Layer2赛道研究报告

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Gas Fee问题和其有限的TPS,是影响公链普及和大规模落地的最大问题,因此Layer2形式的扩容解决方案应运而生。Layer2技术经历了状态通道、Plasma、Rollup的发展历程,每一次技术的转变都是对上一代技术的迭代与改进。 由于OP的可拓展性仍然达不到要求以及退出期太长,当前ETH的最新路线图均是围绕以ZK Rollup作为中心的升级路线,包括当前使用OP技术的Optimism也在积极探索OP+ZK混合证明方案。但是就目前来看Optimistic Rollups仍然占据最大的市场份额,zk-Rollups的成长和发展也需要时间来验证。

1、Layer2赛道概览

纵览Layer2赛道,当下的竞争非常激烈,目前已经上线主网的按照TVL排名如下:

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正在测试网阶段的Layer2部分如下:

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从数据看,已经上线主网的Layer2中,仍然是OP技术占据大部分TVL,主要是因为OP技术的良好用户体验以及高TPS,让这类型的Layer2能够牢牢占据生态的先发优势。

2、Optimistic Rollups 和 zk-Rollups

2.1 Optimistic Rollups

Optimistic Rollups是一种基于乐观性验证的二层扩容方案,即默认提交的区块是正确的,除非有人提出质疑。它同样需要RollupOperator将许多链下交易聚合成一个批次,之后计算批次交易产生的新状态(如余额、合约状态等)并生成一份链下状态更新,然后将链下状态更新、相关数据提交到主链,这个状态默认是正确的,不需要额外验证;但是在状态更新提交后,会有一个固定的挑战期,在此期间,任何人都可以通过提供欺诈证明来质疑提交的状态更新的有效性,与被质疑状态的相关的整个交易将通过EVM运行检验,如果证明状态更新是错误的,提交者会被惩罚(扣除押金),同时链上状态会回滚到正确的状态;如果在挑战期内没有人质疑状态更新,或者质疑被证明是错误的,那么链上状态会根据提交的状态更新进行更新。

2.2 ZK-Rollups

zk-Rollups是一种基于零知识证明的二层扩容方案。首先由RollupOperator组件将多个链下交易聚合成一个批次,之后使用零知识证明(例如zk-SNARKS或zk-STARKs)生成一个简洁的证明文件,这个证明可以验证整个批次的交易的有效性,而不需要逐一检查每笔交易;然后将证明及相关的数据提交到主链,主链通过验证证明的正确性,确保交易是有效的;主链验证通过后,链上合约会根据证明中的数据更新链上的状态。这意味着,尽管交易是在链下进行的,但链上状态仍然得到了更新,确保了数据的一致性。

注:零知识证明(Zero-KnowledgeProof,简称ZKP)是一种密码学概念,它允许一个证明者向验证者证明某个陈述为真,而无需透露任何关于该陈述的其他信息。简而言之,零知识证明可以让一个人证明他拥有某种信息,而不需要透露这个信息本身。

2.3 ZK与OP的比较分析

ZK和OP各有各的特点,我从下面5个不同角度对他们进行了分析,以供各位根据自己的倾向去评判:

验证方式:

  • OP是通过欺诈证明(fraud proofs)验证交易,先假设交易默认是有效的,除非有人提交证据证明某笔交易无效。这需要链下用户和节点持续监测,以确保RollupOperator没有作恶;
  • ZK是通过零知识证明(例如zk-SNARKs或zk-STARKs)验证交易,由ZK生成一个简洁的证明来确保批次中的交易有效性,无需逐一检查每笔交易;

安全性:

  • OP默认假设交易有效,可能存在一定的安全风险,需要链下用户和节点积极监测交易以确保安全性;
  • ZK基于零知识证明的验证方式,为其提供了较高的安全性,因为它需要生成一个证明来确保交易有效;

吞吐量与性能:

  • OP具有较快的链下交易处理速度,但因为需要等待欺诈证明的挑战周期m链上验证可能需要更长时间;
  • ZK生成零知识证明需要一定的计算资源,但链上验证速度较快,一旦证明生成主链就可以快速验证;

通用性:

  • OP完全兼容EVM,众多DAPP可以直接迁移,计算复杂度低,适用于通用的智能合约执行和复杂计算;
  • ZK技术仍然处于发展中,目前在通用智能合约和复杂计算方面的应用受到一定限制;

