OP Research:「Cosmos」才是Layer2的最终形态？
背景
Layer2是近期的市场焦点
ZK系Rollups们也很识趣地推出了自己的ZKEVM和测试网通过空投预期捕获真实用户和资金，导致撸毛用户每天需要交互的Layer2公链一时间多到忙不过来。但是这也意味着这个赛道的拥挤程度之高，特别是Arbitrum借助空投为自己带来了大量的关注，顺势给自己的生态项目也发放了生态补助，鼓励生态发展和激励用户，这让Arbitrum的TVL和Tx常年是Optimism的两倍以上。而ZKSync也通过era和空投预期实现了TVL与Tx的快速增长。
除了数据上被压制，最早发币的Optimism还面临着每月大量的代币解锁，为了扳回局面，Optimism 用OP Stack战略进行反击。OP Stack上线之初市场并没有太大的反应，直到Coinbase宣布要使用OP Stack开发自己的Layer2BASE，以及A16Z也要用OP Stack发行自己的Layer2 Magi。在这之后，发行Layer2似乎成了一个共识，陆续有各个领域的项目宣布加入Layer2 War。OP代币的币价也一路走高，直到BASE链上线。
而其他老牌Layer2也按捺不住，选择发布自己的Stack与Optimism竞争，例如：Arbitrum Orbit，Polygon 2.0，ZKSync的Hyperchain和Starware的Starknet。
Layer2获得阶段性胜利
市场对于未来的Blockchain是多链还是Layer2有不同看法。就目前而言Layer2、多链（特别是功能链）确实有了更新的进展。
在22年初我们还在探讨Blockchian的未来是多链还是ETH+Layer2，如今Cosmos已经是退居二线的状态，被Optimism/Arbitrum/Polygon/ZKSync等Layer2抢去关注度，资金和开发者也用脚投票纷纷投资和入驻Layer2。
转为POS和进行上海升级之后的ETH承载着最多的on-chain asset并在扩容和通缩的路上一骑绝尘。与其开发没有创新的新公链，搭建新的生态，来夺取ETH流量，不如直接基于以太坊提供的算力和状态来保证安全性，以ETH为GAS Token，通过EVM和激励吸引开发者和流动性来做价值迁移，这将有助于形成飞轮效应。从数据上来看，现在TVL/项目数/独立用户数等都是Layer2占优，同时还有众多项目方宣布发行Layer2等待入场，相信Layer2的多链时代已经到来。
不过，虽然Terra事件后，像Terra链/Juno链等Cosmos生态几近退出市场，但是Injective/Canto/Berachain/Sei/DYDX v4 等Cosmos生态都即将或已经推出主网，他们尝试着用更激进的方式来解决当前Blockchain的问题，并搭建自己的生态。Cosmos也有Evmos借助evm来搭上ETH的快车，向ETH生态吸血获取ETH流动性。而Cosmos自己也发布了Cosmos 2.0，希望通过链间安全性和区块拍卖来为ATOM赋能并增强自身在生态的重要性。只是，就当前二级走势和TVL来看，Cosmos生态并没有成功从Terra之后的颓势中翻身，这也是受限于Cosmos生态各自为战的状态。
Source：L2BEAT – The state of the layer two ecosystem、defillama.com，截至20230821
OP Stack
复刻Cosmos打法
Layer2的多链时代很像过去Cosmos和Polkadot讲述的多链叙事，只不过联通多链的不是Cosmos hub也不是中继链，而是以太坊。但事实上，以太坊只是作为DA层提供安全性，并没有真正联通Layer2s，所以这给了Stack一个机会，Layer2作为中间Rollup层，既能提供公链定制开发服务赚钱，还可以作为枢纽捕获其他Layer2价值或作为DA层向Layer3收费。
事实上Layer2本身就是以太坊模块化的一步，那么把Layer2进行模块化的叠加，就可以简单高效地搭建一个Layer2，再通过一个中心枢纽连接各Layer2实现原子级跨链。在这个基础上，中心枢纽还能够作为DA层，再在其上搭建Layer3应用链，解放公链的创新性。
像Cosmos一样将自己的核心特性做成通用组件，再提供给其他链使用，从而建立自己的生态，这样的竞争优势是单独做一条公链无法比拟的。而Optimism就选择了类似Cosmos的低门槛开发，无须许可发链，高度兼容性，跨链互操等特性来搭建自己的生态。
多链叙事的开端：Cosmos
Cosmos的设计鼓励各个区块链网络之间的协同合作，通过共享价值和数据，实现生态系统的互通，是探索多链互操作性的首批玩家。
Cosmos是一个具有高度模块化和可互操作性的区块链生态系统，包括三个核心组件：Tendermint共识机制、Cosmos SDK以及IBC（Inter-Blockchain Communication）跨链通信协议。
1.Tendermint共识机制
Tendermint是Cosmos Hub的网络共识引擎，由Tendermint Core和ABCI两部分组成。它采用PBFT+Bonded PoS混合共识，确保2/3以上的验证人达成共识。Tendermint将区块链应用和底层共识分离，以状态机控制应用逻辑，同时提供ABCI接口与应用层互动。这种架构支持共识和接入其他链。
Source：Tendermint架构：图源自官方
2.Cosmos SDK
Cosmos SDK是开发者工具包，允许在Tendermint之上构建模块化的状态机。开发者可以使用SDK建立新的区块链，也可以通过Peg Zone桥接入Cosmos等。SDK提供了多重储存的概念，将应用程序状态划分为不同的隔离专区，每个模块都管理自己的状态。SDK的模块主要包括Bank、Auth和Staking&Slashing等，用于构建复杂的状态机。
Source：Cosmos SDK示意：图源自官方
3.IBC跨链通信协议
IBC是Cosmos中实现不同区块链通信的协议，用于在Zone之间进行跨链交互。通过在Hub上建立IBC连接，Zone可以与其他连接到该Hub的Zone通信。通过IBC，Zone可以发送代币和数据包，实现跨链资产和信息的传输。PG Zone作为桥接器，连接无法直接通过IBC接入的外部区块链（例如：Bitcoin），使其与Cosmos中的区块链互操作。
Source：IBC通信示意：图源自官方
这些组件的结合使得开发者能够构建安全、灵活的应用，实现区块链之间的跨链互通和资产转移。
Cosmos的Hub和Zone架构以及跨链互操作性
Cosmos采用了Hub和Zone模型的架构，其中Hub是网络中心枢纽，而Zone是独立接入网络的公链。Hub会追踪和记录各个Zone的状态，而每个Zone需要将自身产生的新区块反馈给Hub，并同步Hub的状态。不同Zone之间并不是直接同步状态，而是通过发向Hub的数据包间接通信。
技术上，Cosmos的Hub和Zone模型实现了不同区块链之间的互操作性。Zone之间通过Hub进行通信，Hub实时同步全局状态，通过将区块链应用与底层共识分离，提供ABCI接口与应用层互动，开发人员可以用任何语言编写应用逻辑。这种架构既可以实现共识，也方便其他区块链的接入。
Cosmos的核心代币$ATOM在Hub生态中主要用于支付交易费和治理投票，其代币需求与Cosmos生态的发展直接相关。Cosmos旨在构建通用的区块链开发框架并解决跨链问题，以实现多链宇宙的愿景。
在跨链机制上，Cosmos的Hub充当中继链，Zone则是平行链，每个链都有自己的验证者。Cosmos Hub作为网络核心，允许不同区块链通过IBC协议进行互联。Zone需要通过Hub与其他Zone通信，而不同Zone之间的管理方式是分散的。因此，如果某个Zone遭受攻击或作恶行为，其他Zone不会受到影响。
Source：Cosmos架构示意：图源自官方
整体而言Cosmos在多链互操作性领域扮演了先驱角色。它通过Hub和Zone架构以及引入IBC协议，实现了不同区块链之间的无缝通信和跨链资产转移。此外，Cosmos的模块化架构为开发者提供了灵活性。使用Cosmos SDK，开发者可以构建具有各种功能模块的定制化区块链应用。同时，Tendermint共识机制在Cosmos中发挥了关键作用。它采用PBFT+Bonded PoS混合共识，保证了高度安全性和可扩展性。通过将共识与应用分离，Tendermint实现了更高程度的模块化和可扩展性，同时提供了ABCI接口以供应用逻辑的交互。
新多链叙事：Superchain
「Cosmos的核心目标是实现不同区块链之间的互通和互操作性，当前Layer2 War的竞争焦点似乎也正一步步朝着这个目标靠近。」
Layer2解决方案的共同目标是提高以太坊网络的吞吐量和可扩展性，以满足不断增长的交易需求。然而，这些Layer2之间的竞争焦点逐渐从单纯的性能提升转向了更加广泛的互通性和互操作性，甚至于生态。
- 互通性：随着越来越多的区块链项目和Layer2解决方案的出现，用户和开发者希望能够无缝地在不同的区块链之间转移资产和数据。互通性的实现将为用户提供更大的灵活性，让他们能够在不同的区块链网络中自由流动。
- 互操作性：Layer2解决方案的竞争驱动着开发者创造更加通用的技术标准，以实现不同Layer2之间的互操作性。这种互操作性将促进不同Layer2网络之间的协作和数据交换，从而创造更加丰富的生态系统。
