詳解二層擴容方案 Metis 特性與競爭優劣勢

本文來源：鏈聞ChainNews

撰文：Rasheed Saleuddin，Messari Hub 分析師

以太坊的使用成本越來越高。在過去的 18 個月中，以太坊的平均交易費用 上漲了約 50 倍，從 0.10 美元左右上漲到 5 美元左右。最近在第二季度的投機交易熱潮中，平均費用飆升至近 70 美元，相比之下 5 美元的價格已經很是親民。

從宏觀角度來看，高收費並不一無是處。它代表用戶對以太坊區塊空間的需求。因此，交易成本的增加表明網絡正在提供更大的效用和更高的價值。很多人承認，高 Gas 費用是確保高價值交易的必要成本。

但是費用最終會累加起來，且不斷增加的成本將使一些用戶和用例被擠出局。隨著每天在以太坊上發布新的應用、網絡利用率 接近飽和，以及 Eth2 擴容升級仍在開發中，以太坊的基礎層似乎沒有任何短期緩解措施。

這就是第 2 層（ layer 2）擴容解決方案的用武之地。其目標是通過大幅降低費用來解決以太坊的擁堵問題，同時將對安全性的影響降至最低。

其中一種解決方案是 Optimistic Rollups ，在以太坊之上的一層上對一系列交易進行捆綁和排序，然後將它們作為一個交易發送到以太坊第 1 層主鏈。屆時在以太坊之上運行的這一計算層（稱為「layer 2」），預計其吞吐量 大約將是其底層鏈的 100 倍。

儘管 Optimistic Ethereum 和 Arbitrum 的 Arbitrum One 正緊鑼密鼓準備公開推出（編者按：8 月 31 日 Arbitrum One 已經正式上線），因此吸引了最多的媒體篇幅和社區情緒，但它們只是幾個即將完成的 Rollup 解決方案中的兩個。

Metis 同樣也是其中的一個解決方案。Metis 是 Optimism 的一個分叉，旨在目前更受歡迎的競爭對手之上進行更多改進。

Metis 尋求提供 Optimistic Rollups 的標準優勢，例如低費用（\<1 美元）、高速度（不到一秒）和以太坊級別的經濟安全。但除此之外，還計劃通過提供原生數據存儲、能更快提款到 layer 1 以太坊主鏈，以及提高 DApp 提供商的可用性，來使自己的平台與眾不同。

一、Rollups 和側鏈

迄今為止，擴容戰爭一直由側鏈和其他 layer 1 主導，Polygon 在 DeFi 和 Metaverse 許多火爆項目中最受青睞。Sushiswap、Aave 和 Curve 都擴容到 Polygon，SushiSwap 也部署在其他幾個鏈上。

最熱門鏈遊 Axie Infinity 現在在一個名為 Ronin 的定制側鏈上運行，使這一高人氣「邊玩邊賺」遊戲免受以太坊昂貴費用及其波動的影響。NBA Top Shot 和 Crypto Kitties 的開發機構 Dapper Labs 推出了個獨立的 layer 1，以避開以太坊令人生畏的費用。

DeFi 生態系統也開始在 Solana、Terra、幣安智能鏈 (BSC) 和 Avalanche 等較新的網絡上發芽生根。

每個擴容解決方案項目都直接從以太坊費用上漲中受益，它們最近增加的鏈上活動和總鎖倉價值（TVL）清楚表明了這一點。

側鏈和部分 layer 1 的最大問題是：它們可能具有不同的攻擊表層（通常與它們 較低的去中心化程度 有關），以及低於以太坊水準的經濟安全保證。因此，任何將安全風險和去中心化犧牲降至最低的擴容解決方案，一直是以太坊社區的核心關注焦點。

以太坊創始人 Vitalik Buterin 於 2018 年 9 月 開始支持 將「Rollups」作為對以太坊擴及其安全性擴容到下一個增長周期的方式。

Rollups 是存在於 layer 1 網絡之上一層的執行層。在將交易推送到其底層區塊鏈之前，Rollups 在這一鏈下環境中對交易進行批處理和排序。由於公鏈基礎層充當真相的仲裁者，Rollups 「繼承了 layer 1 所建立的區塊鏈安全屬性」。Rollups 有兩種形式：零知識 (ZK) Rollups 和 Optimistic Rollups。

ZK Rollups 採用複雜的證明，幾乎即時確認 layer 2 到以太坊 layer 1 的最終狀態。部分應用專用的 ZK Rollups 已經上線，包括 Loopring DEX、Immutable X （Gods Unchained）和衍生品協議 dYdX。

Optimistic Rollups 「樂觀地」假設所有交易都是有效的。但是主鏈上的交易確認存在挑戰期，以此作為預防欺詐機制。從 Optimistic 以太坊 DApp 中提取代幣通常需要一些延遲（相對於 ZK Rollups 較慢），以準備應對任何挑戰。

過去，Optimistic Rollups 與 ZK Rollups 的不同之處在於前者能夠輕鬆支持與以太坊虛擬機（EVM）兼容的應用環境。EVM 兼容性使開發者能夠以最少的改動從以太坊移植現有的 Solidity 合約。

但是，隨著 Matter Labs 的 ZKSync 和 Starkware 接近在 ZK Rollups 中實現類似 EVM 計算的能力，Optimistic 和 ZK Rollups 可編程性之間的差距似乎正在縮小。

