2021 年 11 月 04 日內(nèi)容目錄1 核心觀點 .............................................................................................................................................................31.1 本文核心觀點和內(nèi)容 ..................................................................................................................................32 以太坊 Layer2是什么？........................................................................................................................................32.1 以太坊 Layer2是拓展區(qū)塊鏈性能的重要方案 ...............................................................................................32.2 以太坊為什么需要 Layer2？ ........................................................................................................................32.3 以太坊 Layer2的技術(shù)原理有哪些？ .............................................................................................................43 以太坊 Layer2各方案的發(fā)展?fàn)顩r如何？ ................................................................................................................63.1Plasma、閃電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況 ......................................................................................................................63.2 Sidechains（側(cè)鏈）遇到了增長瓶頸.............................................................................................................73.3 Rollups 發(fā)展?jié)摿Υ?、爆發(fā)迅速 ....................................................................................................................94 以太坊 Layer2的代表項目有哪些？ ......................................................................................................................94.1 基于 OptimisticRollups 的代表項目...............................................................................................................94.2 基于 Zero-KnowledgeRollups 的代表項目....................................................................................................114.2.1 基于 Zero-KnowledgeRollups 的 zkSync............................................................................................114.2.2 StarkEX、StarkNet 和 dYdX 的發(fā)展情況 ............................................................................................125 以太坊 Layer2的潛在風(fēng)險與發(fā)展方向？ ..............................................................................................................14風(fēng)險提示..............................................................................................................................................................15圖表目錄圖表 1：2020 年底以來 ETH GasPrice 走勢 ...............................................................................................................4圖表 2：各 Layer2 方案的特點 .................................................................................................................................6圖表 3：閃電網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點和支付通道數(shù)據(jù)..................................................................................................................6圖表 4：ChivoWallet 在薩爾瓦多的用戶量和交易數(shù)據(jù)................................................................................................7圖表 5：ETH、BSC 和 Polygon 上智能合約中鎖定的所有資產(chǎn)的總價值（美元）..........................................................8圖表 6：ETH 和 BSC 上智能合約中鎖定的所有資產(chǎn)的總價值（美元）.........................................................................8圖表 7：BSC 和 Polygon 上智能合約中鎖定的所有資產(chǎn)的總價值（美元） ...................................................................8圖表 8：Solana 和 Terra 上智能合約中鎖定的所有資產(chǎn)的總價值（美元） ...................................................................9圖表 9：Arbitrum One 主網(wǎng)的總鎖倉價值（美元）和用戶量增長情況 .........................................................................9圖表 10：Arbitrum One 主網(wǎng)上 DeFi 項目總鎖倉價值（美元）排行榜 .......................................................................10圖表 11：Arbitrum One 主網(wǎng)上 Sushiswap 的 AMM 資金池.......................................................................................10圖表 12：ZKSync 在 gitcoin 的支付頁面..................................................................................................................11圖表 13：ZKSync2.0 中 Uniswap 的兌換頁面 ..........................................................................................................12圖表 14：StarkEX 的業(yè)務(wù)實現(xiàn)邏輯 .........................................................................................................................12圖表 15：dYdX 訂單簿撮合效率與傳統(tǒng) CEX 幾乎無異 ..............................................................................................13圖表 16：2021 年下半年以來 dYdX 永續(xù)合約的交易量.............................................................................................14圖表 17：StarkNet 的業(yè)務(wù)實現(xiàn)邏輯........................................................................................................................14P.2 請仔細閱讀本報告末頁聲明------------------------------------------------------------2021 年 11 月 04 日1 核心觀點1.1 本文核心觀點和內(nèi)容市場普遍擔(dān)心區(qū)塊鏈的并發(fā)性、可拓展性會成為限制其上應(yīng)用落地的瓶頸，尤其對于公鏈生態(tài)而言，尚不能支持大規(guī)模、高復(fù)雜性應(yīng)用。

以以太坊為例，作為全球最大規(guī)模的公鏈生態(tài)，一直在討論如何升級、擴容，而對主網(wǎng)的改動難度較大，Layer2（二層網(wǎng)絡(luò)）成為可行方案，也是下一階段其上的元宇宙生態(tài)能否繁榮的基礎(chǔ)經(jīng)過幾年的發(fā)展，Layer2（二層網(wǎng)絡(luò)）從理論雛形進入到應(yīng)用落地階段本報告對幾種主流方案出發(fā)，以發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮?OptimisticRollupsRollups 和 Zero-KnowledgeRollups等幾個典型的以太坊二層網(wǎng)絡(luò)解決方案為案例，對 Layer2 行業(yè)發(fā)展進行深入剖析Layer2 對 Dapp（去中心化應(yīng)用）的發(fā)展推動效果是明顯的就 DEX（去中心化交易）來說，由于效能較低的主鏈限制，促進了 AMM（自動化做市）的崛起，但對于交易用戶來說（尤其是量化、期貨合約用戶），訂單簿撮合模式顯然是最為方便的Layer2 顯然是實現(xiàn)鏈上訂單簿型交易所的最佳方案，這方面典型的案例是 dYdX，其訂單簿撮合效率與 CEX（中心化交易所）幾乎無異，且用戶在鏈上完成注冊，整個交易過程透明可信最后，我們對 Layer2 潛在的風(fēng)險與發(fā)展方向做了簡單探討Layer2 難以達不到主網(wǎng)的安全程度，同時也存在不同于主網(wǎng)的安全風(fēng)險。