- 协同效应：类似于Cosmos的Hub-and-Zone架构，Layer2解决方案之间的互通性可以创造协同效应。不同Layer2解决方案之间的互通将加强整个生态系统的价值，吸引更多的用户和开发者参与其中。
- 降低摩擦成本：实现不同区块链和Layer2之间的互通性将降低用户的摩擦成本。用户不再需要在不同网络之间进行繁琐的兑换和转移，从而提高了用户体验和参与度。
• 以下是Layer2s的方案与路径比较：
Source：Stacy Muur、l2beat、OP Research｜20230827
Optimism
「OP Stack就像是给一个大家族的聚会安排了更多座位，让每个人都能参加，而不需要重新找座位。」
Optimism Rollup和OP Stack
Optimism Rollup（ORU）是一种基于以太坊（L1）的Layer 2（L2）扩容解决方案，其设计理念在于利用L1的共识机制来确保L2的安全性和可扩展性，避免引入额外的独立共识机制。作为基于父链-子链模型的一部分，ORU将父链定位为L1，其中以太坊充当了这个父链的角色。
在ORU的运行机制中，有三个主要步骤。
首先是数据存储（Blockstorage），L2上的交易被整理并写入区块，然后以一种压缩格式将这些区块写入L1。这种做法维护了数据的可用性，确保了交易数据在需要时可以随时检索。
其次，出块（Blockproduction）阶段涉及到定序器的操作，它负责构建和执行L2区块。这个过程包括交易的确认、新区块的构造，以及将相关信息传递到L1以进行交易的提交。
最后，区块执行（Blockexecution）阶段确保接收新区块，并维护L2网络的稳定运行。
另一方面，OP Stack作为一个支持Optimism技术的标准化开发堆栈。从具象角度而言，按层级从下往上看，首先是数据可用性层（DALayer），它定义了L2的原始数据来源。目前，以太坊主链在这个层面起到了主要的作用。其次是排序层（SequencingLayer），这个层级的功能由定序器承担，负责交易的确认、状态更新以及L2区块的构造。然后是派生层（Derivation）：派生层定义了如何处理数据可用层中的原始数据以形成经过处理的输入，这些输入通过标准以太坊引擎 API 发送到执行层。执行层（ExecutionLayer）定义了L2系统的状态结构，支持以太坊虚拟机（EVM）或其他虚拟机，同时为交易增加了一些L1数据费用。结算层（Settlement Layer），负责将经过L2确认的交易数据发送到目标区块链，进行最终结算。最后是治理层（Governance Layer），目前的方案【1】是多个基于OP Stack的链共享治理同一套治理标准。
Source：OP Stack结构｜源自：Binance Research
*注【1】：optimism.mirror.xyz
Superchain
Superchain通过共享安全性、通信层和开发套件（OP Stack），使不同的Layer 2（L2）得以协同工作。在传统的L1设计中，扩展性和性能常常成为限制因素，而Superchain通过将多个L2网络整合到一起，提供更强的可扩展性和性能。这种横向扩展不仅令系统具备更高的容量，还能为开发者和用户提供更加优质的体验。
基于OP Stack的Superchain将成为不同L2解决方案的连接点，为各种区块链和去中心化应用（dApp）的大规模运行提供支持。OP Stack作为支持Optimism技术的标准化开发堆栈，将不同的L2网络集成在一起，促进了这些网络之间的互操作性。通过将多个L2整合到超级链中，可以实现更加高效和灵活的跨链通信，让用户能够无缝地在不同L2之间进行资产和信息的传递，从而实现更多可能性。Superchain的关键属性之一是模块化。通过使用OP Stack作为开发基础，各个L2网络可以按需选择层级模块，将不同的技术组件灵活组合起来，以满足特定需求。这种模块化的设计不仅提高了系统的可定制性，还为新的技术和创新提供了便捷的接入途径。此外，Superchain还强调互操作性，使得不同的L2解决方案能够实现更高效的资源共享和信息传递。基于OP Stack的Superchain可以提供更加低成本的部署选项，让更多的开发者和项目能够参与其中。这有助于推动更广泛的L2网络的发展和采用。
Source：Superchain架构：源自OP 官方
事实上使用OP Stack发行更多Layer2只是Superchain建立的第一步，成型的OP Stack需要Layer2能够共享排序器互换经济与信息，建立统一的安全治理机制和链间生态。以BASE为例，Optimism与BASE的合作有两个主要组成部分，第一是协议管理，BASE遵守Law of Chains并加入op-geth和op-node客户端运营，同时采用paradiagm设计的op-reth故障证明客户端和设立Pessimism悲观监控系统 ；第二是经济和治理，BASE会将自己排序器收入2.5%或扣除L1 Gas后的公链利润的15%（取高者）作为使用OP Stack的费用，而Optimisim也会为BASE提供至多2.75%的OP总供应量作为参与治理的回报。BASE和Optimism将会共同建立Security Council来管理控制合约升级的多签以及制定挑战者密钥管理方案，以此来避免团队成员单方面作恶。通俗理解，任何基于OP Stack构建的区块链网络都可以根据需求灵活组合OP Stack的不同层级模块，构建L2s。而Optimism（现称：OP Mainnet）作为其第一条L2，共同构建Super chain的生态链。这使得整个生态系统更具弹性，能够满足各种不同的需求和创新。
Arbitrum
与Optimism的Superchain战略不同（基于OP Stack构建L2s），Arbitrum的Orbitchain战略允许基于Arbitrum Nitro（技术堆栈，类似与OP Stack）在 Arbitrum 主网（包括：Arbitrum One、Nova和Goerli）上创建和部署 Layer3，也被称为应用链。
Source：Orbitchain架构：ARB官网
不同于Optimism的Superchain，Arbitrum采用了一种更具灵活性和可定制性的方法。Orbit是一个允许任何开发者基于ARB构建L3（应用程序链）的开发框架，其最终架构为Orbit chain。Orbit chain的设计目标是与即将推出的Arbitrum Stylus升级兼容。这种兼容性为开发人员使用C、C++和Rust等编程语言构建去中心化应用（dApp）提供了便利。通过利用这些编程语言，开发人员可以更加自由地构建功能丰富的dApp，而无须迁移到新的技术堆栈。这为dApp开发人员创造了更大的灵活性和选择性，使其能够更好地满足不同项目的需求。
Source：Orbitchain架构：源自ARB官方文档
但是目前Arbitrum Orbit仍然处于一个测试网的阶段，尚未达到OP Stack的模块完整度。
ZKSync Era
主权和无缝连接」是ZK Stack的核心叙事。
开发者完全掌握自主权定制Hyperchain。Hyperchain独立运作，仅依靠以太坊Layer1保证安全与活跃性。Hyperbridge网络使Hyperchain相互连接。ZK Stack于20230623推出，旨在基于ZKSync Era的代码构建定制的ZK支持的L2和L3。这是一个构建模块化、主权性、ZK Hyperchains的框架。所以，其从技术架构上与OP Stack并无区别。
ZK Stack是一个用于构建模块化、主权性、基于零知识技术的Hyperchains的框架。它着眼于解决“ZK Credo”中提出的挑战，旨在为去中心化的区块链网络提供基础。ZK Stack的核心特点包括免费开源、可组合性、模块化定制、经过验证的安全性以及未来可扩展性等。
该框架由Matter Labs开发，使用MIT/Apache开源许可证。使用ZK Stack构建的Hyperchains可以在无信任网络中无缝连接，具有低延迟和共享流动性。开发人员可以根据自身需求定制Hyperchains，同时确保安全性和可靠性。ZK Stack基于ZKSync Era的代码，借助Hyperbridge实现了超级链之间的互联互通，实现了快速、低成本的互操作性。开发者可以根据需要定制超级链，通过Hyperbridge实现互连，从而实现无信任、快速、低成本的互操作性。
ZK Stack适用于需要定制化Hyperchains或在更加广泛生态系统中异步连接的场景，因为L1-L2 桥是异步的。从架构上来看，ZKSync Era有2个应用场景：
• 1）作为L2s的其中一条Hyperchain，并且与同级别的L2s互联互通，共享流动性和其他生态资源。
• 2）作为L3s的DA Layer。
Hyperchain通过验证链下计算来解决信任问题，使用零知识证明确保安全性。Hyperbridge连接超级链，实现数据传递和互操作性。Hyperchain通过Hyperbridge桥接，具有验证桥接、本地桥接和数据可用性等特点，从而构建统一的流动性网络。从用户角度看，Hyperchain实现无缝互操作和跨链钱包管理，确保用户体验。技术上，基于验证桥接的Hyperchains、共享验证器和数据可用性等构成了Hyperbridges的基础。
Source：matter-labs
