读懂Optimism:为以太坊创造一个光明的未来

撰文:Nansen

编译:TechFlow

简介

人人都听说过以太坊2.0,以及它是如何解决以太坊扩容问题的。那如果我告诉你,不管有没有以太坊2.0,以太坊都已经得到扩容了呢?

从工作量证明(PoW)向股权证明(PoS)共识模式的转变只是冰山一角。最后真正的挑战是为区块链的可扩展性创建一个全新的框架,从单片式区块链转向模块化区块链。这是以太坊针对区块链三元悖论问题给出的解决方案,目标是在提高吞吐量的同时保持去中心化和安全性。区块链三元悖论指的是,区块链必须在三个核心原则(去中心化、速度、安全性)之间进行权衡,任何一个原则都不太可能在不牺牲另一个原则的情况下得到改善。

对于那种在单一链上进行所有计算和处理的区块链,说好听点叫单片式区块链。如今大多数第一层(L1)都遵循这种结构,都属于单片式区块链。与此相反的是模块化区块链,它会将链拆分为执行层、安全层和数据可用性层。每条链都有特定的作用,并建立在另一条链之上,以获得前一层区块链的特质。在以太坊中,以太坊L1是安全和数据可用性层,建立在其上的第二层(L2)则作为执行层。

模块化架构的目标是希望在每个层面上都比单片式区块链厉害几个数量级。其目的是让L2能够做任何单片式L1能做的事情,并且要做得更好,同时还能与其他L2无缝互相操作。Optimism就是以太坊L2的一个例子,其目的就是要实现上述目标。

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单片式与模块化的区块链结构

什么是Optimism?

Optimism是第一个以太坊L2,引领着以太坊虚拟机(EVM)兼容Optimistic Rollup解决方案的发展。Optimism和以太坊差不多,能够大规模处理交易的同时还保有以太坊的安全性。

Optimistic Rollup的名字来自于交易的处理方式。默认情况下,人们会乐观地认为交易是准确的,并不需要进行计算。它依靠欺诈证明机制来确保交易的合法性。验证者(任何运行Optimism “完整节点 “的人)能够对排序者提交的交易提案的有效性发起挑战,然后rollup将通过在以太坊上执行交易计算进行检查。Optimism设置的挑战期为1周,交易提案在挑战期内得到质疑后,最终会得出结果然后提交给以太坊主网。

如果提案被证明具有欺诈性,那么验证者会得到奖励,排序者则会受到惩罚。排序者需要绑定ERC-20代币池,奖励就是从这里面来的。Optimism中的代币就是ETH。这就形成了一种激励机制,鼓励验证者抓坏人,排序者只提交准确的交易提案。欺诈性的提案会被删除,正确的提案才会最终实现。交易本身不会受到任何影响,只有该交易的欺诈性提案结果会被删除。

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欺诈证明工作原理的简述

除了它的技术实力,Optimism还有一个耐人寻味的地方:它背后的组织是一个公共福利公司,目标是支持公益项目。由于该项目还没有完全去中心化,该团队把中心化排序者得到的所有利润捐给了以太坊上的公共产品,用于它们的扩展和维护工作。2021年,该团队向此类项目共捐赠了100万美元。

Optimism带来了什么好处?

Optimism主要带来了4个好处:EVM等效性,数据安全,速度和成本。

即使说Optimism不是最兼容EVM的链,那也是其中之一,重点是它在EVM等效性这件事上更近了一步。Optimism能够使用Optimistic虚拟机(OVM)支持任何以太坊应用程序,这是一个与EVM兼容的虚拟机。开发人员能够把任何基于以太坊的dApp用到Optimism上,并且几乎不需要改变架构。这样一来,以太坊上的去中心化应用程序(dApps)可以无缝地整合到Optimism上。

与Ronin等侧链不同,Ronin有自己的安全措施,因为它们是独立运行的,而像Optimism这样的rollup可以直接从以太坊主网获得安全保护。交易是在Optimism上处理的,但交易的数据则被写入并存储在以太坊上。因此,Optimism既保有以太坊的安全性,同时还能保证可扩展性。

以太坊的使用环节中,计算这一步非常缓慢并且昂贵。通过默认不计算交易,Optimism能够提高10-100倍的可扩展性,具体数值取决于交易的性质。Optimism几乎能实现即时交易,让用户能够立刻检查他们的交易结果;并且在Optimism上交易也很便宜,成本只是以太坊交易成本的一小部分。

目前,Optimism上的基础转账费用为1.66美元,而以太坊上的费用为8.77美元。据估计,Optimism共节省了3.35亿美元以上的链上交易矿工费。

Optimism有什么缺点吗?