同時，其上衍生的各類大規(guī)模應(yīng)用也逐步進入監(jiān)管的視野2 以太坊 Layer2是什么？以以太坊網(wǎng)絡(luò)為例，數(shù)以千計的 Dapp（去中心化應(yīng)用）運行其上，而底層的一致共識區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)則出現(xiàn)了較為嚴重的擁堵現(xiàn)象，為分擔(dān)底層網(wǎng)絡(luò)的負擔(dān)，Layer2（二層網(wǎng)絡(luò)）想在二層網(wǎng)絡(luò)上解決各類應(yīng)用的運行速度和擴展性等問題本節(jié)以以太坊的二層網(wǎng)絡(luò)為例進行梳理2.1 以太坊 Layer2是拓展區(qū)塊鏈性能的重要方案以太坊（ETH）Layer2 是一類拓展以太坊區(qū)塊鏈性能的方案，其基本思路是通過在“主鏈外”的二層網(wǎng)絡(luò)上進行計算、交易等業(yè)務(wù)處理，以獲得較快速的響應(yīng)、高擴展性和低費用，并將最終的狀態(tài)變更結(jié)果反饋到“主鏈上”，從而減少“主鏈上”的負擔(dān)，實現(xiàn)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的可拓展性對于任意一條區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，都存在著安全性、可拓展性和去中心化的“不可能三角”問題ETH Layer2 則可視為針對這一問題的“中間解”，即在犧牲部分安全性的條件下，保留去中心化性質(zhì)，極大地增強區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)可拓展性的方案而二層網(wǎng)絡(luò)上面的數(shù)據(jù)結(jié)果會反饋到主鏈上獲得共識2.2 以太坊為什么需要 Layer2？隨著以太坊用戶的激增和無數(shù) Dapp 的興起，以太坊的性能不足問題愈發(fā)明顯。

由于以太坊區(qū)塊容量和每個區(qū)塊 Gas 上限的限制，使得其 TPS 僅能達到 15 左右，這就導(dǎo)致了交易確認時間過長、高峰時網(wǎng)絡(luò)擁堵嚴重和網(wǎng)絡(luò)手續(xù)費（gas fee）居高不下等問題，進而阻礙了低凈值用戶的進入、小額高頻交易和許多長尾項目的發(fā)展而在 ETH 2.0 遙遙無期的情況下，ETH Layer2 是當(dāng)下以太坊擴容的最佳方案P.3 請仔細閱讀本報告末頁聲明------------------------------------------------------------2021 年 11 月 04 日例如，根據(jù) gasnow 網(wǎng)站的統(tǒng)計，在 2021 年上半年，ETH GasPrice 幾乎一直保持在 100以上、個別時段達到了 200 以上、最高峰時甚至接近 400這些數(shù)據(jù)意味著在 ETH 網(wǎng)絡(luò)上進行一筆基礎(chǔ)的兌換操作時，需要花費價值約 140 美元的 gasfee，這一數(shù)字對于一些小額高頻交易者和低凈值用戶來說是難以負擔(dān)的而 ETH Layer2 通過將交易的具體運算放在“鏈下”完成后再將最終結(jié)果傳回“鏈上”，可以大大降低所消耗的 gasfee，從而降低了用戶的使用成本圖表 1：2020 年底以來 ETH GasPrice 走勢資料來源：gasnow.org，國盛證券研究所2.3 以太坊 Layer2的技術(shù)原理有哪些？主流的 ETH Layer2 方案按技術(shù)原理可分為 Plasma、Rollups 和 Sidechains，它們在實現(xiàn)邏輯、安全性、可拓展性和去中心化程度等方面各有優(yōu)劣。

1. PlasmaPlasma 實際上是以太坊對比特幣閃電網(wǎng)絡(luò)的模仿，它最早由以太坊核心開發(fā)者Vitalik 和比特幣閃電網(wǎng)絡(luò)開發(fā)者 Joseph Poon 在他們的論文《Plasma: ScalabeAutonomous Smart Contracts》中提出Plasma 的實現(xiàn)邏輯是，將交易的具體計算和儲存轉(zhuǎn)移到子鏈上，僅將最終的狀態(tài)變更結(jié)果記錄在主鏈上如果用戶對提交上鏈的結(jié)果存在異議，可以在規(guī)定的“挑戰(zhàn)期”內(nèi)提供“欺詐證明”，一旦“欺詐證明”被主鏈節(jié)點驗證有效，正確的結(jié)果將會覆蓋錯誤的，挑戰(zhàn)者也可獲得原驗證節(jié)點的部分押金理論上來說，Plasma 可以達到無限的拓展空間，但在實踐中，其安全性存在較大風(fēng)險由于交易的具體內(nèi)容保存在鏈下，除個別驗證節(jié)點外，其他節(jié)點無法獲得原始的交易數(shù)據(jù)，倘若所有的驗證節(jié)點同時怠機，用戶在子鏈上的資金將無法取回受限于此，Plasma 方案在 ETH Layer2 中的應(yīng)用不如其他方案2. RollupsRollups 即匯總交易的意思，是 ETH Layer2 的主要發(fā)展方向之一相較于 Plasma，Rollups 在可拓展性方面略遜一籌，但在安全性方面有了極大地提升。

