Layer2是个大的话题。是否去中心化，是否安全，资金状态确认时间是Layer2的主要的讨论话题。最近有点时间，总结一下Layer2的理解和思考。
Layer2，相对于Layer1，在Layer1的基础上提供更丰富功能，更好的用户体验。抽象一下Layer2的逻辑以及交互模型如下：
除了Layer1的交易外（入金），其他Layer2的交易都在Layer2执行。为了Layer2在必要时恢复交易状态，所有Layer2的交易数据需要安全存储。简单起见，也为了和Layer1保持一样的安全性，所有Layer2的交易数据一般存储在Layer1。这种交易数据的随时可访问，称为"Data Availability"（数据可用性）。所有的Layer2交易都在Layer2执行，并同步到Layer1。如何证明Layer2同步的状态正确，不同的layer2方案有不同的实现方法。
Klaytn基金会：监测到链上流动性异常，正从市场回购KLAY:10月24日消息，Klaytn基金会宣布，由于10月21日监测到链上流动性异常波动，决定从二级市场上进行 KLAY 代币回购以稳定 Klaytn 生态。Klaytn 基金会表示，用于回购的资金来自 Klaytn 基金会持有的稳定币储备，将在中心化交易所进行回购，且回购的份额将进行销毁。Klaytn 基金会称，为防止市场操纵行为，回购计划并未事先公布。[2022/10/24 16:37:07]
从Layer2状态同步方式，Layer2分为两类：一类是侧链实现（Side Chain），一类是Rollup。侧链，就是通过不同于Layer1的共识进行Layer2状态向Layer1的同步。仅从这一点，整个侧链的安全性，就降低到Layer2的共识的安全性。Rollup又分为两种：一种是zkRollup，一种是Optimistic Rollup。所谓Optimistic Rollup，乐观性Rollup，期望绝大多数情况下Rollup正确向Layer1同步状态。同时，为了防止同步错误的状态，提供了挑战机制。乐观预计挑战的机率比较小。在需要挑战的情况下，Layer1可以判断正确状态。zkRollup是最直接的状态同步方式，通过零知识证明技术，在向Layer1提交状态的同时提供状态变化的证明。Layer实现分类如下：
以太坊Layer2总锁仓量突破50亿美元:金色财经消息，据L2BEAT数据显示，当前以太坊Layer2总锁仓量涨至50.6亿美元，7日涨幅15.64%。其中，锁仓量前五分别为Arbitrum（25.7亿美元，7日涨幅10.52%）、Optimism（12.8亿美元，7日涨幅42.18）、dYdX（5.65亿美元，7日涨幅0.13%）、Loopring（2.01亿美元，7日涨幅7.04%）、MetisAndromeda（1.4亿美元，7日涨幅17.64%）。[2022/7/30 2:48:09]
zkRollup，按照采用的零知识证明协议又分为三类：1/ Groth16 2/ PLONK 3/ STARK。Groth16协议需要针对每一个电路进行初始设置(Trusted Setup)。PLONK协议在一定规模下的电路只需要一次初始设置。STARK协议不需要初始设置。但是，相对另外两种算法，STARK协议，证明数据量大，验证时间长。相对来说，在Layer2的场景下，PLONK是目前广泛使用的算法。
链游PlayDapp将于10月27日开放其RPG游戏“Along the Gods”的P2E服务器:10月20日消息，已上线Coinbase的链游项目PlayDapp宣布推出RPG游戏“Along the Gods: Knights of the Dawn’s（简称Along the Gods）”Play to Earn（P2E）模型，以加速进军全球区块链游戏市场。PlayDapp于10月20日宣布，“Along the Gods”的P2E服务器将于10月27日开放，并立即启动NFT预质押服务（韩国和中国除外）。NFT质押是指将NFT存入一定时间，并获得利息和奖励作为回报的一种服务。（PR Newswire）[2021/10/20 20:43:19]
STARK协议和SNARK(Groth16/PLONK)协议比较（来源于Matter Labs的github链接）：
https://github.com/matter-labs/awesome-zero-knowledge-proofs
dYdX启动由StarkWare支持的Layer 2永续合约alpha版本:据dYdX中文社区消息，经过7个月的研发，dYdX新的通用保证金永续合约现已在第二层主网上发布。为了显著扩大交易量，dYdX和StarkWare在StarkWare的StarkEx可扩展引擎和dYdX的Perpetual智能合约基础上，为通用保证金永续合约建立了Layer 2协议。用户现在可以以零gas成本进行交易，这就降低了交易费用，同时还降低了最低交易门槛。今天将在主网上推出内测Alpha版本，会定向邀请用户、流动性提供商和战略合作伙伴使用。在全面测试系统的稳定性后，将会在几周内进行产品公测。[2021/2/24 17:49:24]
总结一下，从安全性角度看，各种Layer2的排序如下：zkRollup，optimistic Rollup，侧链。从提现的时间也印证了安全性，zkRollup的提现是分钟级别，其他两种方案，小时甚至是天级别。zkSync是比较完善的zkRollup开源项目。