综合来说，Hyperchain的可拓展性和组合性是其设计的核心。Hyperchain的L3既可以跟同级别的L3互联互通，也直接将以太坊作为DAlayer，这种情况下该L3本质上又是一条L2。下图，左上第2条Hyperchain L3即是最直接的案例证明。但是作为ZK Rollup的公链，Layer2s除了需要解决与Solidity编程语言间的Gap，还需要具备一定的独立开发ZK circuit电路系统的能力，否则就只能共享ZKPorter来运行。可是当前ZKSync并没有完善的组件共享机制，可见Hyperchain在编程语言和技术上限制了大量开发者进入。此外ZK Rollup虽然在技术上可以实现百万级PTS的交易量的同时做到去中心化，但是ZK Proof的成本也要更高，加上排序器的中心化，而且复杂智能合约的Gas fee要更高也容易因为兼容性差失败，导致在短时间内ZKSync难以高速发展，因此也不会发币来促进发展。针对这一点，ZK Sync在其Hyperchain的架构上已经做了一定的优化——系统的 LLVM 编译器支持Solidity和任何其他现代编程语言，增加了对专门使用 Rust、C++和Swift等语言的开发者的可访问性。但综合来说，Hyperchain的开发难度最大。
Source：matter-labs
但是目前ZK Stack仍处于开发阶段，未上线测试网。
StarkNet
「分形扩展—Fractional Scaling」：StarkWare 认为，多个Layer3将建立在Layer2之上，如同多个Layer2建立在Layer1。其中L2用于通用扩展，而 L3用于定制扩展。
分形拓展，即通过逐层递归的方式实现扩展。引入L3，通过在L2的基础上递归构建，为特定应用提供更高的扩展性、更好的技术堆栈控制和隐私保护。L3能够实现超大规模、更好的性能控制、隐私保护等优势，同时保持L1的安全性。这将使得StarkEx（目前用作L2解决方案）能够迁移到L3，并且Standalone实例的StarkNet也将作为L3提供。
在巴黎举行的以太坊社区大会EthCC上，StarkWare的联合创始人Eli Ben-Sasson宣布了即将推出的Starknet Appchain。Appchains是专门为满足特定应用需求而设计的应用区块链。Starknet应用链旨在为开发者提供一个定制的环境，使其能够在其中创建定制的Starknet实例，以获得更好的规范控制、更低的成本、更大的规模和可选的隐私。通过建立Starknet应用链，开发者能够为用户提供更高的吞吐量和更优的用户体验。Starknet Stack利用STARK证明、Cairo编程语言和本机账户抽象等模块构建。
Source：官方文档
整体来说，Starknet Stack还处于开发的早期阶段，链上生态的发展还处于极早期。
Polygon2.0
在整个设计思路中，Polygon2.0是希望自己Polygon’s PoS Mainnet与 ZKEVM成为 Polygon的支柱，同时引入Supernets应用链壮大Polygon的生态，而真正从中获利的是POL代币，因为Polygon2.0的Supernets们需要质押POL代币来运行节点保证公链的安全，为了实现这一目标，Polygon一下给出了PoS节点/ZKEVM节点/Miden VM三个选项让用户挑选。而为了扩大自己的吸引力，Polygon还配套了基于零知识证明的Polygon DID和名为“Blueprint”的Web3游戏开发指南。可见，Polygon2.0选择从孵化的角度来为自己争取到更丰富的生态。此外，Polygon2.0的Supernets介绍中多次提及企业区块链概念，从Polygon与星巴克/耐克/华纳音乐等的合作中可知，其另一个护城河便是企业版的低门槛高定制化应用链。
在结构上，Polygon2.0与OP Stack类似，它也将自己分为了数个层，分别是：
- Staking Layer
- Interop Layer
- Execution Layer
- Proving Layer
它的这种分层形式，也就是：
- Link
- Network
- Transport
- Application Layer
这些是借鉴了互联网协议组件，每个协议层都负责一个特定的子流程，也就是技术堆栈。
Staking Layer
这质押层功能跟以太坊的PoS（权益证明）基本一致，但是它不仅仅给Polygon主网使用：
Polygon除了最初的Polygon主网，还有ZKEVM、Supernets等，因此Validators 会为很多条链提供服务，用类似于restaking的模式，并通过Validator Manager管理。
而用来管理各条链所属的Validators的是Chain Manager合约，每条链都有自己的Chain Manager合约，以此来决定验证者数量和额外的对于验证者的要求，比如要遵守的法规或是必须额外质押的代币，这意味着验证者可能需要额外质押该链自己的代币来参与其验证。
事实上这个质押层才是Polygon2.0的重点，不同于Optimism和Arbitrum，Supernets 想要运行，必须要有质押了$POL的Validator支持，Polygon chains越多，需要的Validator也就越多，而POL代币的价值也就越高。但是Restaking的模式也帮助Supernets团队可以专注于Utility和社群，而不是基础设施，降低公链的入门门槛。
Interop Layer
Interop Layer用ZK Proof实现像Cosmos一样的原生跨链。通过拓展Polygon ZKEVM rolllup使用的LxLy协议，Polygon引入了一个Aggregator来实现原子级的跨链互操。首先，它可以接收ZK证明和Message Queues，此外，它还可以把多个ZK证明聚合为单个ZK证明并提交给以太坊验证。所以它是一个位于Polygon和以太坊之间的中间件。
因此，当A链发出的Message Queue和ZK证明被Aggregator接收，那么作为目标链的B链就可以直接接收来自A链的消息，从而实现无缝跨链交互。当然，Polygon也尝试将Aggregator用PoS Validator的形式去中心化。
Execution Layer
它的执行层在各链中的作用都是比较类似的。那么，在这些中间就包括了P2P/Consensus/Memepool/Database，以及ZK证明所特有的Witness generator。
Proving Layer
证明层是ZK-Rollup特有的层级，它本质就是一个为Polygon链所有交易生产ZK证明的协议。
它主要由通用证明器和状态机组成，通用证明器继承了使用递归SNARK技术的Plonky2，而状态机则有由Polygon团队提供的ZKEVM和MidenVM，或由公链团队自己构建，例如ZKWASM。
小结
技术开源性角度
OP Stack受到众多项目欢迎，包括Base/Magi/opBNB/Worldcoin在内的十多个项目先后宣布使用OP Stack，是有原因的。
首先就是许可的开放性，从图中我们可以看到，Optimism使用的是MIT License，而Arbitrum/ZKSync/Starknet/Polygon用的则是Apache License 2.0，虽然大家都是开源的，但是两个许可的开放程度是不同的。MIT License只要求保留原有的许可证声明和版权声明，允许商用、分发、修改、私用、附加协议，甚至可以出售MIT协议的代码。Apache License 2.0要求在被修改的文件中加以说明修改的源代码。派生项目中，需要带有原项目代码中的Apache-2.0协议，同时还包括商标，专利声明以及其他原作者规定需要包含的说明。派生项目中，如果包含Notice文件，则在Notice文件中也需要带有Apache-2.0协议。
简单来说MIT License是最宽松的，而Apache License则更为严格。
兼容程度角度
• 1）Optimism和以太坊EVM的兼容程度高，Optimism的代码有12,745个commits和2.3k个fork，这意味着大量的代码更新和极高的开发者采用率。
• 2）此外，从技术角度看，ZK 系充分利用了以太坊的安全和共识机制，直接依赖其安全性。与OP系相比，ZK系能直接验证状态变更，无需等待底层状态更新，简化设计，提高跨链效率。而OP在异步跨链调用上受限，需要等待底层验证和确认。
技术架构角度
• 1）目前来看Optimism和Polygon专注于拓展L2s，Arbitrum、ZK Sync和Starknet专注于拓展L3s。Layer3的应用链拥有更高的自由度/可拓展性和自主性，但是市场还在Layer2上发展，Layer3仍旧在比较远的未来。而且最关键的是Layer3的跨链互操在技术上并没有完全实现，当前没有任何一家可以宣传自己能做到Layer3的跨链互操。在这个情况下，注重可组合性的dApp们必然会选择Layer2来进行DeFi乐高的搭建。
• 2）模块化和SDK组件则是当前区块链的统一路径，不论是公链之于dApp还是Stack之于Layer2/Layer3，都是以最小编程门槛和最大可定制化来降低开发者构建项目的成本，使其能够专注于产品设计和社群运营。更有像AltLayer这种专门以Rollup As A Service为核心业务的项目，所以无代码发链和发项目一定会随着基础设施的完善而普遍化。
开发进度角度