Rollups 的改進之處在于將原始的交易數(shù)據(jù)也記錄在主鏈上，使得任何節(jié)點都可根據(jù)交易數(shù)據(jù)成為新的驗證節(jié)點如此一來，用戶不再依賴于特定的驗證節(jié)點，哪怕原始的驗證節(jié)點怠機，用戶也可正常提取資金Rollups 可進一步被細分為 OptimisticRollups 和 ZK-RollupsP.4 請仔細閱讀本報告末頁聲明------------------------------------------------------------2021 年 11 月 04 日OptimisticRollups 即樂觀匯總交易，依靠驗證節(jié)點和挑戰(zhàn)者間的博弈保障資金安全驗證節(jié)點將交易數(shù)據(jù)和最終狀態(tài)變更結(jié)果打包上鏈后，會進入一個“挑戰(zhàn)期”，期間資金將被鎖定，無法轉(zhuǎn)移如果其他節(jié)點發(fā)現(xiàn)驗證節(jié)點提交的結(jié)果和交易記錄有出入，即可提交“欺詐證明”，使得正確的狀態(tài)變更結(jié)果將錯誤的覆蓋，并獲得原驗證節(jié)點的押金在“欺詐證明”被證實前，其他節(jié)點默認原驗證節(jié)點提交的狀態(tài)變更結(jié)果是正確的，所以這類 Rollups 被稱為樂觀匯總交易OptimisticRollups 的優(yōu)點在于開發(fā)門檻較低，可以兼容較復(fù)雜的智能合約例如由OffChainLabs 團隊開發(fā)的 ArbitrumOne，已經(jīng)兼容了許多 ETH 主網(wǎng)上的熱門 DeFi項目，包括 Balancer、Curve、Uniswap 和 Sushiswap 等。

OptimisticRollups 的 缺 點 在 于 可 能 發(fā) 生 的 安 全 風(fēng) 險 和 漫 長 的 “ 挑 戰(zhàn) 期 ” OptimisticRollups 的安全性依賴于挑戰(zhàn)者和驗證節(jié)點間的博弈，實際上是由驗證節(jié)點的押金而非代碼擔(dān)保的在博弈過程中，有可能會受到“審查攻擊”，即驗證節(jié)點串通礦工不打包挑戰(zhàn)者的“欺詐證明”，一旦“挑戰(zhàn)期”結(jié)束，錯誤的結(jié)果將無法回滾，用戶的資金就有被盜的風(fēng)險為保障潛在的挑戰(zhàn)者有充足的時間監(jiān)督驗證節(jié)點，“挑戰(zhàn)期”一般被設(shè)臵為 7-14 天，這一漫長的過程對于追求資本效率的用戶來說是無法容忍的Zk-Rollups（ZeroKnowledgeRollups），即零知識匯總交易，依靠密碼學(xué)原理保障資金安全Zk-Rollups 選取的是“有效證明”的思路，其實現(xiàn)邏輯是，驗證節(jié)點會將一個“零知識證明”一同打包上鏈，其他節(jié)點只需要運算該證明即可認定驗證節(jié)點提交的狀態(tài)變更結(jié)果是正確無誤的這樣做的好處是，運算“零知識證明”要比直接運算每筆交易簡單、快捷得多，而且其正確性是由密碼學(xué)原理保證的，而非驗證節(jié)點的押金所擔(dān)保的Zk-Rollups 的優(yōu)點在于摒棄了 OptimisticRollups 中“挑戰(zhàn)期”的設(shè)定，使得主鏈與子鏈間資金轉(zhuǎn)移的速度極快。

Zk-Rollups 的缺點在于技術(shù)不成熟導(dǎo)致的安全隱患和較差的兼容性在一些零知識證明算法中，如簡潔非交互零知識證明，算法中一些與安全相關(guān)的隨機數(shù)是由初始節(jié)點選取的，倘若有惡意節(jié)點保存了這些隨機數(shù)，就可以生成虛假的零知識證明，從而盜取子鏈上的資金此外，由于生成“零知識證明”要比具體運算每筆交易復(fù)雜得多，對于一些復(fù)雜的智能合約，尚沒有通用的、簡單的生成方法，使得 Zk-Rollups 暫時還無法兼容大部分 DeFi 項目目前，Zk-Rollups的 Layer2 網(wǎng)絡(luò)僅能夠?qū)崿F(xiàn)“轉(zhuǎn)賬”、“期貨交易”和“鑄造 NFT”的操作3. Sidechains（側(cè)鏈）Sidechains（側(cè)鏈）指兼容以太坊虛擬機、與以太坊網(wǎng)絡(luò)并行運行的的獨立區(qū)塊鏈側(cè)鏈不是以太坊網(wǎng)絡(luò)的子鏈或直接的二層網(wǎng)絡(luò)，為了提升交易吞吐量并加快交易確認速度，它們所采用的共識模型一般也與以太坊不同例如 BSC（Binance SmartChain）和 Polygon（Matic）網(wǎng)絡(luò)，它們采用的都是權(quán)益證明（ProofofStake）共識機制，而非工作量證明（ProofofWork）盡管側(cè)鏈在可拓展性和效率上有了顯著提升，但其安全性和去中心化程度都要弱于以太坊網(wǎng)絡(luò)。

P.5 請仔細閱讀本報告末頁聲明------------------------------------------------------------2021 年 11 月 04 日圖表 2：各 Layer2 方案的特點PlasmaOptimisticRollu Zk-RollupsSidechainsps不在主鏈保存原在主鏈保存原始在主鏈保存原 與主鏈相互獨始交易數(shù)據(jù)、專門 交易數(shù)據(jù)、專門的 始交易數(shù)據(jù)、 立、自行負責(zé)的驗證節(jié)點和“欺 驗證節(jié)點和“欺詐 專門的驗證節(jié) 安全性和共識實現(xiàn)邏輯詐證明”證明”點和“有效證 實現(xiàn)過程明”安全性低高低中中中中中中低高低可拓展性去中心化程度資料來源：國盛證券研究所整理3 以太坊 Layer2各方案的發(fā)展?fàn)顩r如何？3.1Plasma、閃電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況閃電網(wǎng)絡(luò)是比特幣的二層網(wǎng)絡(luò)，其原理是在比特幣錢包地址間構(gòu)建點對點的支付通道，再由支付通道共享節(jié)點來搭建支付網(wǎng)絡(luò)與 Plasma 類似，二層網(wǎng)絡(luò)中的交易不會被記錄在主鏈上，只有提取資金時才將余額變更結(jié)果上傳至主鏈同樣地，提取閃電網(wǎng)絡(luò)中的資金需要等待一段時間的挑戰(zhàn)期，如果期間支付通道的另一方提出異議并提供“欺詐證明”，則可獲得另一方的保證金并覆蓋錯誤的余額變更結(jié)果。