成本:

  • OP具有较低的链下交易成本;
  • ZK生成零知识证明需要一定的计算资源,可能导致较高的链下交易成本;

总的来说,Optimistic Rollups和zk-Rollups分别具有各自的优缺点,Optimistic Rollups更适合处理复杂的能合约场景,具有较好的以太坊兼容性;而zk-Rollups在安全性和隐私保护方面具有优势。虽然由于OP技术的固有弊病,以太坊有围绕ZK技术进行扩容的发展趋势,但是技术迭代不是一朝一夕,OP技术的Layer2同样在研发OP+ZK混合证明技术,OP和ZK谁能主导未来还未成定论。

3、Layer2赛道数据分析

ZK或者OP一直是人们讨论或争论的焦点,但最终还是要看市场的选择,下面我们分别从交易量、TVL、TPS等等数据维度,来看下Layer2赛道详细状态。

3.1 Layer2链上交易量远超主网

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Layer2的总计每日交易量,已经大幅度超越以太坊主网,预计随着Layer2的持续发展,未来这一趋势将一直持续下去,特别是Dencun升级以后,未来以太坊的交易将分为传统交易calldata存放,Rollup的交易blob存放,预计EIP-4844对Rollup的整体扩容在3–5倍。笔者预计,随着Dencun升级临近,ETH/BTC的汇率也将上涨,因此值得关注Layer2链上数据的异动情况。

3.2 TVL与市场份额占比

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TVL方面,Arbitrum稳稳占据约50%左右的市场份额,在最高峰时能够占据65%左右的市场份额。第二三名分别为OP以及Base。三者均为OP技术的Rollup。

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虽然2023年12月09日Arbitrum TVL达到了历史新高的84.8亿美元,但它的市场占有率一直在下降,主要原因是OP的强势上升以及多个Layer2主网上线的稀释。OP的20亿美元流通市值也超过Arbitrum的13亿美元流通市值,而全流通市值方面OP仅仅比ARB少10亿左右,市场对于OP的未来看好程度高于Arbitrum,对其定价也略高。

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Base的TVL在近期获得了提升,主要得益于Base链的Seamless,Coinbase 宣布上线 Base 生态借贷协议 Seamless Protocol 治理代币 SEAM,SEAM 将成为第一个也是目前唯一一个在 Coinbase 交易的 Base 生态原生项目代币。因此大量用户产生了对Base链的项目交互空投预

3.3 Layer2的盈利和趋势分析

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近三个月,与其他项目比较,Linea的Gas产生较多,主要原因是是Linea的技术仍然处于迭代过程,整体的Gas Fee不理想。从平峰来看,zkSync Era贡献Gas较多,主要来源是空投预期交互。

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目前Layer2的整体盈利模式并不清晰,作为公共基础设施很难对用户进行额外收费,因此Layer2主要依靠融资以及发行代币进行开发运营。

对比已发行代币和以太价格:OP相比以太坊和其它Layer2显得更为强势,笔者认为主要是其叙事(OP+ZK以及OP Stack)更为完备和更多的资本支持,让市场对它拥有了更高的期待,预估其后续的上行空间也更为广阔。随着Dencun升级进入倒计时,OP和原生已发币的龙头项目都正在受到市场高度关注。

3.4 最新TPS数据对比

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由于链上铭文行情的火热,各个Layer2项目的实时TPS也屡创新高,zkSync Era最大TPS上升至62,Arbitrum排名第二为58,而Base和OP并没有受益于本次铭文行情,其TPS没有新的土坯型数据。但目前TPS的数量级仍然难以承受未来十亿级用户的同时交互,Layer3可能将会是未来必须要面对的解决方案。

3.5 头部项目对比分析

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从活跃地址看:

近三个月,zksync Era的总活跃地址数保持较为稳定,平均每日活跃地址数在20万左右;而Arbitrum和OP这种发币后,Arbitrum维持在每日15万左右,OP维持在每日6万左右。我们看到Arbitrum的生态粘性显著高于OP,但是市场对于ARB的定价低于OP,其主要原因是:

1. OP Stack有大量资本和开发者进行支持;

2. OP作为以太坊官方支持的Layer2,未来将会转向OP+ZK混合证明;

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从交易量和TVL来看:

Arbitrum数据遥遥领先,zkSync排名第二,另外StarkNet因为官方确认空投快照,本月新用户数大幅增加。笔者猜测,ZK系的zkSync以及StarkNet可能在今年底或者明年Q1宣布空投细则。根据历史经验,空投期的Rollup,生态内的项目TVL均会有短期的较大涨幅,这对生态内已经发行代币的原生项目有显著加成,币价有较大概率上行。

4、Layer2赛道生态研究

市场份额Top10,Op Rollups系的Optimism、Arbitrum占据了80%以上份额,相比起来Zk Rollups 系略显不足,但是做为Layer2生态的重要组成和备受瞩目的潜力方案,Zk Rollups与Op Rollups在竞争中各自发展并相互借鉴,下面我们结合目前的市场表现,选择Arbitrum、Optimism、Base、zkSync、StarkNet和Linea作为目标就习惯详细解读:

4.1 Arbitrum生态

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作为一种Layer 2扩展解决方案,Arbitrum使用Optimistic的Rollups来增加吞吐量并降低Gas Fees。它通过将多个交易捆绑成一个批次,然后将它们提交到以太坊主网来实现这一点。Arbitrum与以太坊智能合约兼容,这意味着它可以与现有的dApp和DeFi协议一起使用

就目前来说,Arbitrum的生态质量高于其它Layer2,其原生生态更多。由于Arbitrum引领并经历了Layer2市场的火热,对比其他项目,Arbitrum生态内原生项目更为知名(比如Radiant Capital、GMX、Camelot、Treasure DAO)。从每日活跃用户数来看,Arbitrum是去除空投预期以后,用户粘性最高的Layer2。接下来,我们将分别探讨各个Layer2的原生生态的发展现状,特别是未发币的Layer2:

GMX

Arbitrum生态的在DEFI类别中,包括了GMX、Radiant Capital、Camelot,但Arbitrum的DeFi生态更加具有生态独特性,许多DeFi项目均是基于GMX流动性池进行搭建。

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近期,GMX的整体交易量随着行情整体上涨而有所回升,币价也与其呈现正相关。随着OKX 钱包通过 GMX 集成增加 50 倍杠杆交易,笔者预计如果行情后续进一步上涨,可能会带来GMX链上交易量的上涨,进而促进GMX代币的有机上涨。

Treasure Dao

Treasure Dao是Arbitrum生态内的非DeFi的项目,是偏向创意与可玩性的轻质化休闲游戏。

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由于3A游戏主要注重工业化生产能力,对资金要求很高,所以笔者认为在与传统Web2游戏的竞争中,轻质化的创意游戏很可能是破局的关键。它可以快速迭代寻求最好的经济模型并且也能给用户带来即时乐趣,而不是繁重的升级、打金,因为这往往不可持续。

4.2 Optimism生态

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Optimism也是使用optimistic Rollups技术来增加吞吐量和降低Gas Fees的Layer2扩展解决方案,也是第一个让大量用户从 L1 桥接资金的过程获得以太坊的安全保证,而无需支付高昂的gas费。它旨在与以太坊智能合约兼容,并支持以太坊虚拟机(EVM)。Optimism还提供了一种名为“欺诈证明”的功能,允许用户挑战无效交易。

由于OP内生态的创新能力较弱,与Arbitrum相比,OP生态略显薄弱,市场也没有大规模对OP生态内原生项目跑出来。但是其在基础设施建设方面颇有进展,如模块化代码库OP Stack和OP+ZK混合证明等,均有资本的大力支持与推动。目前OP内已经发行代币的原生项目主要是Velodrome,其他多是非原生项目项目,生态建设表现一般。

4.3 Base生态

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Base 是由市值200亿美元的加密巨头Coinbase所打造的Layer2网络,主要利用 OP Stack 技术在以太坊网络上开发的 Optimistic Rollup。它的网络节点提供商主要包括 Blockdaemon、QuickNode 和 Blast、Safe Wallet、区块浏览器 Etherscan 和 Blockscout,以及数据索引器 The Graph 和 Covalent等。Base的原生项目较多,包括Velodrome开发的Aerodrome、Seamless Protocol、friend.tech等,这些均已经成为Base的龙头项目。

