比特幣奠定了一個去中心化和點對點數字資產的基礎，旨在用一種獨特的經濟安全模型來修復破損的國際貨幣體系，這種經濟安全模型無國界、無需信任、不受審查。

以太坊通過引入可以運行去中心化應用程序的圖靈完備“可編程區塊鏈”平台，為該領域帶來了急需的靈活性和可擴展性。

隨著比特幣和以太坊等平台開始獲得關注，局限性開始浮現，引發了關於可擴展性問題的討論。以太坊受到的影響最大，因為大部分活動一直發生在以太坊上，從2017 年的ICO 熱潮到現在2018 年底開始的DeFi 時代。

提出了layer2解決方案，以幫助解決普遍存在的可擴展性問題，並提高底層layer1平台的吞吐量。 layer2解決方案的最早例子是使用狀態通道的比特幣閃電網絡和以太坊Plasma，以太坊的鏈下擴展解決方案。

本文討論了layer2擴展解決方案的優缺點，以及Composable如何幫助將layer2平台統一起來，以建立跨鍊和跨層互操作性。

layer2擴展解決方案的現狀

layer2擴展方案是指建立在底層區塊鏈平台(L1)之上的協議，以提高吞吐量，降低運營成本(交易費用)，提高系統的整體效率。

側鏈通常與layer2解決方案相關，儘管它們有很大的不同，因為layer2解決方案繼承了L1鏈的共識安全性，而側鏈獨立工作，並有自己的共識安全性和終結性。

layer2解決方案目前的市場狀態非常分散。儘管layer2解決方案服務於相同的目的，但它們在技術和方法方面都有所不同。如果我們將所有現有的layer2解決方案根據其技術進行分類，就可以分為五個不同的類別。

Optimistic rollup

Optimistic rollup是一種layer2結構，它利用OVM在layer2中運行智能合約，並由L1鏈保護。 Optimistic rollup是防欺詐的，它們依賴於部署智能合約的聚合器，在“rollup區塊”中積累大量交易，並將其捆綁發佈到L1鏈上。

一些使用Optimistic rollup的著名項目包括Off-chain Labs Arbitrum rollup、Fuel Network、Optimism。

Zk-rollup

Zk-rollup 是一種layer2結構，它運行鏈下計算，並將交易捆綁在“rollup區塊”中。然後生成一個SNARK加密證明，稱為“有效性證明”，隨後發佈到L1鏈上。

Zk rollup 只需要有效性證明，而不是所有交易數據，這意味著驗證區塊要更快、更便宜。它還提供了更快的終結時間，因為一旦有效性證明發送到L1鏈，狀態就會立即被驗證。

一些使用ZK-rollup的著名項目包括Loopring、Aztec 2.0、Matter Labs zkSync、Starkware。

Validium

Validium與Zk -rollup非常相似，因為兩者都生成零知識證明，並將其發送到L1鏈進行結算和終結。唯一的區別是，在Zk -rollup中，數據存儲在鏈上，而在Validium中，數據存儲在鏈下，這提高了交易吞吐量和系統效率。

一些使用Validium的著名項目包括Matter Labs zkPorter和Starkware。

Plasma

Plasma是由Vitalik Buterin本人和他的團隊成員提出的layer2結構。它包括使用智能合約和默克爾樹創建的被稱為“子鏈”的非託管鏈。這些子鏈從L1鏈中卸載了大量的數據和計算，提高了系統效率和交易吞吐量。

子鍊和L1鏈之間的所有通信都由欺詐證明來保護。一些使用Plasma的著名項目包括Polygon (Matic)， Leap DAO, Gazelle, OMG Network。

狀態通道

狀態通道的想法源自於閃電網絡已經存在了很長時間的支付通道。狀態通道是一種layer2結構，其中任意的狀態轉換發生在鏈下，不僅包括支付，還包括交易和鏈下計算。一些使用狀態通道的著名項目包括Perun, Raiden, Connext。