圖表 3：閃電網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點和支付通道數(shù)據(jù)資料來源：explorer.acinq.co，國盛證券研究所閃電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展?fàn)顩r要比 ETH Plasma 好得多，無論是在用戶數(shù)量還是應(yīng)用場景方面截止至 2021 年 10 月，閃電網(wǎng)絡(luò)擁有 15566 個節(jié)點和 73076 條支付通道薩爾瓦多在正式支持比特幣作為該國的法定貨幣后，也推薦其國民使用閃電網(wǎng)絡(luò)進行日常支付或轉(zhuǎn)賬根據(jù)閃電網(wǎng)絡(luò)錢包服務(wù)商 ChivoWallet 顯示的數(shù)據(jù)，累計有超過 220 萬的薩爾瓦多公民使用過閃電網(wǎng)絡(luò)錢包，而這一數(shù)字已經(jīng)超過了薩爾瓦多任何一家銀行的用戶量除此之外，著名社交平臺推特也在 2021 年 9 月 23 日宣布支持用戶通過閃電網(wǎng)絡(luò)向博主支付比特幣小費這一舉動無疑也可為閃電網(wǎng)絡(luò)帶來更多的用戶和交易P.6 請仔細閱讀本報告末頁聲明------------------------------------------------------------2021 年 11 月 04 日圖表 4：ChivoWallet 在薩爾瓦多的用戶量和交易數(shù)據(jù)資料來源：explorer.acinq.co，國盛證券研究所Plasma 可以視作以太坊開發(fā)者對比特幣閃電網(wǎng)絡(luò)的借鑒，但這一模式并不適合以太坊網(wǎng)絡(luò)，所以其發(fā)展幾乎停滯。

以太坊網(wǎng)絡(luò)與比特幣網(wǎng)絡(luò)并不完全相同，以太坊是一個虛擬機，其地址的賬戶狀態(tài)可被任意節(jié)點調(diào)用，Plasma 中的每筆交易都會影響整個二層網(wǎng)絡(luò)的賬戶狀態(tài)在閃電網(wǎng)絡(luò)中，用戶僅需要盯住與自己共同構(gòu)建支付通道的節(jié)點沒有提交虛假的余額變更結(jié)果即可保證安全；在 Plasma 中，用戶需要關(guān)注整個二層網(wǎng)絡(luò)的交易和狀態(tài)變更，而監(jiān)控如此龐大的數(shù)據(jù)量對于普通用戶來說是難以實現(xiàn)的3.2 Sidechains（側(cè)鏈）遇到了增長瓶頸Sidechains 由于開發(fā)的便利性優(yōu)勢，最先承接了 ETH 的溢出價值ETH 網(wǎng)絡(luò)的擁擠和Rollups 方案緩慢的研發(fā)進度為側(cè)鏈的爆發(fā)創(chuàng)造了條件2020 年 6 月，隨著 Compound開啟“流動性挖礦”和“借貸挖礦”，所謂的“DeFi 之夏”掀開了序幕，越來越多的項目、用戶和資金涌向了 ETH；與此同時，ETH 主網(wǎng)交易確認速度慢、gas fee 過高和交易吞吐量不足的缺點愈發(fā)暴露明顯側(cè)鏈的開發(fā)者們果斷地抓住了這次機會，推出了兼容以太坊虛擬機的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，移植了以太坊上熱門 Dapp 的智能合約，配合各種營銷策略，迅速吸引到了許多 ETH 溢出的用戶、資金和項目最具代表性的側(cè)鏈包括 BSC（BinanceSmartChain）和 Polygon（Matic）網(wǎng)絡(luò)。

BSC 是由幣安交易所資助開發(fā)，采用了權(quán)益證明共識機制的智能區(qū)塊鏈，也是最早上線的 ETH 側(cè)鏈之一相較于 ETH，BSC 以犧牲去中心化程度為代價，換取了更快的交易確認速度、更大的交易吞吐量和更低的 gas fee；同時，有著全世界現(xiàn)貨交易量最大的中心化交易所幣安的隱性背書，BSC 在獲得用戶流量的同時也打消了用戶的安全顧慮于是乎，自 2021 年 2 月以來，BSC 上的用戶量、總鎖倉價值和項目量都實現(xiàn)了快速增長，一躍成為總鎖倉價值僅次于 ETH 的智能區(qū)塊鏈，并遠遠甩開了其他 ETH 側(cè)鏈競爭者Polygon 是一種生態(tài)系統(tǒng)，可用于創(chuàng)建與以太坊兼容的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)和拓展解決方案，其主網(wǎng)正式上線于 2021 年 5 月相較于 BSC，Polygon 主網(wǎng)的交易確認速度和手續(xù)費低廉P.7 請仔細閱讀本報告末頁聲明------------------------------------------------------------2021 年 11 月 04 日程度有過之而無不及，也吸引到了不少的用戶和項目，其總鎖倉價值在所有 ETH 側(cè)鏈中僅次于 BSC圖表 5：ETH、BSC 和 Polygon 上智能合約中鎖定的所有資產(chǎn)的總價值（美元）資料來源：theblockcrypto.com，國盛證券研究所Sidechains 的價值捕獲能力目前已遇到了增長瓶頸。

