一个成熟的二层生态系统如何帮助克服一层协议所带来的限制？

原文标题：《Latency in Blockchains and Ethereum L2 Migration》

撰文：Davide Crapis

编译：MK

Vitalik 最近发布了一篇题为「三次转型」的文章，设想了以太坊未来的景象，其中大部分用户活动都将迁移到二层解决方案（Layer 2，简称 L2）。对于一些应用程序，如链上游戏和类似的计算密集型应用，它们在一层解决方案（Layer 1，简称 L1）上的发展 / 采用并不多，因此迁移会相对容易，其中一些将会成为二层原生应用。但对于其他应用，例如去中心化金融（DeFi）应用，迁移到二层将会更具挑战性。本文将讨论这种迁移的一些好处和路径。

注意：这并不是作为改善一层上的 DeFi 的替代方案，而是探讨一个成熟的二层生态系统如何帮助克服一层协议所带来的限制。

为什么执行延迟低对 DeFi 有利

对于在以太坊一层运行的 DeFi 应用来说，一个主要的挑战一直是相对较高的延迟。以去中心化交易所（DEX）如 Uniswap 为例，一层的当前插槽时间为 12 秒，这带来了几个关键问题：

• 市场效率低
• 市场操纵的可能性高

目前，流经以太坊一层的 DEX 中的大部分交易量都集中在那些在多个中心化交易所（CEX）上也有上市的代币对上。这对 DEX 的效率提出了很高的要求。一些用户可能会出于意识形态的原因始终偏爱 DEX，但如果我们想要推动大规模的采用并大幅度提高流经以太坊经济系统的价值，我们必须提供一个能与 CEX 竞争的替代方案。我们始终需要在去中心化与效率之间做出权衡，但如果我们能够足够缩小效率差距，我相信 DEX 的高弹性，以及由 CEX 运营商所捕获的租金的再分配，将使 DEX 成为大多数用户的首选。

在市场操纵方面，一个以 12 秒的快照间隔进行交易的 DEX，而其 CEX 对手则以更高的频率（通常为毫秒级）进行运作，这为精明的玩家提供了许多利用机会，利用被动的流动性提供者和信息不够充分的用户。交易重排序的价值很高，市场运营商（包括套利者）在资本、私人信息、算法和延迟上进行竞争。较小的玩家处于不利地位，随着区块延迟的增长，这种情况只会变得更加严重。虽然可以部署防止利用的系统，如 OFAs 和隐私解决方案，但如果延迟仍然很高，那么这些手段能够达到的效果也只有一定程度。

以太坊一层和 Arbitrum 二层上的 Uniswap v3 ETH/USDC 池（两者的费率均为 0.05） — 一层上的交易量仅为 TVL（总价值锁定）的 0.52 倍，而二层上的交易量为 TVL 的 1.43 倍，几乎高出三倍。这可能是由于二层上的交易费用更低且延迟更低，结果是 LPs 获得的费用增加了 3 倍。

为什么以太坊一层无法实现低延迟

以太坊一层提供的最基本的资源是其可信度。它具有说服任何潜在用户相信正在执行的协议完整性的能力。以太坊做出了一个极端的设计选择，与比特币类似，那就是最小化信任。即，其可信度并不依赖于第三方，而是依赖于协议的用户直接验证有效执行。这赋予了协议一个重要的实用属性，即协议的社交扩展性，它能够被最大量、最多元化、分布最广泛的用户群体安全地采用。作为一个具体的例子，比特币具有高社交扩展性，因为运行比特币核心的要求很低，只需要低带宽的互联网连接和一个具有几 GB 存储空间的个人电脑（有裁剪功能）。这使它成为了一种真正的全球性数字黄金（或者说货币，这取决于你的观点），这是一种新型的数字机构，不受传统人类机构的管辖权、民族、信仰或出生权的限制。以太坊旨在为其原生货币和在其之上构建的任何其他类型的数字机构提供类似的保证。

社交扩展性是以性能为代价获得的，正如 Nick Szabo 在他 2017 年的文章「Money, Blockchains, and Social Scalability」中总结的：

