08/01 -08/07 51 期
由 Assembly Partners 和 Nothing Research 提供研究支持
本期周报由 SnapFingers DAO 建设者共同创作
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以太坊是一条单片区块链，每个区块链节点都参与运行构成区块链的所有部分：执行、共识和数据可用性。但由于执行层区块空间稀缺，不断增长的网络使用需求或者临时性的网络使用需求激增，会带来网络拥堵，推高交易成本。为了解决这些局限性，以太坊生态中的开发者和研究人员近年来开创了一系列不同的可扩展性解决方案。
01 现有扩容方案
链上扩容 (on-chain scaling)
链上扩容指为了提高区块链的吞吐量 (即每秒能够处理的交易量) 而对其进行的直接修改。现在常说的太坊网络的长期补充策略是分片 (sharding)，就是将以太坊 L1 分成许多条有着共享安全性的分片链 (shard chains)。
分片网络的潜在问题在于，特定的分片方案至少要切分系统的网络带宽、内存容量相关的工作量，才有可能大幅提高全网的伸缩性，才有可能打破所谓的「不可能三角」。（中科院计算技术研究生王嘉平博士）
虽然分片理论上可以使得全网的性能和容量能够被无限地提升，但现实情况是，分片系统为了实现应用逻辑的正确性，需要协调各个分片之间的运作以及实现整体的安全性，这也为每个全节点引入额外的工作量。如果在某个阶段，额外增加的工作量大于或等于网络效率的提升，那么基本上全网提升到一定程度，就无法继续提升了。因为全节点额外引入的工作量成为了新的主要瓶颈。
链下扩容 (off-chain scaling)
链下扩容指为以太坊等底层链提供外部执行的任何创新方式。人们将交易的执行和处理放在链下，只用以太坊来校验其交易有效性，提供安全性，现在常说的 Layer2 （简称 L2）方案就属于这个范畴，例如 Optimism、Arbitrum、StarkNet 和 zkSync 等。
链下扩容的潜在问题在于，越来越多的 L2 解决方案会带来更严重的资金割裂，但是跨链通信可以解决这一问题，代表性的事件是 Synthetix 已经在着手将其在以太坊主链和 Optimism 上的债务池进行合并。如果无法解决通信问题，dApp 们就需要在各子链上建立自己的生态，从而造成资源浪费。
在第一种和第二种扩容方案中，依旧面临着同样的问题，即较多的 dApp 必须与大量不常用的 dApp 竞争相同的区块空间，一个流行的 dApp 消耗了不成比例的区块空间份额，而其他 dApp 的用户由于 gas 费增加而导致用户体验不佳。即使是像 Arbitrum 这样的模块化和执行层 L2 在奥德赛活动期间也遭遇了类似的问题，因为它们是相同的共享区块空间设计，只是 L2 的通量上限可能会更高一些。
专用的应用程序链
例如 Cosmos 和 Polkadot、Avalanche 的子网可以为流行的 dApp 开辟一个专属区块空间，免于和其他 dApp 竞争区块空间。
应用程序链的潜在问题在于：
- 如果 dApp 没有获得足够的用户群，为一个特定应用构建的链就会导致资源（物理或经济）的浪费。
- Avalanche 子网和 Polkadot 遵循共享安全模型，其中每条链都由一组通用验证器保护。
Cosmos SDK 并不共享安全性，每条链都有自己的一组验证器。想象一个 Cosmos 风格的应用程序链，它仅由少数验证者保护，攻击者只需要控制其中的 1/3 就可以停止网络。控制其中的 2/3 会使网络产生无效块。
因此，如果应用程序链的安全性没有与更大、更安全的网络（如以太坊）绑定，则应用程序的安全性可能会受到挑战。
02 拥堵已经成为让各 L1 和 L2 头疼的问题
今年比较典型的区块拥堵有四起：
- 2022年 6 月的 Arbitrum 奥德赛活动期间，第二周 Arbitrum 的 gas 因为拥堵达到了很高的地步，导致 Arbitrum 决定暂停活动直到 Nitron 上线。
- 2022 年 5 月 2 日 Solana 中断：由于 NFT 铸造机器人创建的大量交易，Solana 网络中断了 7 个小时。
- Yuga Labs 的土地项目实施了 KYC 并且每个 钱包最多只能铸造 2 个 NFT，但以太坊网络无法应对突然激增的需求，gas 飙升至数千之巨。
- 2022 年 1 月的 Polygon PoS 网络拥塞：1月初，一款 P2E 爆款游戏 Sunflower 在 Polygon PoS 上贡献了 40% 以上的 gas 费用，并导致了 Polygon 的拥堵。