以 BSC 為例，將其總鎖倉價值走勢與 ETH 對比可以發(fā)現(xiàn)，在“5.19”去杠桿之前，BSC 跟隨 ETH 一路上漲，甚至在一些時段增速更快；而在“5.19”之后，當(dāng) ETH 總鎖倉價值突破前高時，BSC 卻幾乎停滯，并沒有表現(xiàn)出曾經(jīng)的強勢而 Polygon 盡管其總鎖倉價值在“5.19”之后不但沒有回落還實現(xiàn)了增長，但由于其絕對體量較小，即使將它與 BSC 相加，所有以太坊側(cè)鏈的總鎖倉價值距離歷史高點仍有不小距離圖表 6：ETH 和 BSC 上智能合約中鎖定的所有資產(chǎn)的總價值（美元）資料來源：theblockcrypto.com，國盛證券研究所圖表 7：BSC 和 Polygon 上智能合約中鎖定的所有資產(chǎn)的總價值（美元）資料來源：theblockcrypto.com，國盛證券研究所側(cè)鏈遇上增長瓶頸的原因包括：短時間涌現(xiàn)出其他性能更強、費用更低的非以太坊側(cè)鏈區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)分流；更為值得關(guān)注的是，在去中心化、安全和技術(shù)方面更先進的RollupsLayer2 網(wǎng)絡(luò)分流首先，不同于工作量證明共識機制，權(quán)益證明共識機制不具備算力這一客觀參考指標(biāo)來衡量其網(wǎng)絡(luò)的抗沖擊能力，哪怕一些側(cè)鏈有著中心化機構(gòu)的背書，它們能夠凝聚的共識和承載的價值都是有限的。

其次，非以太坊側(cè)鏈區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的異軍突起也分流了不少側(cè)鏈的用戶例如，Solana 和 Terra 的總鎖倉價值在 9 月份和 10月份都曾突破 100 億美元最后，被部分用戶譽為“Real Layer2”的 RollupsLayer2 網(wǎng)P.8 請仔細閱讀本報告末頁聲明------------------------------------------------------------2021 年 11 月 04 日絡(luò)陸續(xù)上線，使得側(cè)鏈的發(fā)展空間進一步被壓縮圖表 8：Solana 和 Terra 上智能合約中鎖定的所有資產(chǎn)的總價值（美元）資料來源：theblockcrypto.com，國盛證券研究所3.3 Rollups 發(fā)展?jié)摿Υ蟆⒈l(fā)迅速Rollups 或?qū)⒊?Sidechains，成為被普遍接受的 Layer2 方案相對于 Sidechains， Rollups是更安全、更去中心化的解決方案過去一段時間，受限于 Rollups 方案在技術(shù)上尚未成熟，ETH 生態(tài)的溢出價值被 Sidechains 所捕獲；最近，隨著基于 Rollups 原理的 Layer2主網(wǎng)正式上線，用戶、資金和項目已展現(xiàn)回流趨勢。

例如，自從基于 Optimistic Rollups 技術(shù)的 ETH Layer2 主網(wǎng) ArbitrumOne 在 2021 年 9月 1 日正式上線以來，其用戶數(shù)量和總鎖倉價值都實現(xiàn)了飛速增長不僅如此，ETH 主網(wǎng)上的許多頭部項目也已在 ArbitrumOne 上線，例如 1INCH、Uniswap、Sushiswap、Curve 和 Balancer 等，使得其生態(tài)日趨完整總體而言，ArbitrumOne 的總鎖倉價值和用戶量保持了增長的趨勢在 9 月 12 日，兩項數(shù)據(jù)都實現(xiàn)了暴漲，隨后幾天盡管總鎖倉價值突破在 25 億美元后又回落到 15 億美元，但后續(xù)仍保持了穩(wěn)步增長的勢頭，逐步穩(wěn)定在 20 億美元以上；用戶量的增速雖然有所下降，但整體趨勢仍是向上的，并且突破了 20 萬大關(guān)圖表 9：Arbitrum One 主網(wǎng)的總鎖倉價值（美元）和用戶量增長情況資料來源：arbiscan.io，國盛證券研究所4 以太坊 Layer2的代表項目有哪些？4.1 基于 OptimisticRollups 的代表項目P.9 請仔細閱讀本報告末頁聲明------------------------------------------------------------2021 年 11 月 04 日Arbitrum 是一款由 OffChainLabs 團隊開發(fā)的、基于 OptimisticRollup 技術(shù)的 ETHLayer2項目，也是所有 RollupsLayer2 項目中發(fā)展最好的，其用戶量、項目數(shù)量和總鎖倉價值均是第一。

根據(jù) DeFiLlama 的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，Arbitrum 上總鎖倉價值排名前十的項目中，Sushiswap、Anyswap、Curve 和 Abracadabra 的鎖倉量均達到了 3 億美元圖表 10：Arbitrum One 主網(wǎng)上 DeFi 項目總鎖倉價值（美元）排行榜資料來源：defillama.com，國盛證券研究所以總鎖倉價值最高的 Sushiswap 為例，WETH/MIM（以太坊與穩(wěn)定幣）交易對資金池的深度已達 2.2 億美元，基本可以將單筆百萬美元級別的交易滑點控制在 1%內(nèi)圖表 11：Arbitrum One 主網(wǎng)上 Sushiswap 的 AMM 資金池資料來源：defillama.com，國盛證券研究所Arbitrum 在技術(shù)上更具優(yōu)勢，它采用的交互式欺詐證明是更高效、靈活的，可以最小化鏈上仲裁節(jié)點的工作量交互式欺詐證明的方法基于對爭議的剖析，假如驗證節(jié)點一共擔(dān)保了 N 個步驟的交易，挑戰(zhàn)者將與驗證節(jié)點在鏈下進行多輪交互，直至將雙方存在爭議的部分縮至最小范圍，再提交給鏈上仲裁節(jié)點解決可以這樣理解 Arbitrum 運行機制：以學(xué)校作業(yè)管理系統(tǒng)為比喻（每份作業(yè)就好比鏈上的交易任務(wù)），以太坊主網(wǎng)（L1）管理者全校學(xué)生的作業(yè)情況，而為減輕以太坊的直接工作量，學(xué)校每個班設(shè)臵一個課代表負責(zé)收取并批改每份作業(yè)，打包（即 rollup 塊）后統(tǒng)一錄入以太坊主網(wǎng)。

