解讀 L3 擴容的概念、優勢及構成

原文標題：《分形式擴容：從 L2 到 L3》

來源：StarkWare

作者：Gidi Kaempfer

摘要

• 遞歸證明為新穎的、令人驚喜的設計帶來了許多可能性
• 引入 L3 概念，即在 L2 上遞歸構建的應用專用層 (application-specific layer)
• L3 為應用程序提供特定的服務需求，例如超高可擴展性、對技術棧和隱私更好的管理
• 目前作為 L2 解決方案為用戶提供服務的 StarkEx 將遷移到 L3
• StarkNet 的獨立實例也將作為 L3 提供服務

為什麼需要 L3?

以太坊上昂貴的交易成本驅使其成為 L2 的結算層。我們 (以及其他人) 都認為在不久的將來，終端用戶會在 L2 上進行大部分交易活動。因為屆時 L2 上交易成本將大大降低，並出現越來越多支持 DeFi 的工具以及提供更多流動性。

L2 通過降低每筆交易的 gas 成本來提高可擴展性，並提高了交易速率。同時，L2 保留了去中心化、通用邏輯和可組合性的優點。然而，一些應用程序可能需要某些特殊定製的功能，這由一個新的和單獨的層來提供服務可能會更好：L3 來了！

L3 與 L2 的關係就像 L2 與 L1 的關係一樣。只要 L2 能夠支持驗證者智能合約 (Verifier smart contract)，L3 就可以通過有效性證明 (validity proofs) 來實現。當 L2 也使用提交給 L1 的有效性證明時 (如 StarkNet 所做的那樣)，這就變成了一個極其優雅的遞歸結構，因為 L3 所獲得的可擴展性將等於 L2 交易壓縮證明擴大的容量乘以 L3 交易壓縮證明擴大的容量。換句話說，假設每一層的成本降低了 1,000 倍，那麼 L3 可以在 L1 的基礎上將成本降低 1,000,000 倍 —— 同時仍然保持 L1 的安全性。

想像一下，用戶交易只需要花費一點點 gas 成本！

L3 的主要優點有：

1. 超高可擴展性：利用遞歸證明的乘法效應

2. 應用程序的設計者能夠更好地管理技術棧

a. 更具確定性的性能和成本，

b. 定製的數據可用性模型 (如，基於 Validium 的或應用專用型的鏈上數據壓縮)

c. 更快的特性和技術更新速率 (如，引入尚未準備好普遍可用的新功能)。

3. 隱私：比如，利用零知識證明在一個公共 L2 解決方案上提供隱私交易服務。

4. 更便宜/更簡單的 L2-L3 互操作性：目前在 L1 和 L2 之間進行存入/提出資金流是出了名的昂貴。相反，由於 L2 的成本效益，當這些資金流應用到 L3 時，它們會變得不僅非常有吸引力，而且十分易於實現。雖然在 L2 和 L3 之間轉移資產的延遲可能比部署在同一個 L2 上的應用程序之間的延遲要長，但成本和吞吐量是相當的。

5. 更便宜/更簡單的 L3-L3 互操作性：各個獨立的 L3 將通過 L2 而不是 L1 執行互操作。L2 顯然要比 L1 便宜。如果沒有 L3，所有方案都將作為 L2 運作，也就意味著必須通過昂貴得多的 L1 執行互操作。

6. L3 作為 L2 的「金絲雀」網路：一些新的創新可能會先在 L3 上進行測試，然後再在 L2 或 L3 上向公眾開放 (就像Kusama 為 Polkadot 所扮演的角色)

多個 L3 以及分形式多層解決方案

多個 L3 將構建在 L2 之上。此外，可能在 L3 之上構建額外的層 (L4 等)，以形成分形式的多層解決方案 (fractal layering solutions)。

圖 1：一個多層的生態系統

圖 1 描述了這種生態系統模型的例子。其 L3 中包括：

1. 使用 Validium 數據可用性方案的 StarkNet，例如，供那些對定價極其敏感的應用程序普遍使用。

2. 為實現更好的應用程序性能而定製的應用專用型 StarkNet 系統，如，通過使用指定的存儲結構或數據可用性壓縮。

3. 具有 Validium 或 Rollup 數據可用性解決方案的 StarkEx 系統 (如為 dYdX、Sorare、Immutable、DeversiFi 提供支持的系統)，它們可以立即為 StarkNet 帶來經過戰場測試的可擴展性優勢。

4. 提供隱私交易服務的隱私 StarkNet 實例 (在這個案例中也作為 L4)，且不需要將這些交易包含在公共 StarkNets 中。

L3 解決方案的構成部分

圖 2 描述了 L2 的典型基礎架構，包括下列幾個組成部分：

1. 一個在 L1 上追蹤 L2 狀態根的智能合約 (如，以太坊上的 StarkNet 智能合約)。

2. 在一個基於有效性證明的 L2 中，需要一個驗證者智能合約來驗證狀態轉移證明的有效性。

3. L1 上的橋接合約，用來管理 L2 上的存取款交易。

4. L2 上的代幣合約，對應於 L1 代幣合約 (如一些 ERC20 和 ERC 721 代幣合約)。

圖 2：L2 的構成

圖 3 描述了 L3 和它的底層 L2/L1 之間的關係。通過在 L2 上實現狀態追蹤和驗證者智能合約，L3 可以安全地運行在 L2 之上。

圖 3：L3 的構成

總結與致謝

L3 可以帶來超高的可擴展性、更好地管理各種需求的技術堆棧、實現隱私交易等，同時又維持由以太坊 (L1) 提供的安全保障。它所採用的遞歸概念可以擴展到分形多層解決方案的附加層中。

目前作為 L2 解決方案運行的 StarkEx 將會遷移至 L3。此外，StarkNet 的實例將作為 L3 為用戶可用。

感謝 Polynya 和 Alex Connolly (Immutable) 對本文的評論和校對。特別感謝 Pierre Duperrin (Sorare) 的寶貴見解。