Optimism主要有3个缺点:提款时间较长且费用较贵,网上用户之间潜在的激励偏差,L1的潜在审查交易。

由于欺诈证明的挑战期为1周,通过官方Optimism跨链桥提款的等待期也为1周。使用过程中一定要注意这点,因为通过主链桥的提款一旦提交就不能撤销。通过主链桥提款的成本很高,有可能超过100美元,因为桥上设置了大量的安全措施。这样一个漫长且昂贵的提款期会对Optimism的接受度和可组合性产生不利影响。

为了解决这个问题,出现了第三方链桥,如Hop exchange。这些链桥能够实现即时提款,并且通常比主链桥便宜。Optimism正在努力降低提款费用,但离必要的更新还有几个月的时间。

该网络依赖于鼓励验证者挑战欺诈性提案、排序者提交正确提案的激励机制。如果欺诈性提案较少或没有,验证者从操作节点中获得的奖励就很少或压根没有,因为他们只有在成功挑战欺诈性提案时才会获得奖励。这就抑制了验证者操作节点的积极性。如果没有了验证者,排序者就能够随意提交欺诈性交易,那么就会导致网络故障。

然而,这种情况不太可能发生。除了可能获得的潜在网络奖励外,还有激励机制鼓励用户充当诚实的验证者。为了保证协议的正常运行,Optimism上的应用(如第三方桥,DeFi协议)都有激励措施鼓励用户成为诚实的验证者。

排序者可能会贿赂以太坊矿工:如果某一交易有足够的价值,排序者可以用很低的成本让欺诈性提案在计算检查期间通过。这会破坏网络中的信任,并且导致网络故障。不过这种情况也不太可能发生,因为矿工与以太坊网络的激励机制是保持一致的。如果这种情况发生,以太坊网络本身的价值将受到负面影响。矿工会因为贪图这种一次性奖励而损失作为以太坊矿工的长期价值。诚实的排序者和验证者倾向于用更高的报酬来贿赂矿工,因为所涉及的总价值可能会高于一次交易的价值。

Optimism与Arbitrum相比如何?

Optimism是第一个发明与EVM兼容的Optimistic Rollup协议的公司,但是主网启动的延迟让Arbitrum获得了优势。例如,Uniswap已经率先在Optimism上发行,但由于Optimism延迟的问题,Uniswap团队提议在等待Optimism的时候,可以在Arbitrum发行。

Optimism和Arbitrum都是Optimistic Rollup,因此在很多方面都很相似,主要区别在于他们的欺诈证明系统。Optimism选择了非交互式欺诈证明,它会重新执行整个交易指令并在L1上执行所需的计算以获得结果。

与此相反的是,Arbitrum选择了交互式欺诈证明,只执行在L1上有争议的特定步骤。对争议部分进行剖析和分解,直到确定导致争议的具体步骤。剖析由排序者和验证者进行,只有当争议范围被缩小到的具体步骤时,才会在L1上执行计算,以确认最后的结果。

非交互式欺诈证明的好处是,它在设计上要简单得多,省去了各个相关方的协调需要,因此欺诈证明才得以瞬间完成。交互式欺诈证明需要两方或多方合作对挑战进行仔细研究,因此需要更长的解决时间。其缺点是,在L1上计算整个交易的成本要比计算单一步骤高得多。在非交互式欺诈证明中,可以获得有效验证的区块和交易大小也有限制(基于L1),但是交互式欺诈证明就不存在这种限制,因为它只需要验证单一步骤。

Optimism目前正在努力转向与EVM等效的交互式欺诈证明模式,这与他们的整体目标一致。EVM等效和EVM兼容之间的区别是,前者在EVM上进行处理,而后者在兼容的虚拟机上进行处理,如Arbitrum虚拟机(AVM),这就像目前在Arbitrum上进行的那样。Arbitrum团队也在努力实现EVM等效性。打铁还需自身硬,很明显,这两个项目都在努力突破Optimistic Rollup的界限,不断创新并相互学习。

过去30天里,Optimism有45.2万个唯一活跃地址,而Arbitrum有66.8万个,略胜一筹。然而,Optimism目前在链上交易的表现比Arbitrum更好。这表明虽然目前Optimism的用户群较小,但用户在链上的参与积极性更高。

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Arbitrum的每日交易量

如何与Optimism互动?