而作業(yè)具體情況是否有欺詐則采用多輪欺詐證明來解決爭議這就好比設(shè)臵了幾位檢查委員，按照算法去檢查每個包內(nèi)作業(yè)的真實情況，檢查委員要以押上P.10 請仔細閱讀本報告末頁聲明------------------------------------------------------------2021 年 11 月 04 日個人學(xué)分（即以太坊上的 ETH 代幣抵押）來確保公正經(jīng)過一周的爭議窗口期后，最終以太坊才最終確認作業(yè)的批改情況因此，Arbitrum 用戶將資產(chǎn)從 L1 轉(zhuǎn)到 L2 則相當(dāng)于以太坊主網(wǎng)轉(zhuǎn)賬一樣是實時的，但是從 L2 撤回資產(chǎn)到 L1 則要經(jīng)過一周的窗口期時間Arbitrum 的生態(tài)發(fā)展進入了良性循環(huán)隨著總鎖倉價值和用戶數(shù)量的雙增，越來越多的項目也樂于部署在 ArbitrumOne 主網(wǎng)上；而項目的增長也有利于進一步吸引資金和用戶進入 ArbitrumOne未來，ArbitrumOne 仍是值得關(guān)注的 Layer2 項目之一4.2 基于 Zero-KnowledgeRollups 的代表項目基于 Zero-Knowledge Rollups 原理的 Layer2 項目衍生出了兩種技術(shù)路線，分別是ZK-SNARKs（Zero-Knowledge SuccintNon-interactive Arguments of Knowledge；簡潔非交互零知識證明）和 ZK-STARKs（Zero-Knowledge Scalable Transparent Arguments ofKnowledge；簡潔全透明零知識證明）。

它們的代表項目有 zkSync、 StarkEX 和 StarkNetZK-STARKs 被認為是 ZK-SNARKs 的改進版本，旨在解決 ZK-SNARKs 的許多缺點首先，在 ZK-SNARKs 中，一些與安全相關(guān)的隨機數(shù)是需要初始節(jié)點選取的，如果有惡意節(jié)點保存了這些初始數(shù)據(jù)，它就可以利用初始數(shù)據(jù)生成虛假的證明，從而偷走用戶在 Layer2 的資金；但在 ZK-STARKs 中，并不需要設(shè)臵初始化可信值，而通過哈希函數(shù)碰撞進行更精密的對稱加密方式此外，在 ZK-SNARKs 中，所需的計算越多，驗證者和證明者之間的通信量也就越大；但在 ZK-STARKs 中，驗證者和證明者之間的通信量相對于計算的任何增量都是保持不變的，所以 ZK-STARKs 的整體數(shù)據(jù)量遠小于 ZK-SNARKs4.2.1 基于 Zero-KnowledgeRollups 的 zkSynczkSync是由MatterLabs團隊開發(fā)的一個基于 Zero-KnowledgeRollups原理的 ETH Layer2網(wǎng)絡(luò)，它采用的有效證明方式是 ZK-SNARKszkSync 網(wǎng)絡(luò)中最主要的產(chǎn)品是 zkWallet，它是用戶在 Layer2 網(wǎng)絡(luò)中的錢包，目前只兼容“轉(zhuǎn)賬”這一特定的交易行為。

zkWallet 的優(yōu)點是在同時進行多筆轉(zhuǎn)賬時，僅需要支付一次 gasfee，幫助用戶節(jié)省轉(zhuǎn)賬成本例如，用戶在 Gitcoin Grants 為眾籌項目批量捐款時，可以至多一次性完成 50 筆轉(zhuǎn)賬操作根據(jù)官方公布的數(shù)據(jù)，zkWallet 累計完成了近 400 萬筆交易，包括第 8-11 輪 Gitcoin Grants 中 98%的交易圖表 12：ZKSync 在 gitcoin 的支付頁面資料來源：gitcoin.co，國盛證券研究所P.11 請仔細閱讀本報告末頁聲明------------------------------------------------------------2021 年 11 月 04 日除了 zkWallet 之外，MatterLabs 也在積極開發(fā) zkEVM，它是一種以兼容零知識證明計算的方式執(zhí)行智能合約的虛擬機目前已在測試網(wǎng)上線了支持 Uniswap 的 zkSync2.0，這也是 ZK-Rollups Layer2 網(wǎng)絡(luò)首次兼容主網(wǎng)上的項目圖表 13：ZKSync2.0 中 Uniswap 的兌換頁面資料來源：gitcoin.co，國盛證券研究所4.2.2 StarkEX、StarkNet 和 dYdX 的發(fā)展情況StarkEX 和 StarkNet 都是由 StarkWare 公司開發(fā)的產(chǎn)品，前者是 ETH Layer2 可拓展引擎，后者是 ETH Layer2 網(wǎng)絡(luò)，它們采用的有效證明方式都是 ZK-STARKs。

