作為獲得此服務報酬的交換，橋梁承擔用戶存款的最終風險：如果用戶存款在 7 天最終確定期內的任何時間被源鏈的排序器恢復，則橋梁將損失資金。這是因為橋已經將用戶資金記入目標鏈，但將不再通過規范橋接收用戶的原始存款。

橋接器與定序器

用戶如何確信，如果他們在源鏈上存入 10 ETH，他們將在目標鏈上收到 10 ETH（減去費用）？這歸結為各自橋的安全機制，我們將看到它看起來與定序器的安全機制非常相似。

當橋接器將資金記入目標鏈上的用戶時，用戶需要一種方法來驗證橋接資金是否已正確收到。理想情況下，橋接器還可以在發生錯誤時提供追索選項。橋提供這種保證的一種方式是允許用戶在挑戰窗口中挑戰橋。與欺詐證明過程非常相似，這允許用戶將自己的安全掌握在自己手中，并在他們從未按預期收到資金的情況下提供欺詐證據。這就是為什么橋將其交易歷史記錄發布到不可變的 DA 層非常重要，以便為用戶提供透明度，并向他們保證，如果他們確實挑戰橋，橋就無法修改其歷史記錄，并且必須糾正錯誤。

因此，現在很明顯，快速橋和定序器都需要 DA 層，以便讓用戶相信他們正在誠實地處理交易。

橋的安全性取決于它向其發布狀態的 DA 層及其爭議機制。

這些快速橋梁可以為用戶提供經濟原子性，而無需技術原子性。如果用戶可以表達他們在一個匯總上執行一筆交易的偏好，并以另一筆交易為條件，并且只有在滿足這兩個條件時才愿意付款，通過提供這些經濟激勵，快速橋梁為用戶提供了技術原子性的屬性在不同匯總之間缺乏某些實際通信或共享排序層的情況下，將其執行外包給專門機構。

橋還可以通過發布到目標鏈的附帶消息以及有效性證明來為用戶提供安全保證。這些類型的橋稱為ZK橋。目標鏈需要部署一個合約，該合約可以模擬源鏈的共識，并可以驗證源鏈上所聲明的事件是否發生。有效性證明用作此驗證合約的輸入，以向合約證明發送到目標鏈的消息是在源鏈上發送的請求的準確表示。

當然，如果網橋不想透明且不可變地在任何地方發布數據，也可以使用 PoA。

5、意圖

意圖是用戶希望滿足的一組偏好，包括他們希望滿足這些偏好的目標鏈。

意圖市場提供跨一個或多個鏈存儲意圖的規范歷史記錄??。意向市場允許用戶表達他們的偏好，中繼者可以滿足這些偏好，并為滿足這些偏好提供驗證。如果用戶認為中繼者沒有正確實現他們的意圖，那么意圖市場應該為用戶提供一種對中繼者提出爭議或挑戰的方式。

這聽起來很像一座橋。

意圖與橋梁

意圖是創新的，因為它們為表達和執行交易的不同的、更靈活的機制/語言打開了設計空間。

意向市場不一定是跨鏈的，但它已經做好了跨鏈的準備，因為它已經定義了一種新的范式和語言來表達偏好和存儲規范的意向歷史。

因此，跨鏈意圖市場可以被認為是通用消息橋接的更具體形式。

Archetype 團隊在之前的文章中概述了意圖系統（SUAVE、Anoma）的具體示例。

6、CEX/DEX

我們在這篇文章的開頭首先回顧了在加密貨幣時代的億萬年前，CEX 是如何成為加密資產的主要樞紐的。鑒于我們剛剛概述的自那時以來的所有演變，CEX/DEX 在當今的框架中處于什么位置？

CEX 本質上的功能類似于 dApp 和Token橋，因為您可以使用它們作為將Token從一個網絡轉移到另一個網絡的方式。您幾乎可以將 CEX 視為權威證明橋梁。如果用戶的資金被盜，該交易平臺幾乎無法為用戶提供追索權。主要的途徑是親自合法地向 CEX 提出質疑。GLHF。存在于單鏈上的 DEX 是 dApp。跨鏈 DEX 就像Token橋加上 dApp。

三、結論

讓我們回顧一下我們構建的模型的完整圖表：

區塊鏈互操作性堆棧在過去幾年中經歷了多次迭代，為歷史上密切關注該領域的人們留下了有價值的收獲。無論您使用哪種循環流行語（排序器、橋接器和跨鏈意圖市場），互操作性基礎設施都從相同的首要原則功能開始：

1）規范地對交易進行排序（無論是單鏈還是跨多鏈）

2）將數據發布到透明且不可變的 DA 層

3）提供數據證明/驗證機制

牢記這些原則，我們可以提出更好的問題，并更好地評估未來互操作性堆棧中的價值將在哪里產生。