問題-缺乏可組合性和互操作性

layer2解決方案有一個優點：它們在不損害安全性的情況下以相當快的速度解決了可擴展性問題，因為它們都依賴於底層L1協議的共識安全性。它們允許以低得多的費用執行近乎即時的交易，同時減少L1鏈上的網絡擁塞。

然而，L2 協議引入了一系列新問題，使得普通用戶和DeFi開發人員更難向它們轉變。這些layer2協議背後的技術是令人難以置信，，但使用它們並非易事，因為圍繞它們的複雜程度要高得多。

分散的市場

我們今天看到的layer2協議都在獨自工作，整個行業是脫節和分散的。 L1協議也面臨同樣的問題，但是已經做了很多工作來橋接這些協議並建立跨鏈通信和互操作性。

如果我們看看以太坊上的頂級DeFi生態系統參與者，他們中的每一個都計劃遷移到一個不同的layer2解決方案，為生態系統造成更多的碎片化。

Uniswap計劃在其v3中使用Arbitrum。 Curve正在遷移到zkSync。 Aave正在遷移到Polygon (Matic)。

這些layer2解決方案都沒有主導市場，為用戶和DeFi 開發人員創建了一個支離破碎的生態系統。 DeFi開發人員希望通過利用跨鍊和跨層協議來構建應用程序來保持競爭力，但是分散的生態系統使他們的時間效率低、資源密集，而且容易受到攻擊。

缺乏可組合性

如果說有一件事改變了互聯網的面貌，那就是生態系統中的可組合性。在區塊鍊和DeFi中，可組合性指的是開發人員可以將不同協議部分組合在一起構建去中心化的應用程序的模型。把它想成樂高積木，我們可以用無限種方式組合起來，建造有趣的東西。

在layer1和layer2生態系統中，缺乏可組合性是一個嚴重的問題，特別是在layer2協議中，仍然沒有跨層通信和交互的概念。我們確實通過橋樑和打包資產在L1協議之間具有某種程度的跨鏈可組合性，但當涉及到在它們之上實際構建應用時，它們非常受限。

這種可組合性的缺乏導致了一個支離破碎的生態系統和對開發人員和用戶來說都很糟糕的用戶體驗。

缺乏跨層(layer2/layer2)互操作性

到目前為止，還沒有協議可以促進不同layer2應用程序之間的移動。在layer2應用程序之間移動需要首先移回L1鏈，由於長時間的鎖定期（長達幾週）和大量碎片，這是非常麻煩的。

由於缺乏跨層(layer2/layer2)互操作性，一個layer2網絡上的應用程序不能與另一個layer2網絡上的應用程序通信，導致基礎設施豎井化，增加了複雜性。

跨層的互操作性解決方案

Composable Finance

通過利用574.2億美元的DeFi經濟，Composable Finance正在為互聯互通的未來區塊鏈生態系統構建一個跨鏈、跨層互操作的基礎設施。

Composable將是第一個展示跨層(layer2/layer2)互操作性的協議，這將允許資產在不同的layer2協議之間移動，而無需首先返回L1鏈。

Composable有兩個發展階段。在第一階段，他們專注於多層(layer2/layer2)互操作性，彌合不同以太坊layer2實現和側鏈之間的差距。在第二階段，他們將在Polkadot上推出一個平行鏈，這將允許來自不同Layer 1 區塊鏈的智能合約在Composable 的Polkadot 平行鏈上的統一執行環境中運行，從而實現跨鏈互操作性。

用戶可以在不同的鍊和層之間無縫轉移資產，開發人員可以得到一個具有更高互操作性的跨鍊和跨層框架，從而抽像出所有的複雜性。

以太坊跨層資產互換

如果用戶想把資產從一個layer2鏈帶到另一個layer2鏈，這個過程相當複雜，需要回到L1鏈，這可能需要長達2週的時間。讓我們以部署在Arbitrum L2 上的Uniswap v3 和部署在zkSync L2 上的Curve 為例。如果要將資產從Arbitrum 移動到zkSync，則需要將資產從Arbitrum 移動到L1（以太坊），然後將其移動到zkSync。由於鎖定期較長，此過程最多可能需要一周時間。