StarkEx 是一個較為成熟的平臺，自 2020 年 6 月起已部署在 ETH 主網(wǎng)上，截止到 2021年 10 月 5 日，累計完成了 2700 萬筆交易和 800 億美元的交易額作為 ETH Layer2 可拓展引擎，它允許 DeFi 項目將它們的應(yīng)用程序部署、運行在 StarkEx 服務(wù)上，并為它們的交易結(jié)果生成零知識證明，最終將原始交易數(shù)據(jù)、狀態(tài)變更結(jié)果和相應(yīng)的證明記錄在ETH 主網(wǎng)上圖表 14：StarkEX 的業(yè)務(wù)實現(xiàn)邏輯資料來源：starkware.co，國盛證券研究所P.12 請仔細閱讀本報告末頁聲明------------------------------------------------------------2021 年 11 月 04 日StarkEx 系統(tǒng)具有鏈上組件和鏈下組件鏈下組件負責(zé)記錄各賬戶的實時狀態(tài)，執(zhí)行系統(tǒng)中的交易并生成相應(yīng)的零知識證明，再將交易后的狀態(tài)變更結(jié)果和相應(yīng)的證明發(fā)送到鏈上組件鏈上組件負責(zé)保管系統(tǒng)內(nèi)的資產(chǎn)，驗證鏈下組件上傳的證明的有效性，并將狀態(tài)變更結(jié)果記錄在 ETH 主網(wǎng)上在使用 StarkEx 服務(wù)的項目中，dYdXV3 是交易量最大、用戶數(shù)量最多的，也是運行在ETH Layer2 上的項目的典型代表。

dYdXV3 是架構(gòu)在 StarkEx 系統(tǒng)之上的去中心化永續(xù)合約交易所自從 2021 年 8 月 3 日公布了其平臺治理代幣的分發(fā)計劃以來，其交易量增長迅猛，高峰時單日交易量一度達到了 93 億美元，成為全網(wǎng)交易量最大的 DEX（去中心化交易所）借助于 StarkEx 服務(wù)，使得 dYdX 可以采取訂單簿模式進行交易撮合——這是資本市場最為熟悉的交易磋磨模式，同時確保撮合效率dYdXV3 解決了 ETH 網(wǎng)絡(luò)上合約交易者面臨的痛點在 ETH Layer2 網(wǎng)絡(luò)上進行合約交易，既可以得到媲美在 ETH 主網(wǎng)上交易的安全保障，又可以享受到接近中心化交易所的結(jié)算速度和低廉的手續(xù)費用戶存入 dYdX的資金實際上都被鎖定在 dYdX 部署在 ETH 主網(wǎng)的智能合約中，并且隨時都可以提取；而交易的結(jié)算則發(fā)生在 Layer2 網(wǎng)絡(luò)上，用戶只需要在存入和取出資金時支付 gasfee，并不需要為每筆交易都支付，也就大大節(jié)省了交易成本從體驗上來看，dYdX 的交易撮合效率與傳統(tǒng)中心化交易所（CEX）幾乎無異圖表 15：dYdX 訂單簿撮合效率與傳統(tǒng) CEX 幾乎無異資料來源：dYdX 官網(wǎng)，國盛證券研究所對于 ETH 網(wǎng)絡(luò)的用戶，使用 dYdXV3 的學(xué)習(xí)成本并不高，可以快速上手，使用者利用錢包簽名即可注冊。

與在 ETH 主網(wǎng)上進行交易時需要私鑰持有者簽名確認類似，用戶在Layer2 網(wǎng)絡(luò)上的交易也需要由“starkKey”簽名確認所以，初次使用時，用戶首先通過以太坊地址連接到 dYdX 的智能合約，智能合約會將用戶的以太坊地址與特定的“starkKey”綁定，在此之后用戶才可將資金轉(zhuǎn)入 dYdX 部署在 ETH 主網(wǎng)的智能合約中等到 Layer2 網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用程序接受存款后，用戶即可使用其資金進行交易不同于 CEX 的交易邏輯，dYdX 引入“交易即挖礦”的邏輯，用戶只需要在 dYdX 上進行合約交易即可獲得獎勵其具體模式是，以 28 天為一個周期，按照用戶的交易積分占比 ，將 3835616 個 DYDX 代幣作為獎勵分配交易積分的計算公式實際上是一個柯布—道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)，交易手續(xù)費的權(quán)重為 70%,平均持倉量的權(quán)重為 30%例如，某用戶在某期分發(fā)中貢獻了 1000 美元的交易手續(xù)費，其平均持倉量為 100000 美元，那么他的交易積分=10000.7*1000000.3=125.89*31.62=3980.64假如，本期所有產(chǎn)生的交易積分為 1000000，那么他可以分配到 DYDX 的數(shù)量=3835616*（3980.64/1000000）=15268.21 個。

在這樣的分配模式下，只要用戶能夠分配到的 DYDX 的市值高于所花費的手續(xù)費，他就有動力繼續(xù)刷高自己的交易積分，進而推動了 dYdX 平臺交易額和未平P.13 請仔細閱讀本報告末頁聲明------------------------------------------------------------2021 年 11 月 04 日持倉量的上漲圖表 16：2021 年下半年以來 dYdX 永續(xù)合約的交易量資料來源：theblockcrypto.com，國盛證券研究所StarkNet 是一個較新的項目，但代表了 StarkWare 公司未來的開發(fā)方向StarkNet 已在測試網(wǎng)上發(fā)布了 3 個版本，并計劃在 2021 年 11 月正式上線部署于 ETH 主網(wǎng)的StarkNetAlpha根據(jù)官方的公開文檔，StarkNetAlpha 將支持 EVM 架構(gòu)的智能合約，從而實現(xiàn) Layer2 與主網(wǎng)的可交互性，拓展 Zk-RollupsLayer2 網(wǎng)絡(luò)的兼容性StarkNetAlpha 的業(yè)務(wù)實現(xiàn)邏輯與 StarEx 類似，但可以實現(xiàn)更好的兼容性開發(fā)者可以將部署在 ETH 主網(wǎng)的智能合約移植到 StarkNetAlpha 上，用戶則可按相同的操作邏輯進行合約交互；最終，所有的交易數(shù)據(jù)、狀態(tài)變更結(jié)果和相應(yīng)的零知識證明都會被StarkNetAlpha 的節(jié)點上傳至主網(wǎng)。