目前仅OP Stack和Polygon2.0开发较快，但是OP的生态发展最快且已有落地公链，而Arbirtum、ZKSync和Starknet还处于开发的极早期。特别是ZKSync和Starknet主网生态未构建完善的情况下，可以推断它们可能更多是为了应对OP Superchain的竞争而进行的开发策略。但在去中心化的程度来看，Starkware的ZK证明生成器STARK Prove-Stone于8月31日在Apache2.0许可证下开源，而OP Stack在Base帮助下也不见去中心化排序器的档期，可见Starkware在去中心化进程或许会处于领先地位。
多链叙事和超级链叙事对比
Layer2跨链与IBC和Keplr钱包
Layer2多链的一大叙事就是原子级跨链交易，OP Stack通过共享排序器实现与IBC一样的链间通信效果，Polygon2.0用公共验证器集和重质押的共享安全性来成为 “Polygon Hub”。
但目前Layer2的跨链还在叙事阶段，能用的只有基于跨链桥模式的EVM跨链（wormhole/layerzero/axelar），这与IBC之间的差距还是非常明显。
SEI在前段时间的跨链空投就很好地展现了这个差距：使用Wormhole 从Ethereum/Arbitrum/Polygon/BSC进行跨链的USDC都因为超出Wormhole在SEI的跨链额度而不得不等待24h才能跨出SEI链。而通过IBC从Osmosis跨到SEI的ATOM和OSMO可以在跨入的瞬间就跨回原链。同样属于IBC生态的Axelar USDC也因此受到青睐，但受限于SEI官方桥的Axelar跨链机制，跨入和跨出SEI有大约半小时的等待时间，不过如果是使用直接跨到IBC公链，也是瞬间到账。24h与瞬间到账，孰优孰劣一目了然。
Layer2的链间切换在MetaMask上的使用体验与Keplr相比同样具有显著差距。随着Layer2公链的增加，在不同链之间转换的需求也逐渐增加，但是各链的资产和交互在MetaMask上是相互独立的，必须要使用第三方工具才能统一管理，但这也增加了资金风险。而在Keplr钱包却可以显示整个生态的资金数量与状态，Layer2 的Stack战略或许需要一个类似Keplr的Super Wallet统一自己的生态资产。
共享排序器与ISC和区块拍卖
排序器是Rollup的收益关键也是安全关键。共享排序器能够让新Layer2跳过排序器的构建与维护，也能由此获得所有链的MEV收入，强化Superchain的价值。但是共享排序器也意味着共享底层安全，当前的Layer2 Stack们的排序器都过于中心化，只有PoS排序器和多组织多签实现才能算向Vitalik的Stage2迈出了一步，所以未来共享排序器与去中心化排序器是扩大收益与保证安全的必经之路。
而作为Cosmos自救的关键之一，ICS为Cosmos 生态公链降低进入门槛也为Cosmos hub提供更多价值捕获给ATOM代币赋能。在过去，Cosmos生态各自用PoS来保证自己的安全，ATOM也只用来保证Cosmos hub的安全，使得质押ATOM撸空投和拿PoS基本收益成为了ATOM唯二能做的事，这与当前Layer2的现状十分类似，只是OP Stack 用Superchain选择了Layered Secuirity，而Polygon2.0用Restaking选择了Mesh Secuirity。而区块拍卖则是将MEV价格化，从商业模式上化解MEV，即排序器价值量化。随着共享排序器的建立，MEV价值自然就成倍上涨了，Superchain的MEV收入必然不能简单地由排序器收入囊中，所以Stacks的区块拍卖肯定会在共享排序器落地之后不久上线。
Source：Delphi Digital
结语：成为Cosmos是Layer2的最终形态
鉴于Layer2 Stacks们对Cosmos的模式的认可，Cosmos当前生态中具有特色机制想必也会很快被优化采用，例如借鉴Berachain/Injective/Sei/Canto等公链，引入公链级别的底层流动性/Terra式原生稳定币/公链级别原生借贷/Gas 共享机制/模块化部署合约/出块拍卖等建立Layer2。又或者是如上文所述，开发一个类似Keplr钱包的Stack生态钱包来整合生态资产。
但最重要的、并且也是Stacks们当前缺失的一个Cosmos机制其实是完整版的链间安全，不同Layer2 Stacks可以相互共享排序器，即排序器层的去中心化，而不仅仅是各家的排序器去中心化，避免单一排序器的风险。同时基于PoS的排序器还可以通过类似重质押的方式，实现多个排序器为同一条链提供服务。即Cosmos ICS的Layered Security和Mesh Security。
市场一定会有一个Cosmos或者OP superchain的角色出现。
市场确实在寻找一个类似Cosmos或OP superchain的角色，这种角色将扮演着连接不同区块链网络的枢纽，通过创造协同效应和共享生态资源，实现整个生态系统的增长。如果OP Stack的方法证明不可行，未来可能会出现一个新的解决方案来填补这一空缺。
无论最终出现的是类似于ARB Orbit或OP Superchain还是ZK Stacks的角色，它们都将在Layer2扩容的道路上发挥重要作用。而随着ZK技术的成熟和去门槛化，很可能会是ZK系或引入了ZK技术的OP系Stacks接过Layer2多链的大旗，ZK技术自带高TPS和去中心化，这恰恰是扩容拓展除了兼容性之外最关键的两个属性，也是高度共享安全性情况下的技术保障。ZKSync和Starknet虽然开发进度较慢，但是其TVL和用户量的增长是有目共睹的，所以我们可以期待一下是OP Stack的先发优势和兼容性能快速占领Stack市场，还是ZK Stack的高TPS和去中心化能在技术成熟后后发制人。
Reference
[1]《Layer2四大天王争先布局Stack背后的原因》 https://haotiancryptoinsight.substack.com/p/layer2stack
[2]《超级链来临：深度解读 Coinbase 和 Optimism 联手打造的 OP Stack》https://www.8btc.com/article/6806138
[3]《Crazy Multichain Universe, Crazy OP Stack》https://medium.com/ybbcapital/crazy-multichain-universe-crazy-op-stack-acb63be8d515
[4]《Introduction to Hyperchains》https://medium.com/matter-labs/introduction-to-hyperchains-fdb33414ead7
[5]《Introducing the ZK Stack》https://medium.com/matter-labs/introducing-the-ZK-stack-c24240c2532a
[6]《ZKSync生态进程与去中心化进程的变量》https://twitter.com/tmel0211/status/1663034763832344576
[7]《A gentle introduction: Orbit chains》https://docs.arbitrum.io/launch-orbit-chain/orbit-gentle-introduction
[8]《The Starknet Stack’s Growth Spurt》https://starkware.co/resource/the-starknet-stacks-growth-spurt/
[9]《开源许可证的区别》https://www.geek-workshop.com/thread-1860-1-1.html
[10]《The Appchain Universe: The Risks and Opportunities》https://medium.com/alliancedao/the-appchain-universe-the-risks-and-opportunities-9a22530e2a0c
[11]《Application-Specific Blockchains: The Past, Present, and Future》https://medium.com/1kxnetwork/application-specific-blockchains-9a36511c832
[12]《The Inevitability of UNIchain》https://medium.com/nascent-xyz/the-inevitability-of-unichain-bc600c92c5c4
数据来源：
[13]https://defillama.com/chains
[14]https://dune.com/Marcov/Optimism-Ethereum
[15]https://dune.com/gopimanchurian/arbitrum
声明：
- 本文转载自[ OP Research]，著作权归属原作者[Jam, CloudY]，如对转载有异议，请联系Gate Learn团队，团队会根据相关流程尽速处理。
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什么是比特币?