zkRollup，虽好，目前存在很大的缺陷：可编程性差。
动态 | 微软日本与LayerX合作促进日本采用区块链:据Cointelegraph报道，计算机巨头微软的日本分公司与区块链初创公司LayerX合作，以“加速”该国对该技术的采用。通过使用微软的Azure区块链即服务（BaaS）解决方案，将在日本国内经济中进一步推广该技术。根据新闻稿，两家公司将通过推动各行业区块链技术的实施，努力实现人们生活和工作实践的转变。[2018/12/1]
相对其他Rollup方案，zkRollup方案多了zk证明系统。也就是说，在Layer2每个交易除了“执行”外，还需要生成证明，证明执行过程的正确性。熟悉零知识证明技术的小伙伴都知道，零知识证明的安全性在于”电路“的安全性。对于Layer2，每种交易的处理”固化“为电路，电路逻辑完全公开。对应于每种电路，存在唯一的验证秘钥。验证秘钥用在Layer1验证状态证明。通过验证的状态证明，符合固化电路的逻辑。
关键就在于Layer2交易的执行和固化电路语义是否一致。公开电路就是一种共识方式，供所有人查阅电路逻辑。简单的说，为了实现zkRollup，需要实现Layer2执行对应的电路。事实上，电路的实现相对复杂，没有高级语言，很多情况下都是手写R1CS。进一步，为了利用zk证明系统，为了优化电路的实现，整个Layer2的状态经常优化为电路友好结构（merkle树）。所以，zkRollup的系统需要考虑电路的结构，从而约束了Layer2交易以及账户模型。细心的小伙伴可以发现，不管是zksync/zkswap/loopring，都只实现了特定交易场景。
反过来说，如果需要通过zkRollup支持EVM的交易执行，需要将EVM的交易抽象成电路友好的账户模型。这种抽象并不容易，再者，EVM的描述电路可以预见比较大。从零知识证明的性能看，这方面会限制整个zkRollup的性能。
再看看zkRollup方案在Layer1的gas消耗。整个zkRollup方案的主要gas消耗为三部分（withdraw不考虑在内）：
Transaction Raw Data：在zksync中称为pub data。为了保证data availability，所有的Layer2的交易都会以裸数据的形式提交到Layer1。
Layer2 Block管理：在Layer2提交区块状态时，Layer1维护着Layer2的区块结构和状态。
验证Layer2 Block状态：在Layer2提交证明时，Layer1需要验证状态证明。
以一个区块350笔交易，每个交易的Transaction Raw Data的大小为20字节为例，一个区块处理的gas消耗：
虽然上述的数据不是精确值，但是足以说明交易原始数据在整个zkRollup方案中的gas消耗占比是非常高的。从这个角度看，Layer2的有些项目选择通过其他链下的方式存储交易数据。
Optimistic Rollup兼容EVM。也就是说，Layer2支持可编程性，并且在以太坊上的程序几乎无缝迁移。为了保证链上的状态正确，这两种方案都提供一段时间内的挑战机制。挑战者提供挑战的证据，Layer1抉择正确与否。
Optimism采用OVM执行Layer2交易。取名OVM是为了区分Layer1的EVM。因为提交到Layer1的状态需要检验正确性，Layer1需要“重放”Layer2的交易，也就是说，Layer1在有些情况下需要执行OVM交易的执行。Optimistic Rollup最复杂的地方也在于此，用EVM模拟OVM，并执行Layer2的交易。可想而知，在Layer1的EVM模拟OVM的执行是比较繁琐，消耗较大的操作。
Arbitrum也是采用挑战机制。为了避免挑战的gas费用低，Arbitrum引入了AVM：
相对于EVM，AVM是一个相对简单的虚拟机。Arbitrum在AVM虚拟机上模拟EVM执行环境。也就是说，所有的Layer2交易都是在AVM执行，交易的执行状态可以用AVM状态表示。在提交到Layer1的状态有分歧时，挑战双方（Asserter和Challenger）先将状态分割，找出“分歧点”。明确分歧点后，挑战双方都可提供执行环境，Layer1执行相关操作确定之前提交的状态是否正确。在Layer1挑战的是AVM的状态，分歧点的AVM的指令执行。
简单的说，为了省挑战的gas费用，Arbitrum采用了精简的AVM（非常方便状态表示），通过快速分割，在链上只需要执行一个指令，判断状态是否执行正确。Arbitrum介绍文档中提到，整个挑战需要大概500字节的数据和9w左右的gas。在AVM的基础上，Arbitrum设计了mini语言和编译器，模拟了EVM的执行环境，从而兼容EVM。
Layer2，相对于Layer1，在Layer1的基础上提供更丰富功能，更好的用户体验。资金状态确定性时长，安全性，可编程性是目前讨论的焦点。zkRollup是资金状态确定性最快的方案。optimistic Rollup/侧链具有可编程性。zkRollup支持EVM的证明是个期待的方向。
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