「这就是工作证明和广播复制的意义所在：大大牺牲计算可扩展性，以提高社交可扩展性。」

以及

「比特币冒犯了那些关注资源和追求性能最大化的工程师和商人的感性。」

比特币在网络冗余和安全性方面做出了极端的设计选择，块时间非常长，约为 10 分钟。由于它对优化「单一应用」和高抵抗变化的强烈专注，这种设计是可行的。「以太坊试图做出更平衡的权衡」，以便在不妨碍其基层协议和本币的可信度的前提下启用应用。目前 12 秒的区块时间需要大量的计算资源来运行协议（远高于比特币）。这已经是对其社交扩展性的妥协，要进一步削弱它以增加效率（通过降低延迟）对于一个应用，即使它非常重要，例如 DeFi，将是难以证明的。

性能与社交扩展性的权衡 — 以太坊目前在资源需求和性能方面都比比特币有更高的门槛。高吞吐量链牺牲了大量的社交扩展性。

为什么聚合中心路线图是提高 DeFi 效率和减轻 MEV 的解决方案

幸运的是，有不同的方法可以处理这种权衡。在基层的技术改进有时可以同时增加两者，但只到一定程度。以太坊正在追求的方向是采取模块化的设计，其中基层保持高社交扩展性，并通过二层链实现更高的性能。一层的技术改进，如 DAS，都是朝这个方向进行的。

因此，许多应用程序，特别是 DeFi，似乎可以通过在二层运行获得很多好处。通过几个数量级降低交易成本和亚秒级延迟将大大提高 DeFi 的效率。此外，专门的二层链可以做出进一步优化 DeFi 协议需求的设计选择，提高效率和抵抗操纵的稳健性。例如，实施先到先得的交易排序政策，或者「尝试混合解决方案」，或者设计交易排序政策以便「为单一 DeFi 应用优化」。这不仅会使 DeFi 用户受益，而且可能还会减少一层的安全风险，如果高频交易和相关应用主要在二层发生，那么一层需要处理的 MEV 流量的种类和数量就会减少。大多数 MEV 流量可以通过特定的应用设计和序列化机制更有效地管理。

一些专门的链甚至可以做出更多信任的设置或关于网络地理分布的更激进的决策，以进一步优化效率并为更特定的用户群体量身定制。这对于那些旨在在用户体验方面与传统金融竞争的应用类型可能是必要的。它可以通过对一段时间内的一些交易需要一定程度的信任，使这些应用在等待在一层达成交易结算的同时，仍然保持一层的完全可信度，并在安全性方面与传统金融相比具有实质性的优势，从而使这些应用具有竞争力。

DeFi 迁移到二层需要什么？

以太坊的二层可能是生态系统中最令人兴奋和动态的领域，但今天它们仍处于不断发展的状态。较早的项目，如 Arbitrum，正在逐渐成熟，但许多其他项目，包括大多数 zk-rollups，正在测试全新的技术。

许多 DeFi 应用已经部署在二层上，迁移已经开始。然而，要让大部分活动迁移到二层，并使一层主要成为结算 / 数据可用性层，有三个主要要求

• 降低成本
• 更高的安全性
• 更好的用户体验

通过二层的改进 / 优化和一层的改进，如 danksharding，Rollup 的成本正在迅速降低。流动性转移到二层可能存在的一个问题是分片，但也可以通过新的协议来解决，这些协议可以在多个二层中聚合流动性，设计空间很大，这个领域正在出现「新的协议」。

安全性是迁移的主要阻力，尤其对于大型 DeFi 用户来说，但随着项目的成熟，这个问题正在迅速降低。L1 安全风险和 L2 安全风险之间可能总会存在差距，但 L2 可以做出不同的设计选择，并优先考虑性能和效率，因为它们不需要像 L1 那样维持同样高的社交扩展性。如果安全风险足够低，那么用户仍然会在风险调整后的评估中选择迁移，因为这会提高效率。

「L2BEAT 仪表板 — 最新的以太坊二层生态系统信息：除了财务 / 规模，还包括技术状态和主要安全风险的详细分析。

我们还需要在二层上提供更好的用户体验。Vitalik 在一开始提到的帖子详细介绍了如何在用户与多个二层系统互动的世界中，使智能钱包更具可用性和安全性。EF 研究团队正在开发解决方案，这可能会成为一段时间内的主要研究领域。尽管有许多改进正在进行，但值得一提的是，对于经常时间敏感的 DeFi 用户来说，二层的预确认已经可以提供更好的用户体验。另一个之前提到的路径，是为特定用例优化的应用特定 rollup，例如稳定的交换，可以做出更激进的设计以提高效率，从而提供更好的用户体验。