OP Research:「Cosmos」才是Layer2的最终形态？
背景
Layer2是近期的市场焦点
ZK系Rollups们也很识趣地推出了自己的ZKEVM和测试网通过空投预期捕获真实用户和资金，导致撸毛用户每天需要交互的Layer2公链一时间多到忙不过来。但是这也意味着这个赛道的拥挤程度之高，特别是Arbitrum借助空投为自己带来了大量的关注，顺势给自己的生态项目也发放了生态补助，鼓励生态发展和激励用户，这让Arbitrum的TVL和Tx常年是Optimism的两倍以上。而ZKSync也通过era和空投预期实现了TVL与Tx的快速增长。
除了数据上被压制，最早发币的Optimism还面临着每月大量的代币解锁，为了扳回局面，Optimism 用OP Stack战略进行反击。OP Stack上线之初市场并没有太大的反应，直到Coinbase宣布要使用OP Stack开发自己的Layer2BASE，以及A16Z也要用OP Stack发行自己的Layer2 Magi。在这之后，发行Layer2似乎成了一个共识，陆续有各个领域的项目宣布加入Layer2 War。OP代币的币价也一路走高，直到BASE链上线。
而其他老牌Layer2也按捺不住，选择发布自己的Stack与Optimism竞争，例如：Arbitrum Orbit，Polygon 2.0，ZKSync的Hyperchain和Starware的Starknet。
Layer2获得阶段性胜利
市场对于未来的Blockchain是多链还是Layer2有不同看法。就目前而言Layer2、多链（特别是功能链）确实有了更新的进展。
在22年初我们还在探讨Blockchian的未来是多链还是ETH+Layer2，如今Cosmos已经是退居二线的状态，被Optimism/Arbitrum/Polygon/ZKSync等Layer2抢去关注度，资金和开发者也用脚投票纷纷投资和入驻Layer2。
转为POS和进行上海升级之后的ETH承载着最多的on-chain asset并在扩容和通缩的路上一骑绝尘。与其开发没有创新的新公链，搭建新的生态，来夺取ETH流量，不如直接基于以太坊提供的算力和状态来保证安全性，以ETH为GAS Token，通过EVM和激励吸引开发者和流动性来做价值迁移，这将有助于形成飞轮效应。从数据上来看，现在TVL/项目数/独立用户数等都是Layer2占优，同时还有众多项目方宣布发行Layer2等待入场，相信Layer2的多链时代已经到来。
不过，虽然Terra事件后，像Terra链/Juno链等Cosmos生态几近退出市场，但是Injective/Canto/Berachain/Sei/DYDX v4 等Cosmos生态都即将或已经推出主网，他们尝试着用更激进的方式来解决当前Blockchain的问题，并搭建自己的生态。Cosmos也有Evmos借助evm来搭上ETH的快车，向ETH生态吸血获取ETH流动性。而Cosmos自己也发布了Cosmos 2.0，希望通过链间安全性和区块拍卖来为ATOM赋能并增强自身在生态的重要性。只是，就当前二级走势和TVL来看，Cosmos生态并没有成功从Terra之后的颓势中翻身，这也是受限于Cosmos生态各自为战的状态。
Source：L2BEAT – The state of the layer two ecosystem、defillama.com，截至20230821
OP Stack
复刻Cosmos打法
Layer2的多链时代很像过去Cosmos和Polkadot讲述的多链叙事，只不过联通多链的不是Cosmos hub也不是中继链，而是以太坊。但事实上，以太坊只是作为DA层提供安全性，并没有真正联通Layer2s，所以这给了Stack一个机会，Layer2作为中间Rollup层，既能提供公链定制开发服务赚钱，还可以作为枢纽捕获其他Layer2价值或作为DA层向Layer3收费。
事实上Layer2本身就是以太坊模块化的一步，那么把Layer2进行模块化的叠加，就可以简单高效地搭建一个Layer2，再通过一个中心枢纽连接各Layer2实现原子级跨链。在这个基础上，中心枢纽还能够作为DA层，再在其上搭建Layer3应用链，解放公链的创新性。
像Cosmos一样将自己的核心特性做成通用组件，再提供给其他链使用，从而建立自己的生态，这样的竞争优势是单独做一条公链无法比拟的。而Optimism就选择了类似Cosmos的低门槛开发，无须许可发链，高度兼容性，跨链互操等特性来搭建自己的生态。
多链叙事的开端：Cosmos
Cosmos的设计鼓励各个区块链网络之间的协同合作，通过共享价值和数据，实现生态系统的互通，是探索多链互操作性的首批玩家。
Cosmos是一个具有高度模块化和可互操作性的区块链生态系统，包括三个核心组件：Tendermint共识机制、Cosmos SDK以及IBC（Inter-Blockchain Communication）跨链通信协议。
1.Tendermint共识机制
Tendermint是Cosmos Hub的网络共识引擎，由Tendermint Core和ABCI两部分组成。它采用PBFT+Bonded PoS混合共识，确保2/3以上的验证人达成共识。Tendermint将区块链应用和底层共识分离，以状态机控制应用逻辑，同时提供ABCI接口与应用层互动。这种架构支持共识和接入其他链。
Source：Tendermint架构：图源自官方
2.Cosmos SDK
Cosmos SDK是开发者工具包，允许在Tendermint之上构建模块化的状态机。开发者可以使用SDK建立新的区块链，也可以通过Peg Zone桥接入Cosmos等。SDK提供了多重储存的概念，将应用程序状态划分为不同的隔离专区，每个模块都管理自己的状态。SDK的模块主要包括Bank、Auth和Staking&Slashing等，用于构建复杂的状态机。
Source：Cosmos SDK示意：图源自官方
3.IBC跨链通信协议
IBC是Cosmos中实现不同区块链通信的协议，用于在Zone之间进行跨链交互。通过在Hub上建立IBC连接，Zone可以与其他连接到该Hub的Zone通信。通过IBC，Zone可以发送代币和数据包，实现跨链资产和信息的传输。PG Zone作为桥接器，连接无法直接通过IBC接入的外部区块链（例如：Bitcoin），使其与Cosmos中的区块链互操作。
Source：IBC通信示意：图源自官方
这些组件的结合使得开发者能够构建安全、灵活的应用，实现区块链之间的跨链互通和资产转移。
Cosmos的Hub和Zone架构以及跨链互操作性
Cosmos采用了Hub和Zone模型的架构，其中Hub是网络中心枢纽，而Zone是独立接入网络的公链。Hub会追踪和记录各个Zone的状态，而每个Zone需要将自身产生的新区块反馈给Hub，并同步Hub的状态。不同Zone之间并不是直接同步状态，而是通过发向Hub的数据包间接通信。
技术上，Cosmos的Hub和Zone模型实现了不同区块链之间的互操作性。Zone之间通过Hub进行通信，Hub实时同步全局状态，通过将区块链应用与底层共识分离，提供ABCI接口与应用层互动，开发人员可以用任何语言编写应用逻辑。这种架构既可以实现共识，也方便其他区块链的接入。
Cosmos的核心代币$ATOM在Hub生态中主要用于支付交易费和治理投票，其代币需求与Cosmos生态的发展直接相关。Cosmos旨在构建通用的区块链开发框架并解决跨链问题，以实现多链宇宙的愿景。
在跨链机制上，Cosmos的Hub充当中继链，Zone则是平行链，每个链都有自己的验证者。Cosmos Hub作为网络核心，允许不同区块链通过IBC协议进行互联。Zone需要通过Hub与其他Zone通信，而不同Zone之间的管理方式是分散的。因此，如果某个Zone遭受攻击或作恶行为，其他Zone不会受到影响。
Source：Cosmos架构示意：图源自官方
整体而言Cosmos在多链互操作性领域扮演了先驱角色。它通过Hub和Zone架构以及引入IBC协议，实现了不同区块链之间的无缝通信和跨链资产转移。此外，Cosmos的模块化架构为开发者提供了灵活性。使用Cosmos SDK，开发者可以构建具有各种功能模块的定制化区块链应用。同时，Tendermint共识机制在Cosmos中发挥了关键作用。它采用PBFT+Bonded PoS混合共识，保证了高度安全性和可扩展性。通过将共识与应用分离，Tendermint实现了更高程度的模块化和可扩展性，同时提供了ABCI接口以供应用逻辑的交互。
新多链叙事：Superchain
「Cosmos的核心目标是实现不同区块链之间的互通和互操作性，当前Layer2 War的竞争焦点似乎也正一步步朝着这个目标靠近。」
Layer2解决方案的共同目标是提高以太坊网络的吞吐量和可扩展性，以满足不断增长的交易需求。然而，这些Layer2之间的竞争焦点逐渐从单纯的性能提升转向了更加广泛的互通性和互操作性，甚至于生态。
- 互通性：随着越来越多的区块链项目和Layer2解决方案的出现，用户和开发者希望能够无缝地在不同的区块链之间转移资产和数据。互通性的实现将为用户提供更大的灵活性，让他们能够在不同的区块链网络中自由流动。
- 互操作性：Layer2解决方案的竞争驱动着开发者创造更加通用的技术标准，以实现不同Layer2之间的互操作性。这种互操作性将促进不同Layer2网络之间的协作和数据交换，从而创造更加丰富的生态系统。