使用Composable 多層解決方案，就可以避免回到L1 鏈的這些長時間鎖定期，而是直接從L2 帶資產，例如，將資產從Uniswap（Arbitrum）直接帶入Curve（zkSync）。

與Polkadot 的互操作性

Polkadot 通過橋提供與其他鏈的互操作性。但是，這種互操作性並不普遍，僅支持Polkadot 橋接的那些鏈。 Composable Finance平行鏈將是一個多語言組裝機器，它將合併各種現有的基礎設施，如以太坊虛擬機(EVM)、Tezos、ink! 和Solana 的eBPF，以在同一個地方運行任何已編譯的智能合約，並允許它們在同一鏈上相互通信。

為了確保平行鏈插槽，Composable Finance 團隊最近推出了他們新穎的“Vault 策略”，允許使用ETH 或任何ERC-20 代幣資產參與他們的平行鏈拍賣，而不是購買KSM/DOT 並將其鎖定。

用戶將他們的ETH存入一個未解鎖的多重簽名庫，並獲得一個收據代幣（平行鏈拍賣代幣或pAT），它可以進一步用於鑄造他們的多層穩定幣，即等值現金（EQLC ）。

Connext

Connext是一個跨鏈流動性網絡，支持EVM兼容鍊和以太坊layer2網絡之間的快速、完全非託管交易。就其核心而言，Connext是一個由不同鏈上的流動性池組成的網絡。用戶在這些池之間交換，類似於Uniswap等AMM DEX。

Connext是一個功能齊全的通用狀態通道協議。整個系統依賴路由器(流動性提供者)，路由器為用戶交換提供流動性，並從中賺取費用。這種模式類似於Uniswap或PancakeSwap等DEX，用戶提供流動性，並根據他們在池中的份額獲得LP獎勵。

在更高的層面上，這就是在Connext中layer2-layer2資產轉移過程:

用戶A將資產A轉移給用戶B用戶B是一個流動性提供者(路由器)，其將等量的資產B發送給用戶A這兩種交易都是有條件的轉移，最終用戶A和用戶B都會解鎖他們的有條件轉移以獲得他們的資產

Connext非常簡單，而且相當有限。它依賴於流動性池和流動性提供者(路由器)，就像DEX一樣。只有在路由器為代幣提供流動性時，才能交換代幣。如果沒有路由器為代幣提供流動性，就將無法執行交換。

Connext此時沒有代幣。它適合那些能夠在Connext之上構建DEX之類的應用程序的開發人員，或者他們能夠通過運行Connext路由器為網絡提供流動性。它目前支持所有與EVM 兼容的鍊和layer2網絡，並與任何erc20代幣一起開箱即用。

Connext 主網橋接器和技術在xPollinate 上線，您可以在其中測試不同的功能，或者成為一個路由器，並根據自己的流動性池份額賺取費用。 Connext的另一個優點是它是完全非託管的，Connext以及在Connext上建立的任何項目都沒有對用戶的資金進行託管。

Hop協議

Hop是一種協議，用於在rollup及其共享的layer1網絡中以快速和不可靠的方式發送代幣。 rollup具有擴展以太坊網絡的潛力，但每個rollup都為其應用程序創建一個孤立的環境。

在rollup和Layer 1網絡之間移動資產既慢又昂貴，降低了用戶使用rollup所獲得的節省。 Hop協議允許資產直接從一個rollup移動到另一個rollup，從而節省成本並支持應用程序的跨rollup可組合性。

Hop協議提供了一個可擴展的rollup-rollup通用代幣橋，允許用戶在layer1代幣和他們的規範的layer2表示之間進行轉換，而不僅僅是在rollup上創建layer1代幣的新表示。通用代幣橋採用了一種雙管齊下的方法:

創建一個跨網絡橋接代幣，可以快速且經濟地從一個rollup移動到另一個rollup，或者在layer1上為其基礎資產申領。使用自動做市商在每個rollup上的每個橋代幣及其相應的規范代幣之間進行交換，以動態地為流動性定價並激勵整個網絡的流動性重新平衡。