基于以太坊的大型dApps,如Uniswap和Synthetix已经在链上得到部署,并全面运作。Optimism有一个不断发展的原生生态系统,其中包括像Rubicon Finance这样的DeFi项目,还包括一个已经启动并正在运行的NFT市场:Quixotic。Optimism上出现了几个NFT集合,前三名分别是OptiPunk(CryptoPunks衍生品)、Optimistic Bunnies和OldEnglish。目前最流行的dApps是DeFi dApps;按日志发生率计算的话,前10名中有50%是DeFi应用。日志发生率是指一个实体的智能合约得到成功执行的次数。

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Optimism上各类dApp的日志发生率

你需要通过以太坊钱包(如MetaMask)连接到各种平台和dApp,这和你在以太坊上的做法类似。你需要先把ERC-20资产桥接到Optimism链上,然后再进行使用。这一步骤可以通过Optimism自己的链桥或第三方链桥来实现。对大多数交易来说,第三方链桥已经足够了,所以十分推荐。通常情况下,它更便宜,并且有即时提款的额外好处,而Optimism自己的链桥需要1周的等待期。

Optimism的未来将何去何从?

Optimism没有原生代币,短期内也没有发行原生代币的计划,但是未来早晚会发生。中心化的交易所可能会提供直接进入Optimism的通道,类似于Binance和Huobi等交易所为Arbitrum提供的通道。这样一来,用户可以绕过桥接步骤,直接把资产存入Optimism,减少桥接相关的成本。

Optimism团队未来会逐步实现网络的去中心化;一旦关键性网络升级和改进措施开始启动,我们就能看到Optimism去中心化的实现。目前,该团队已经禁用了之前的欺诈证明,正在努力建立重新改进后的交互式欺诈证明模型。

Optimism生态系统正在日渐壮大,为Aave等主要DeFi应用在链上的部署提出了管理建议。在Optimism上部署基于以太坊的dApps的过程比较便利,成功消除了现有dApps的进入障碍。无论是大批dApps在链上的成功部署,还是充满活力的生态系统的形成层,这些都只是时间问题。 鉴于Optimism的低交易费用,未来我们可能会看到更多的DeFi、NFT和GameFi项目在区块链上建立。

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Optimism上的智能货币与以太坊部分重合

智能资金的探索似乎还没有开始涉足Optimism,目前智能NFT矿机与以太坊的重合度最高,达到了10%。这表明Optimism还处于早期阶段,生态系统还有很大的潜力和空间,需要继续发展。

目前L2的解决方案还不能互相操作,只能存在于筒仓中。为了创建真正可扩展的以太坊,相互操作性是一个需要解决的关键要素。一旦关键性升级正式启动,Optimism实现更高程度的去中心化后,这很可能是Optimism未来要努力的方向。

以太坊2.0的推出会提高Optimism的能力。更快更高效的以太坊L1意味着所有建立在以太坊之上并依赖它的程序也会变得更高效。光有以太坊2.0可能无法满足对区块空间不断增长的需求,因此L2会成为满足这一需求的必要条件。

结论

L2解决方案还会继续存在,未来以太坊上大部分的交易都会在这发生。有人批评L2让用户操作变得更复杂了,因为用户必须采取更多的步骤来获取链上和链下的资产。按照目前的状况来说,这种批评还比较合理,但随着时间的推移,这个问题会通过第三方应用程序流程的简化或L2团队自己解决。ETH 2.0并没有导致它们被淘汰,而是赋予他们更高的扩展性和效率。

Optimism就是一种L2,它将在以太坊的扩容过程中发挥不可或缺的作用。他们已经为自己设定了一个较高的标准,努力实现EVM等效;并且尽管在发行时出现了延迟,他们最后还是坚持完成交付。Optimism程序部署的便利性会让许多现有DApps愿意一试,而且随着Optimism生态系统的建立,低矿工费也会吸引用户选择Optimism进行交易。除了开发软件,他们还积极支持并发展以太坊生态系统中具有较高影响力的项目,为它们提供资金。

目前,整个区块链驱动的世界还是处于开始阶段,而以太坊的模块化结构可能只是打开一个全新可能性的钥匙。我们大多数人都赞同跨链未来这一说法,不过更准确的说法应该是多链未来。

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