- 协同效应：类似于Cosmos的Hub-and-Zone架构，Layer2解决方案之间的互通性可以创造协同效应。不同Layer2解决方案之间的互通将加强整个生态系统的价值，吸引更多的用户和开发者参与其中。
- 降低摩擦成本：实现不同区块链和Layer2之间的互通性将降低用户的摩擦成本。用户不再需要在不同网络之间进行繁琐的兑换和转移，从而提高了用户体验和参与度。
• 以下是Layer2s的方案与路径比较：
Source：Stacy Muur、l2beat、OP Research｜20230827
Optimism
「OP Stack就像是给一个大家族的聚会安排了更多座位，让每个人都能参加，而不需要重新找座位。」
Optimism Rollup和OP Stack
Optimism Rollup（ORU）是一种基于以太坊（L1）的Layer 2（L2）扩容解决方案，其设计理念在于利用L1的共识机制来确保L2的安全性和可扩展性，避免引入额外的独立共识机制。作为基于父链-子链模型的一部分，ORU将父链定位为L1，其中以太坊充当了这个父链的角色。
在ORU的运行机制中，有三个主要步骤。
首先是数据存储（Blockstorage），L2上的交易被整理并写入区块，然后以一种压缩格式将这些区块写入L1。这种做法维护了数据的可用性，确保了交易数据在需要时可以随时检索。
其次，出块（Blockproduction）阶段涉及到定序器的操作，它负责构建和执行L2区块。这个过程包括交易的确认、新区块的构造，以及将相关信息传递到L1以进行交易的提交。
最后，区块执行（Blockexecution）阶段确保接收新区块，并维护L2网络的稳定运行。
另一方面，OP Stack作为一个支持Optimism技术的标准化开发堆栈。从具象角度而言，按层级从下往上看，首先是数据可用性层（DALayer），它定义了L2的原始数据来源。目前，以太坊主链在这个层面起到了主要的作用。其次是排序层（SequencingLayer），这个层级的功能由定序器承担，负责交易的确认、状态更新以及L2区块的构造。然后是派生层（Derivation）：派生层定义了如何处理数据可用层中的原始数据以形成经过处理的输入，这些输入通过标准以太坊引擎 API 发送到执行层。执行层（ExecutionLayer）定义了L2系统的状态结构，支持以太坊虚拟机（EVM）或其他虚拟机，同时为交易增加了一些L1数据费用。结算层（Settlement Layer），负责将经过L2确认的交易数据发送到目标区块链，进行最终结算。最后是治理层（Governance Layer），目前的方案【1】是多个基于OP Stack的链共享治理同一套治理标准。
Source：OP Stack结构｜源自：Binance Research
*注【1】：optimism.mirror.xyz
Superchain
Superchain通过共享安全性、通信层和开发套件（OP Stack），使不同的Layer 2（L2）得以协同工作。在传统的L1设计中，扩展性和性能常常成为限制因素，而Superchain通过将多个L2网络整合到一起，提供更强的可扩展性和性能。这种横向扩展不仅令系统具备更高的容量，还能为开发者和用户提供更加优质的体验。
基于OP Stack的Superchain将成为不同L2解决方案的连接点，为各种区块链和去中心化应用（dApp）的大规模运行提供支持。OP Stack作为支持Optimism技术的标准化开发堆栈，将不同的L2网络集成在一起，促进了这些网络之间的互操作性。通过将多个L2整合到超级链中，可以实现更加高效和灵活的跨链通信，让用户能够无缝地在不同L2之间进行资产和信息的传递，从而实现更多可能性。Superchain的关键属性之一是模块化。通过使用OP Stack作为开发基础，各个L2网络可以按需选择层级模块，将不同的技术组件灵活组合起来，以满足特定需求。这种模块化的设计不仅提高了系统的可定制性，还为新的技术和创新提供了便捷的接入途径。此外，Superchain还强调互操作性，使得不同的L2解决方案能够实现更高效的资源共享和信息传递。基于OP Stack的Superchain可以提供更加低成本的部署选项，让更多的开发者和项目能够参与其中。这有助于推动更广泛的L2网络的发展和采用。
Source：Superchain架构：源自OP 官方
事实上使用OP Stack发行更多Layer2只是Superchain建立的第一步，成型的OP Stack需要Layer2能够共享排序器互换经济与信息，建立统一的安全治理机制和链间生态。以BASE为例，Optimism与BASE的合作有两个主要组成部分，第一是协议管理，BASE遵守Law of Chains并加入op-geth和op-node客户端运营，同时采用paradiagm设计的op-reth故障证明客户端和设立Pessimism悲观监控系统 ；第二是经济和治理，BASE会将自己排序器收入2.5%或扣除L1 Gas后的公链利润的15%（取高者）作为使用OP Stack的费用，而Optimisim也会为BASE提供至多2.75%的OP总供应量作为参与治理的回报。BASE和Optimism将会共同建立Security Council来管理控制合约升级的多签以及制定挑战者密钥管理方案，以此来避免团队成员单方面作恶。通俗理解，任何基于OP Stack构建的区块链网络都可以根据需求灵活组合OP Stack的不同层级模块，构建L2s。而Optimism（现称：OP Mainnet）作为其第一条L2，共同构建Super chain的生态链。这使得整个生态系统更具弹性，能够满足各种不同的需求和创新。
Arbitrum
与Optimism的Superchain战略不同（基于OP Stack构建L2s），Arbitrum的Orbitchain战略允许基于Arbitrum Nitro（技术堆栈，类似与OP Stack）在 Arbitrum 主网（包括：Arbitrum One、Nova和Goerli）上创建和部署 Layer3，也被称为应用链。
Source：Orbitchain架构：ARB官网
不同于Optimism的Superchain，Arbitrum采用了一种更具灵活性和可定制性的方法。Orbit是一个允许任何开发者基于ARB构建L3（应用程序链）的开发框架，其最终架构为Orbit chain。Orbit chain的设计目标是与即将推出的Arbitrum Stylus升级兼容。这种兼容性为开发人员使用C、C++和Rust等编程语言构建去中心化应用（dApp）提供了便利。通过利用这些编程语言，开发人员可以更加自由地构建功能丰富的dApp，而无须迁移到新的技术堆栈。这为dApp开发人员创造了更大的灵活性和选择性，使其能够更好地满足不同项目的需求。
Source：Orbitchain架构：源自ARB官方文档
但是目前Arbitrum Orbit仍然处于一个测试网的阶段，尚未达到OP Stack的模块完整度。
ZKSync Era
主权和无缝连接」是ZK Stack的核心叙事。
开发者完全掌握自主权定制Hyperchain。Hyperchain独立运作，仅依靠以太坊Layer1保证安全与活跃性。Hyperbridge网络使Hyperchain相互连接。ZK Stack于20230623推出，旨在基于ZKSync Era的代码构建定制的ZK支持的L2和L3。这是一个构建模块化、主权性、ZK Hyperchains的框架。所以，其从技术架构上与OP Stack并无区别。
ZK Stack是一个用于构建模块化、主权性、基于零知识技术的Hyperchains的框架。它着眼于解决“ZK Credo”中提出的挑战，旨在为去中心化的区块链网络提供基础。ZK Stack的核心特点包括免费开源、可组合性、模块化定制、经过验证的安全性以及未来可扩展性等。
该框架由Matter Labs开发，使用MIT/Apache开源许可证。使用ZK Stack构建的Hyperchains可以在无信任网络中无缝连接，具有低延迟和共享流动性。开发人员可以根据自身需求定制Hyperchains，同时确保安全性和可靠性。ZK Stack基于ZKSync Era的代码，借助Hyperbridge实现了超级链之间的互联互通，实现了快速、低成本的互操作性。开发者可以根据需要定制超级链，通过Hyperbridge实现互连，从而实现无信任、快速、低成本的互操作性。
ZK Stack适用于需要定制化Hyperchains或在更加广泛生态系统中异步连接的场景，因为L1-L2 桥是异步的。从架构上来看，ZKSync Era有2个应用场景：
• 1）作为L2s的其中一条Hyperchain，并且与同级别的L2s互联互通，共享流动性和其他生态资源。
• 2）作为L3s的DA Layer。
Hyperchain通过验证链下计算来解决信任问题，使用零知识证明确保安全性。Hyperbridge连接超级链，实现数据传递和互操作性。Hyperchain通过Hyperbridge桥接，具有验证桥接、本地桥接和数据可用性等特点，从而构建统一的流动性网络。从用户角度看，Hyperchain实现无缝互操作和跨链钱包管理，确保用户体验。技术上，基于验证桥接的Hyperchains、共享验证器和数据可用性等构成了Hyperbridges的基础。