Hop Bridge 代幣（例如，分別帶有符號“hETH”、“hDAI”的“Hop ETH”、“Hop DAI”）是專門的layer2代幣，可以批量傳輸rollup-to-rollup 並充當Hop 中的中介資產協議。每個Hop Bridge 代幣代表第1 層Hop Bridge 合約中的一筆存款。例如，如果將4個ETH 存入Layer 1的Hop Bridge 合約，則可以從Layer-2 Hop Bridge 合約中鑄造4個Hop ETH。

反之，Hop Bridge 代幣可以在layer1贖回其底層資產，這會銷毀在layer2贖回的Hop Bridge 代幣。在目標rollup上。

通過每個匯總上的Hop Bridge 代幣和自動做市商在Hop Bridge 代幣和Canonical 代幣之間進行交換，用戶可以快速輕鬆地從一個rollup的Canonical 代幣轉換為下一個。

通過Hop 協議的Rollup-to-rollup 傳輸具有高度的可擴展性，因為單個傳輸不需要任何layer1交易。考慮以下場景，Alice 擁有Rollup A Canonical ETH 並且想要Rollup B Canonical ETH：

為了方便起見，Alice還可以通過進行單個交易來進行跨rollup傳輸。她調用Hop Bridge，它使用AMM 為Alice 執行從Rollup A Canonical ETH 到Hop ETH 的交換，然後將Hop ETH 發送到其目的地。這一次，傳輸會發送指令，以在目的地自動將Hop ETH 交換為Rollup B Canonical ETH。

Hyphen

Hyphen是另一個旨在通過解決將資產從layer2帶回layer1的痛點而帶來跨鏈流動性的協議。它使用了相同的流動性提供者模型，其中協議在鏈的兩邊保持代幣流動性，並在第一條鏈上接受代幣後立即在第二條鏈上轉移代幣。

如果有太多的單邊轉移，Hyphen也會自動重新平衡流動性。就像傳統的DEX一樣，如果Alice想要跨鏈轉移代幣，那麼她將被收取0.3%的費用，這些費用將直接交給流動性提供者。此外，轉賬交易費用也從以同一種貨幣轉賬的代幣中扣除。

Hyphen是Biconomy的一個產品，他們已經在所有支持的鏈上部署了LiquidityPoolManger合約，所有的流動性都將存儲在這些鏈上。執行者節點是鏈下服務器，不斷監控這些智能合約的任何入賬交易。

LiquidityProvider費用和轉賬交易費用只在LiquidityPoolManager智能合約上鍊上扣除。 Hyphen也支持自動重新平衡。運行重新平衡腳本以發現特定鏈上的流動性是否減少，然後觸發重新平衡操作，資金從其他鏈轉移，通過相應的本地橋來平衡流動性。

Orbiter Finance

Orbiter Finance 是在rollups 之間構建了一個去中心橋協議，支持在一個區塊時間內(~13s)進行跨rollup 的直接轉賬，每筆轉賬用戶只需要在目標端rollup 上進行一次智能合約驗證。

從安全模型來看，不同於現有的Uniswap 等鏈上協議，Orbiter Finance 將交易分為鏈上和鏈下部分，並通過兩層安全模型確保安全：

鏈下部分幫助用戶節省成本，直到gas費用為零，並且可以支持用戶無gas下單和交易；上鍊部分保護用戶資產安全。

Orbiter Contract具有以下4個功能：

記賬結算：記錄做市商的存取款數據，並為做市商們、pushman結算。糾紛解決：處理做市商之間和pushman的保證金託管轉移。保管保證金：存儲做市商的保證金並保障資金的安全性。

結論

跨鏈、跨層的互通無疑是互聯區塊鏈生態的未來。跨層生態系統中的這些新參與者將通過允許開發人員從多個L1 鍊和L2 協議中受益，從而降低開發人員的複雜性和碎片化程度，並構建前所未有的多層應用程序，為最終用戶提供更好的用戶體驗。