Seamless

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目前Seamless已经发币,用户可以押注Aerodrome和Friend.tech等代币预期。Seamless不具备独特的创新功能,但是由于其代币上线Coinbase,因此引起人们对该生态内部原生项目的关注。

Friend.tech

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Frien.tech是通过买卖KOL代币来获得与KOL直接交流的机会,事实证明这套机制仍然无法持续。

Fren Pet

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Fren Pet是一个养成类型的像素级游戏,通过各种代币经济学来运作宠物养成,目前看来Fren Pet作为Web3游戏,同样更侧重代币经济学,而忽略了游戏本身的乐趣性。

4.4 zkSync生态

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zkSync是使用零知识证明来来增加吞吐量和降低Gas Fees的Layer2扩展解决方案,它被设计为与以太坊智能合约兼容,并支持以太坊虚拟机(EVM)。zkSync还提供了一个名为“zkPorter”的功能,允许用户聚合交易并进一步降低Gas Fees。

与其它生态中DEX形成强大的马太效应不同,zkSync上的DEX竞争尤为激烈,目前还没有亮眼的Lending业务的出现,因此这个众多开发者和VC押注zkSync生态。

Dmail Network

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Dmail Network是zkSync上邮箱相关的应用,曾经获得ETH黑客松一等奖。目前Dmail Network UAW主要是空投预期带来的交互次数提升。

Tevaera

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Tevaera是类似于Arbitrum上Treasure Dao的游戏平台,但是其游戏质量较差,目前仍然在发展阶段需要持续关注。

4.5 StarkNet生态

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StarkNet 是使用 zk-rollups 来增加吞吐量并降低 gas Fees的Layer2扩展解决方案。它被设计为与以太坊智能合约兼容,并支持以太坊虚拟机 (EVM)。StarkNet 还提供了一个名为 “validium” 的功能,允许用户在链外执行更复杂的计算。

由于技术原因,StarkNet的TPS较为受限,Gas Fee偏高,导致整个生态建设落后。但是受益于StarkNet内开发环境,许多的创新项目在孵化孕育:

  • StarkWare首个提出用递归技术纵向拓展以太主网,提出了Layer3;
  • 去中心化的排序器Madara;
  • 动态可升级NFT标准StarkSheet;
  • 首个完整提出Uniswap V4 hooks落地方案的Ekubo(目前Ekubo正在帮助Uniswap完善V4版本);
  • 全链游戏、全链游戏引擎;

也正是由于用户交互体验的不足,大大提高了投机用户的进入门槛,这让它成为行业Builder重点关注机会生态,值得人们在无人的荒地进行早期探索。

4.6 Linea生态

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Linea是使用 zk-rollups 来增加吞吐量并降低 gas Fees的Layer2扩展解决方案。它不使用转译器或自定义编译器为 Solidity 智能合约生成 ZK证明,采用的是编译后的 Solidity 字节码。不仅可以降低漏洞和黑客攻击的表面风险,且他们提供的创新证明者设计可确保更快的交易速度和更低的 Gas 成本。

Linea与Metamask同属于Consensys,拥有极为庞大的流量入口,由于其采用了ZK技术导致用户体验较,暂时落后于同一时期推出较为类似的Base(Base选择了OP)。

Linea生态整体创新能力不足,原生项目只有Lending协议Mendi Finance,且非DeFi项目相比其他Layer2的建设一直落后很多。

5、总结

Layer2战争仍在继续,所有Rollup在运行过程中也在探索许多去中心化和扩容解决方案,包括去中心化的排序器网络、模块化如ZK Stack和OP Stack、Layer3、OP+ZK混合证明技术、账户抽象等等。

从目前来看,EVM生态的扩容方案最终将从主网走向Layer2,OP走向ZK,Layer2走向Layer3,但Layer2赛道仍然处于非常早期。每条Rollup都有其自己在竞争激烈市场中生存之道:Arbitrum丰富独特的DeFi生态,StarkNet的强创新力和创新项目,Optimism的资本支持,zkSync的战略眼光,Base的强大创新和资源等。

随着Dencun升级临近,以Layer2为中心的EVM时代即将开启,对投资者来说是一片拥有绝佳机会的潜在市场,对开发者来说是吸纳下一个十亿用户的极好机会。

参考资料:

头等仓《Ulvetanna研报》

头等仓《zkSync Era研报》

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Author: MIIX Capital

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