Source：matter-labs
综合来说，Hyperchain的可拓展性和组合性是其设计的核心。Hyperchain的L3既可以跟同级别的L3互联互通，也直接将以太坊作为DAlayer，这种情况下该L3本质上又是一条L2。下图，左上第2条Hyperchain L3即是最直接的案例证明。但是作为ZK Rollup的公链，Layer2s除了需要解决与Solidity编程语言间的Gap，还需要具备一定的独立开发ZK circuit电路系统的能力，否则就只能共享ZKPorter来运行。可是当前ZKSync并没有完善的组件共享机制，可见Hyperchain在编程语言和技术上限制了大量开发者进入。此外ZK Rollup虽然在技术上可以实现百万级PTS的交易量的同时做到去中心化，但是ZK Proof的成本也要更高，加上排序器的中心化，而且复杂智能合约的Gas fee要更高也容易因为兼容性差失败，导致在短时间内ZKSync难以高速发展，因此也不会发币来促进发展。针对这一点，ZK Sync在其Hyperchain的架构上已经做了一定的优化——系统的 LLVM 编译器支持Solidity和任何其他现代编程语言，增加了对专门使用 Rust、C++和Swift等语言的开发者的可访问性。但综合来说，Hyperchain的开发难度最大。
Source：matter-labs
但是目前ZK Stack仍处于开发阶段，未上线测试网。
StarkNet
「分形扩展—Fractional Scaling」：StarkWare 认为，多个Layer3将建立在Layer2之上，如同多个Layer2建立在Layer1。其中L2用于通用扩展，而 L3用于定制扩展。
分形拓展，即通过逐层递归的方式实现扩展。引入L3，通过在L2的基础上递归构建，为特定应用提供更高的扩展性、更好的技术堆栈控制和隐私保护。L3能够实现超大规模、更好的性能控制、隐私保护等优势，同时保持L1的安全性。这将使得StarkEx（目前用作L2解决方案）能够迁移到L3，并且Standalone实例的StarkNet也将作为L3提供。
在巴黎举行的以太坊社区大会EthCC上，StarkWare的联合创始人Eli Ben-Sasson宣布了即将推出的Starknet Appchain。Appchains是专门为满足特定应用需求而设计的应用区块链。Starknet应用链旨在为开发者提供一个定制的环境，使其能够在其中创建定制的Starknet实例，以获得更好的规范控制、更低的成本、更大的规模和可选的隐私。通过建立Starknet应用链，开发者能够为用户提供更高的吞吐量和更优的用户体验。Starknet Stack利用STARK证明、Cairo编程语言和本机账户抽象等模块构建。
Source：官方文档
整体来说，Starknet Stack还处于开发的早期阶段，链上生态的发展还处于极早期。
Polygon2.0
在整个设计思路中，Polygon2.0是希望自己Polygon’s PoS Mainnet与 ZKEVM成为 Polygon的支柱，同时引入Supernets应用链壮大Polygon的生态，而真正从中获利的是POL代币，因为Polygon2.0的Supernets们需要质押POL代币来运行节点保证公链的安全，为了实现这一目标，Polygon一下给出了PoS节点/ZKEVM节点/Miden VM三个选项让用户挑选。而为了扩大自己的吸引力，Polygon还配套了基于零知识证明的Polygon DID和名为“Blueprint”的Web3游戏开发指南。可见，Polygon2.0选择从孵化的角度来为自己争取到更丰富的生态。此外，Polygon2.0的Supernets介绍中多次提及企业区块链概念，从Polygon与星巴克/耐克/华纳音乐等的合作中可知，其另一个护城河便是企业版的低门槛高定制化应用链。
在结构上，Polygon2.0与OP Stack类似，它也将自己分为了数个层，分别是：
- Staking Layer
- Interop Layer
- Execution Layer
- Proving Layer
它的这种分层形式，也就是：
- Link
- Network
- Transport
- Application Layer
这些是借鉴了互联网协议组件，每个协议层都负责一个特定的子流程，也就是技术堆栈。
Staking Layer
这质押层功能跟以太坊的PoS（权益证明）基本一致，但是它不仅仅给Polygon主网使用：
Polygon除了最初的Polygon主网，还有ZKEVM、Supernets等，因此Validators 会为很多条链提供服务，用类似于restaking的模式，并通过Validator Manager管理。
而用来管理各条链所属的Validators的是Chain Manager合约，每条链都有自己的Chain Manager合约，以此来决定验证者数量和额外的对于验证者的要求，比如要遵守的法规或是必须额外质押的代币，这意味着验证者可能需要额外质押该链自己的代币来参与其验证。
事实上这个质押层才是Polygon2.0的重点，不同于Optimism和Arbitrum，Supernets 想要运行，必须要有质押了$POL的Validator支持，Polygon chains越多，需要的Validator也就越多，而POL代币的价值也就越高。但是Restaking的模式也帮助Supernets团队可以专注于Utility和社群，而不是基础设施，降低公链的入门门槛。
Interop Layer
Interop Layer用ZK Proof实现像Cosmos一样的原生跨链。通过拓展Polygon ZKEVM rolllup使用的LxLy协议，Polygon引入了一个Aggregator来实现原子级的跨链互操。首先，它可以接收ZK证明和Message Queues，此外，它还可以把多个ZK证明聚合为单个ZK证明并提交给以太坊验证。所以它是一个位于Polygon和以太坊之间的中间件。
因此，当A链发出的Message Queue和ZK证明被Aggregator接收，那么作为目标链的B链就可以直接接收来自A链的消息，从而实现无缝跨链交互。当然，Polygon也尝试将Aggregator用PoS Validator的形式去中心化。
Execution Layer
它的执行层在各链中的作用都是比较类似的。那么，在这些中间就包括了P2P/Consensus/Memepool/Database，以及ZK证明所特有的Witness generator。
Proving Layer
证明层是ZK-Rollup特有的层级，它本质就是一个为Polygon链所有交易生产ZK证明的协议。
它主要由通用证明器和状态机组成，通用证明器继承了使用递归SNARK技术的Plonky2，而状态机则有由Polygon团队提供的ZKEVM和MidenVM，或由公链团队自己构建，例如ZKWASM。
小结
技术开源性角度
OP Stack受到众多项目欢迎，包括Base/Magi/opBNB/Worldcoin在内的十多个项目先后宣布使用OP Stack，是有原因的。
首先就是许可的开放性，从图中我们可以看到，Optimism使用的是MIT License，而Arbitrum/ZKSync/Starknet/Polygon用的则是Apache License 2.0，虽然大家都是开源的，但是两个许可的开放程度是不同的。MIT License只要求保留原有的许可证声明和版权声明，允许商用、分发、修改、私用、附加协议，甚至可以出售MIT协议的代码。Apache License 2.0要求在被修改的文件中加以说明修改的源代码。派生项目中，需要带有原项目代码中的Apache-2.0协议，同时还包括商标，专利声明以及其他原作者规定需要包含的说明。派生项目中，如果包含Notice文件，则在Notice文件中也需要带有Apache-2.0协议。
简单来说MIT License是最宽松的，而Apache License则更为严格。
兼容程度角度
• 1）Optimism和以太坊EVM的兼容程度高，Optimism的代码有12,745个commits和2.3k个fork，这意味着大量的代码更新和极高的开发者采用率。
• 2）此外，从技术角度看，ZK 系充分利用了以太坊的安全和共识机制，直接依赖其安全性。与OP系相比，ZK系能直接验证状态变更，无需等待底层状态更新，简化设计，提高跨链效率。而OP在异步跨链调用上受限，需要等待底层验证和确认。
技术架构角度
• 1）目前来看Optimism和Polygon专注于拓展L2s，Arbitrum、ZK Sync和Starknet专注于拓展L3s。Layer3的应用链拥有更高的自由度/可拓展性和自主性，但是市场还在Layer2上发展，Layer3仍旧在比较远的未来。而且最关键的是Layer3的跨链互操在技术上并没有完全实现，当前没有任何一家可以宣传自己能做到Layer3的跨链互操。在这个情况下，注重可组合性的dApp们必然会选择Layer2来进行DeFi乐高的搭建。
• 2）模块化和SDK组件则是当前区块链的统一路径，不论是公链之于dApp还是Stack之于Layer2/Layer3，都是以最小编程门槛和最大可定制化来降低开发者构建项目的成本，使其能够专注于产品设计和社群运营。更有像AltLayer这种专门以Rollup As A Service为核心业务的项目，所以无代码发链和发项目一定会随着基础设施的完善而普遍化。