圖表 17：StarkNet 的業(yè)務(wù)實現(xiàn)邏輯資料來源：starkware.co，國盛證券研究所5 以太坊 Layer2的潛在風(fēng)險與發(fā)展方向？就目前的技術(shù)而言，無論何種 Layer2 方案都無法真正實現(xiàn)與 ETH 主網(wǎng)相同的安全性其中，Sidechains 的安全性最弱首先，在共識實現(xiàn)機制上，Sidechains 的安全性遠遜于 ETH 主網(wǎng)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的核心要義是去中心化和不可篡改，而側(cè)鏈恰恰是在這方面做出了犧牲，導(dǎo)致攻擊者篡改側(cè)鏈賬本的成本顯著低于篡改以太坊賬本其次，側(cè)鏈上的P.14 請仔細閱讀本報告末頁聲明------------------------------------------------------------2021 年 11 月 04 日DeFi 項目可能存在更多智能合約漏洞由于 ETH 主網(wǎng)上的智能合約多是開源的，于是乎，有許多代碼開發(fā)能力不強的仿盤團隊將其簡單改動后移植至側(cè)鏈上哪怕這些仿盤項目最初可以獲得第三方審計公司出具的審計報告，但在后續(xù)的迭代版本中，出現(xiàn)新的智能合約漏洞的情況也十分常見Rollups 的安全隱患包括智能合約漏洞、博弈機制失靈、人為交易排序和密碼學(xué)漏洞等。

首先，無論是 OptimismRollups 還是 ZK-Rollups，都是利用智能合約將用戶存入 Layer2網(wǎng)絡(luò)的資金鎖定在主網(wǎng)上，如果智能合約本身存在漏洞或被惡意篡改，用戶的資金就有可能被盜此外，OptimismRollups 的博弈機制未必有效，潛在的挑戰(zhàn)者未必能夠?qū)彶轵炞C節(jié)點發(fā)布的所有狀態(tài)變更結(jié)果，一旦挑戰(zhàn)期結(jié)束，即使?fàn)顟B(tài)變更結(jié)果與交易記錄不符，錯誤的結(jié)果也無法回滾，Layer2 中的資金就有可能被盜再者，OptimismRollups的交易排序是可被人為控制的例如 ArbitrumOne 的服務(wù)器中有一個中心化的交易排序器，如果運營商利用它搶先打包交易，即使其他節(jié)點率先提交“欺詐證明”，驗證節(jié)點的保證金也會落入運營商的手里最后，ZK-Rollups 依靠的密碼學(xué)原理也有可能存在漏洞ZK-STARKs 發(fā)展時間較短，屬于較新的和實驗性的密碼學(xué)原理，需要更長時間來證明其安全性；ZK-SNARKs 中的“有毒廢料”更是一直被詬病的漏洞在“區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)不可能三角”的框架下，首先應(yīng)當(dāng)保證的是安全性，其次是去中心化程度，最后才是可拓展性，對于 ETH Layer2 也不例外綜合比較各 Layer2 方案，從長遠角度來說，采用 ZK-STARKs的 Zk-Rollups是最為均衡的。

首先，從安全性角度考量，Rollups優(yōu)于 Sidechains，Zk-Rollups 優(yōu)于 Optimism Rollups，ZK-STARKs 優(yōu)于 ZK-SNARKs其次，從去中心化程度角度考量，ZK-Rollups 依靠的密碼學(xué)原理是客觀事實，經(jīng)得起反復(fù)驗證，不需要通過博弈機制保障其有效性，也消除了中心化的交易排序問題最后，從可拓展性角度考量，雖然目前 Zk-Rollups 的兼容性不如 Optimism Rollups，但隨著技術(shù)的成熟，Zk-Rollups 的 Layer2 網(wǎng)絡(luò)陸續(xù)上線，實現(xiàn)對 ETH 主網(wǎng)上 DeFi 項目的兼容，屆時 Layer2 網(wǎng)絡(luò)的高交易吞吐量將使可拓展性得到極大提升風(fēng)險提示區(qū)塊鏈商業(yè)模式落地不及預(yù)期：基于區(qū)塊鏈的穩(wěn)定幣是創(chuàng)新金融產(chǎn)品，相關(guān)項目處于發(fā)展初期，存在商業(yè)模式落地不及預(yù)期的風(fēng)險監(jiān)管政策的不確定性：加密貨幣和穩(wěn)定幣在實際運行過程中涉及到多項金融監(jiān)管政策，目前各國監(jiān)管政策還處于研究和探索階段，并沒有一個成熟的監(jiān)管模式，所以行業(yè)面臨監(jiān)管政策不確定性的風(fēng)險前期中國已頒布限制虛擬幣交易相關(guān)政策，中心化交易所已盡數(shù)退出中國市場，未來仍有監(jiān)管進一步收緊的可能性；同時，雖然美國已通過比特幣期貨 ETF、Coinbase 也登陸了納斯達克，但原有監(jiān)管體系也是基于銀行賬戶系統(tǒng)，當(dāng)前DeFi（去中心化金融）的發(fā)展突飛猛進，或?qū)⑼黄圃斜O(jiān)管框架，9 月份《經(jīng)濟學(xué)人》雜志封面文章也表達了對 DeFi 優(yōu)劣勢的描述——雖然高效但監(jiān)管治理不完善。

P.15 請仔細閱讀本報告末頁聲明------------------------------------------------------------。