区块链拥堵一般发生在 NFT 铸造、活动或者清算期间。而自 NFT 行业兴起以来，链上 gas 一直处于较高的水平，而自 NFT 热度褪去后，gas 费一直在较低水平徘徊。
活动和 NFT 铸造通常是非常短暂的事件，一般会在几天内结束（有时是几小时甚至几分钟），只有在这段时间内，用户活动才会非常活跃。铸币事件一结束，用户活动就会很快放缓由任何单片链都可以相对轻松处理的程度。
考虑到 NFT 铸币事件的共同特征（虽然持续时间短但是对通量的需求特别高），为之构建专用的定制链将是非常浪费的行为，因为一旦铸造结束链上活动急剧减少。此外，如果构建单独的区块链，该项目还将与第三方市场、NFT 支持的借贷产品、游戏等其他 NFT 项目隔离，导致流动性的割裂和可组合性的丧失。
03 弹性扩容方案成为新的选择
近期有一种新的扩容思路开始崭露头角，这便是 Altlayer 提供的弹性扩容方案，它或许会为区块链扩容方案提供新的范式。Altlayer 已经完成了 720万美元种子轮融资，由 Polychain Capital、Jump Crypto 和 Breyer Capital 共同领投。
Altlayer 是一个高度可扩展和一次性的执行层平台，为项目方提供临时性的定制扩容方案，他可以帮助 dApp 实现：1）可以快速启动且可扩展的 rollup 执行层，2）项目方可以按需使用 3）可以在高通量的用户活动后结算到 L1，该方案有如下几个优点：
- 模块化、弹性扩容方案：基于 Optimism rollup 技术构建，允许 dApp 临时或者长期调用。它可以看做一个模块化的 L2，在 dApp 流量激增时为其提供量身定制的扩容方案，类似淘宝为双 11 和双 12 准备的高并发方案。
- 安全性较高：该执行层连接到相应的 L1，由 L1 提供安全性。一旦 NFT 铸造结束，资产将在 L1 得到结算。
- 专属扩容方案：弹性扩容方案可以为每个 NFT 项目分配一个特定于铸造的执行层。由于区块空间是为项目保留的，这意味着铸造可以与任何其他链上活动完全隔离，从而不会导致网络拥塞。NFT 项目也有可以使铸造过程完全无 gas 费。该执行层还带有一个高吞吐量的执行环境，能够提供 2000 TPS 的专用吞吐量和 1-2 秒的低出块延迟，为铸造活动提供流畅的体验。
- 广泛的兼容性：该系统支持 EVM 和 WASM，可以成为所有 EVM 和 WASM 兼容链的模块化和可插拔扩容方案。
- 资源优化：这种弹性的模块化扩容方案，能够优化整个系统的资源分配。仅当 dApp 在 L1 无法处理大量需求时，才会调用弹性执行层及其资源，一旦需求逐渐减少，dApp 可以快速结算到相应的 L1。用户也不需要对资产进行跨链，而是由项目方进行统一结算，让用户摆脱了潜在的跨链风险。
这些临时 Rollup 并不一定都是短暂的，因为某些应用程序（例如需要独立执行层的游戏）需要长期存在，在大多数情况下需要完全持久的专用基础架构。altlayer 也将建立服务于特定程序的特定 Rollup 层。
Altlayer 所倡导的弹性扩容方案是一种很有趣的技术形态，在公链扩容和定制化应用链两个极端之间找到了一个折衷方案，为 dApp 应对临时性的大规模的流量需求场景提供了更为优秀解决方案。
*参考文件
https://www.zvsts.com/article/news/1/75d87ffffe82d31821966390dd550000.html https://www.panewslab.com/zh/articledetails/D56636383.html https://www.ethereum.cn/Layer2/evaluating-l2-scaling-solutions https://zhuanlan.zhihu.com/p/47510629
https://blog.altlayer.io/introducing-altlayer-part-i-an-elastic-scaling-layer-with-application-tailored-rollups-bddcd2cd85c0 https://blog.altlayer.io/the-case-for-altlayer-3da639e71403 https://blog.altlayer.io/nft-minting-made-scalable-part-i-99c892e6557f https://blog.altlayer.io/nft-minting-made-scalable-part-ii-60ed39bbf419
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