开发进度角度
目前仅OP Stack和Polygon2.0开发较快，但是OP的生态发展最快且已有落地公链，而Arbirtum、ZKSync和Starknet还处于开发的极早期。特别是ZKSync和Starknet主网生态未构建完善的情况下，可以推断它们可能更多是为了应对OP Superchain的竞争而进行的开发策略。但在去中心化的程度来看，Starkware的ZK证明生成器STARK Prove-Stone于8月31日在Apache2.0许可证下开源，而OP Stack在Base帮助下也不见去中心化排序器的档期，可见Starkware在去中心化进程或许会处于领先地位。
多链叙事和超级链叙事对比
Layer2跨链与IBC和Keplr钱包
Layer2多链的一大叙事就是原子级跨链交易，OP Stack通过共享排序器实现与IBC一样的链间通信效果，Polygon2.0用公共验证器集和重质押的共享安全性来成为 “Polygon Hub”。
但目前Layer2的跨链还在叙事阶段，能用的只有基于跨链桥模式的EVM跨链（wormhole/layerzero/axelar），这与IBC之间的差距还是非常明显。
SEI在前段时间的跨链空投就很好地展现了这个差距：使用Wormhole 从Ethereum/Arbitrum/Polygon/BSC进行跨链的USDC都因为超出Wormhole在SEI的跨链额度而不得不等待24h才能跨出SEI链。而通过IBC从Osmosis跨到SEI的ATOM和OSMO可以在跨入的瞬间就跨回原链。同样属于IBC生态的Axelar USDC也因此受到青睐，但受限于SEI官方桥的Axelar跨链机制，跨入和跨出SEI有大约半小时的等待时间，不过如果是使用直接跨到IBC公链，也是瞬间到账。24h与瞬间到账，孰优孰劣一目了然。
Layer2的链间切换在MetaMask上的使用体验与Keplr相比同样具有显著差距。随着Layer2公链的增加，在不同链之间转换的需求也逐渐增加，但是各链的资产和交互在MetaMask上是相互独立的，必须要使用第三方工具才能统一管理，但这也增加了资金风险。而在Keplr钱包却可以显示整个生态的资金数量与状态，Layer2 的Stack战略或许需要一个类似Keplr的Super Wallet统一自己的生态资产。
共享排序器与ISC和区块拍卖
排序器是Rollup的收益关键也是安全关键。共享排序器能够让新Layer2跳过排序器的构建与维护，也能由此获得所有链的MEV收入，强化Superchain的价值。但是共享排序器也意味着共享底层安全，当前的Layer2 Stack们的排序器都过于中心化，只有PoS排序器和多组织多签实现才能算向Vitalik的Stage2迈出了一步，所以未来共享排序器与去中心化排序器是扩大收益与保证安全的必经之路。
而作为Cosmos自救的关键之一，ICS为Cosmos 生态公链降低进入门槛也为Cosmos hub提供更多价值捕获给ATOM代币赋能。在过去，Cosmos生态各自用PoS来保证自己的安全，ATOM也只用来保证Cosmos hub的安全，使得质押ATOM撸空投和拿PoS基本收益成为了ATOM唯二能做的事，这与当前Layer2的现状十分类似，只是OP Stack 用Superchain选择了Layered Secuirity，而Polygon2.0用Restaking选择了Mesh Secuirity。而区块拍卖则是将MEV价格化，从商业模式上化解MEV，即排序器价值量化。随着共享排序器的建立，MEV价值自然就成倍上涨了，Superchain的MEV收入必然不能简单地由排序器收入囊中，所以Stacks的区块拍卖肯定会在共享排序器落地之后不久上线。
Source：Delphi Digital
结语：成为Cosmos是Layer2的最终形态
鉴于Layer2 Stacks们对Cosmos的模式的认可，Cosmos当前生态中具有特色机制想必也会很快被优化采用，例如借鉴Berachain/Injective/Sei/Canto等公链，引入公链级别的底层流动性/Terra式原生稳定币/公链级别原生借贷/Gas 共享机制/模块化部署合约/出块拍卖等建立Layer2。又或者是如上文所述，开发一个类似Keplr钱包的Stack生态钱包来整合生态资产。
但最重要的、并且也是Stacks们当前缺失的一个Cosmos机制其实是完整版的链间安全，不同Layer2 Stacks可以相互共享排序器，即排序器层的去中心化，而不仅仅是各家的排序器去中心化，避免单一排序器的风险。同时基于PoS的排序器还可以通过类似重质押的方式，实现多个排序器为同一条链提供服务。即Cosmos ICS的Layered Security和Mesh Security。
市场一定会有一个Cosmos或者OP superchain的角色出现。
市场确实在寻找一个类似Cosmos或OP superchain的角色，这种角色将扮演着连接不同区块链网络的枢纽，通过创造协同效应和共享生态资源，实现整个生态系统的增长。如果OP Stack的方法证明不可行，未来可能会出现一个新的解决方案来填补这一空缺。
无论最终出现的是类似于ARB Orbit或OP Superchain还是ZK Stacks的角色，它们都将在Layer2扩容的道路上发挥重要作用。而随着ZK技术的成熟和去门槛化，很可能会是ZK系或引入了ZK技术的OP系Stacks接过Layer2多链的大旗，ZK技术自带高TPS和去中心化，这恰恰是扩容拓展除了兼容性之外最关键的两个属性，也是高度共享安全性情况下的技术保障。ZKSync和Starknet虽然开发进度较慢，但是其TVL和用户量的增长是有目共睹的，所以我们可以期待一下是OP Stack的先发优势和兼容性能快速占领Stack市场，还是ZK Stack的高TPS和去中心化能在技术成熟后后发制人。
Reference
[1]《Layer2四大天王争先布局Stack背后的原因》 https://haotiancryptoinsight.substack.com/p/layer2stack
[2]《超级链来临：深度解读 Coinbase 和 Optimism 联手打造的 OP Stack》https://www.8btc.com/article/6806138
[3]《Crazy Multichain Universe, Crazy OP Stack》https://medium.com/ybbcapital/crazy-multichain-universe-crazy-op-stack-acb63be8d515
[4]《Introduction to Hyperchains》https://medium.com/matter-labs/introduction-to-hyperchains-fdb33414ead7
[5]《Introducing the ZK Stack》https://medium.com/matter-labs/introducing-the-ZK-stack-c24240c2532a
[6]《ZKSync生态进程与去中心化进程的变量》https://twitter.com/tmel0211/status/1663034763832344576
[7]《A gentle introduction: Orbit chains》https://docs.arbitrum.io/launch-orbit-chain/orbit-gentle-introduction
[8]《The Starknet Stack’s Growth Spurt》https://starkware.co/resource/the-starknet-stacks-growth-spurt/
[9]《开源许可证的区别》https://www.geek-workshop.com/thread-1860-1-1.html
[10]《The Appchain Universe: The Risks and Opportunities》https://medium.com/alliancedao/the-appchain-universe-the-risks-and-opportunities-9a22530e2a0c
[11]《Application-Specific Blockchains: The Past, Present, and Future》https://medium.com/1kxnetwork/application-specific-blockchains-9a36511c832
[12]《The Inevitability of UNIchain》https://medium.com/nascent-xyz/the-inevitability-of-unichain-bc600c92c5c4
数据来源：
[13]https://defillama.com/chains
[14]https://dune.com/Marcov/Optimism-Ethereum
[15]https://dune.com/gopimanchurian/arbitrum
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