Foresight Ventures: Layer 3深入解读

原文作者: Yihan Xu@Foresight Ventures

一、从 Layer 1 到 Layer 3

Layer 1 是底层区块链。Ethereum、Bitcoin、Solana等公链都是 Layer 1 区块链，它们是区块链网络的基础，各种 Layer 2 都搭建在这些公链之上。

Layer 2 指以太坊扩容方案。各条 Layer 2 链都是单独的区块链，在保证 安全 性的基础上提升交易速度和 TPS。比如 Zksync、Starkware、 Arbitrum 、 Optimism 都是不同的 Layer 2 解决方案。

那什么是 Layer 3?

简单来说 Layer 3 希望在 Layer 2 的基础上完成更加定制化的设计，解决目前 Layer 2 无法实现/实现起来比较困难的功能（包括定制化扩容、privacy 等），从而进一步降低成本，提升效率。

但 Layer 3 的想法还在非常早期阶段，现在下定论显然有失偏颇。Layer 3 的最终形态需要基于 开发者 探索、实战检验和实际需求。

现在有很多大佬已经提出了相关的设计思路，通过 StarkWare 提出的多层网络结构图（Layer 3 的其中一种构建思路），我会做进一步的分析和总结，帮助大家理清思路。

二、StarkWare 提出的多层网络结构

以太坊多层网络的实践设想最早由 StarkWare 团队在文章"Fractal Scaling: From L2 to L3"中提出。在这种设计中，现在的 Layer 2 是一种 general purpose 的扩容，在此之上，Layer 3 做定制化的扩容。下面我会对图中提到的方案逐个分析（从左到右）。

1.StarkEx Volition（rollup+validium）—> 低成本扩容

在 Layer 2 的方案中我们已经熟悉了Validiums，一种通过 SNARK 算法对计算结果进行验证，数据不上传 Layer 1 而是依赖于 validator 托管的扩容方案。由于数据存在链下而非直接发布到 Layer 1 ，Validium 降低了 gas 成本并提供了更好的 privacy（数据并不向 public 公开）。但是从去中心化和安全性的角度看，Data Availability 依赖于第三方委员会，因此 Validiums 使用并不广泛。

StarkEx Volition 为 Dapp 提供了一种混合模式，可以选择将数据放到链上以保证安全性（StarkEx Rollup）或者放到链下以获取更低的成本（StarkEx Validium）。现阶段 StarkEx 仍然是 Layer 2 的扩容方案，但是在 StarkWare 后续的架构设计中，StarkEx 完全可以作为一种打开 Layer 3 大门的通道，在 StarkNet 通用扩容的基础上进一步为特定的 dapp 降低成本。

2.App-specific StarkNet —> 定制化扩容

我们知道 Layer 2 的电路设计是为了服务所有 Dapp，这意味着工程师设计电路的首要考虑是兼容性。因此现在的电路设计一定程度上牺牲了效率，并没有针对特定的 Dapps 进行优化。这对于强交互性的 Dapp 来说是一种的瓶颈，比如注重游戏体验和实时玩家交互的web3游戏。App-specific StarkNet 可以为帮助对性能要求较高的 Dapp 定制化地进行设计以达到更高的 performance。

我认为在这个场景下 Layer 2 解决用户编程和可组合性的问题，而 Layer 3 定制化地针对项目方提供更高的性能。比如一个 Dapp 不需要和其他 Dapp 共享电路资源，并获得定制化的电路设计，或是由 Layer 3 提供更高效的存储结构会数据压缩服务。

3.StarkNet（Validiums）—> 低成本扩容

类似于 StarkEx Volition，在 Layer 3 中将 Validiums 作为一种低成本的扩容方案，让一些对价格敏感的 Dapp 获得更低的成本。

4.Privacy StarkNet —> 定制化功能

对隐私功能的实现，某种程度上也可以看作 app-specific design。虽然 ZK-rollup 对 privacy 友好，但出于去中心化和安全性的考虑，用户的交易数据仍需要在压缩后通过 calldata 发布到 Layer 1 作为 history log，让所有用户都可以成为 prover 进行验证。因此以扩容为目的的 rollup 并不能实现 privacy。Layer 3 的能很方便的解决了这一痛点，对于一些强隐私需求的用户，定制化地在 rollup 甚至 rollup of rollup 的基础上实现隐私功能。

三、Again，什么是 Layer 3 ？

看完以上分析，Layer 3 应该已经不那么抽象了，下面总结一下这种 Layer 3 的设计到底想解决什么问题，帮助大家进一步建立对 Layer 3 认知。

1. Vitalik 的设想

• L2 is for scaling, L3 is for customized functionality.

• L2 is for general-purpose scaling, L3 is for customized scaling

• L2 is for trustless scaling (rollups), L3 is for weakly-trusted scaling (validiums)

2.进一步解读

• Layer 2 作为 general purpose 的扩容解决方案，那么对于 Layer 3 的设计可以放下单纯的扩容，去定制化地做一些 Layer 2 无法轻易实现的功能，比如 privacy；

• Layer 2 中 ZK-rollup 设计考虑了通用和兼容性，为整个生态提供一种通用的扩容解决方案。因此在 ZK(E)VM 的设计上或多或少牺牲了 ZK-friendly。那么 Layer 3 可以针对不同应用做进一步扩容。举个例子，在 ZK 场景下，一些应用可以通过更加定制化的电路设计来获得更好的 performance；

• Layer 2 中 ZK-rollup 在扩容的同时需要保证 Data Availability，在 cost 上做了妥协。因此，Layer 3 可以用于低成本扩容，为不同开发者提供更多扩容方案，比如 Validium 就是一个很好的选择。

3.第二点和第三点中 Layer 3 都是在做进一步扩容，有什么区别？

我认为两者是截然不同的，并且解决了现在 Layer 2 不同的痛点。第二点中的定制化扩容旨在提升性能，而第三点中提到的则是一种更加 general purpose 的低成本扩容方案。

4.小结

以上都可能是之后 Layer 3 发展方向，并且也不会限定在某一种形态。一些 Dapp 会需要提供隐私功能的 Layer 3 ，一些 dapp 会受益于低成本的扩容，一些 dapp 会因为定制化的 Layer 3 带来 performance 的提升。总之，Layer 3 会在 Layer 2 的基础上进一步提升性能，创造更多可能性。

四、是否需要 Layer 3 ？

看到这你可能会产生两个疑问 ：

• 既然 Layer 3 这么牛逼，是不是可以继续往上继续叠加 Layer 4、Layer 5、Layer 6 …以达到更好的扩容效果？

• 以上提到的 Layer 3 的用途都可以通过二层网络结构实现。看下面