二、Metis Layer 2

Metis 將成為未來幾個月內推出的與 EVM 兼容的 Optimistic Rollups 家族成員之一。它使用 Optimism 的 Optimism Virtual (OVM) 的一個分叉，後者稱為 Metis 虛擬機 (MVM)。 MVM 在功能和代碼執行上鏡像 OVM。

與其他 Optimistic Rollups 的設計一樣，Metis 依賴稱為「排序器」的網絡參與者，在將 MVM 最終狀態更改提交給以太坊之前，對交易進行排序和批處理。

不過，與其他項目不同的是，Metis 打算推出多個排序器，後者將匯集到被稱為去中心化自治公司 (DAC) 的鏈上實體中。

Metis 每處理一個區塊，協議都會從排序器 DAC 中隨機選擇一個新的排序器，後者負責將所有狀態更改推送到以太坊。

Metis 的排序器池和選擇過程與 Arbitrum 和 Optimism 最初使用的單序列器方法形成鮮明對比。不過， Arbitrum 和 Optimism 都討論了轉向更民主化的排序器選擇過程的計劃。

DAC 本質上是 DAO。Metis 將它們呈現為允許用戶 協作 和執行某些網絡操作的鏈上組織，例如運行一個排序器池（如上所述），或在 MVM 上運行一個新應用。

要想有資格確認一批交易，排序器必須質押高過動態保證金閾值（DBT）的 METIS 代幣，以此作為一種遏制惡意行為和排序器渎職的機制。

用戶還可以作為「遊騎兵 /Ranger」參與監督排序器的活動。Ranger 團隊對一系列區塊進行採樣並驗證狀態根，可以換取 METIS 代幣獎勵。成功的挑戰（稱為欺詐證明）會帶來對排序器質押資產的削減。

這些被削減的資產將轉移給發起爭議流程的 Ranger。Rangers 反覆挑戰失敗可能會導致網絡禁令。

來源：Metis Whitepaper

挑戰流程是 Optimistic Rollups 至關重要的一环。 Optimistic Rollups 在設計上是「樂觀的」，假設發布的交易中不存在欺詐性交易。

他們基本上使用「無罪推定」的方法，後者依賴於「制衡」系統來阻止欺詐，且確保以太坊仍然是真相的仲裁者。Metis 上的所有防欺詐檢測都是通過 Rangers 監控排序器活動並對任何不當行為發起挑戰來具體實施。

雖然 Metis 使用了 Optimism 的 OVM 的一個分叉，但在其中加入一些旨在改進原始設計的特性。這些功能包括：

1、IPFS 整合--- 比使用輔助解決方案成本更便宜的數據存儲選項

2、由於使用 Rangers，將狀態更改發布到以太坊時的驗證速度更快

3、Polis 中間件---為提升後的開發環境提供模板和支持，面向新進入加密領域的新手開發者

4、多執行層--- Metis 將允許 DAC 啟動新的 MVM 執行環境，以隨著區塊空間需求的增加擴展容量

5、許可環境---DAC 可以自定義對其 MVM 實例的訪問控制

三、IPFS 整合

由於區塊空間有限，以太坊和比特幣上的數據存儲成本很高。Metis 通過允許每個 DAC 運行單獨的 MVM 實例來節省鏈上空間，這些實例具有使用 IPFS 的內置存儲層。用戶和開發者可以通過 MVM 的 IPFS 解析器訪問來自 Metis 的內容。

來源：Metis 白皮書

以這種方式存儲和訪問數據有兩個潛在的好處。首先，數據可以在 Metis 協議內加密，使用戶可以存儲機密信息。其次，IPFS 解析器使 Metis 應用能夠直接訪問和鏈接到所存儲的數據，例如 NFT 的底層藝術作品或音樂。

四、Rangers 協助實現更快的驗證速度

Optimistic Rollups 的主要弱點是向以太坊 layer 1 （甚至另一個 layer 2）提取資金等待確認的時間較長。通常以天為單位。

Arbitrum 預計提款可能需要三天左右時間，而 Optimism 的預期時間約為一周。這些等待時間對於欺詐檢測過程至關重要，但它們也可能降低用戶的靈活性，並在嘗試將資金轉移到以太坊或不同 layer 2 之間時製造出摩擦。

Metis 的多方欺詐檢測系統可以將狀態更改的確認時間從幾天縮短到幾個小時。如上所述，Metis 為每個區塊隨機選擇一個新的排序器，並依賴一組 Rangers 來監控排序器活動。

排序器在經濟上受到激勵，以避免發出欺詐性的狀態更改（一旦被抓住，其質押的 METIS 將損失殆盡），而 Rangers 會因正確報告欺詐企圖而獲得經濟獎勵。像 Optimisms 和 Arbitrum （剛發布時）這樣的單排序系統需要幾天的取款時間，Metis 團隊則 表示，其多層制衡機制使 Metis 能夠將取款時間縮短到大約 6 小時。

Metis 必須確保它在發布時擁有一套強大的排序器和 Rangers 隊伍，以實現提款等待時間縮短至 6 小時的目標。

五、Polis

可能影響 layer 2 採用的一個關鍵因素是將現有合約從以太坊移植到新層所帶來的挑戰。

如果平台需要項目顯著調整其現有合同，其吸引的應用可能寥寥，因為項目會避開需要代碼庫大修的開發環境。 相反，開發者會青睞熟悉的開發環境，這意味著需要最大限度地提高 EVM 的兼容性。

Metis 採用了與 EVM 兼容的設計。它試圖通過其 Polis 中間件，進一步簡化現有以太坊應用向 layer 2 的過渡。

Metis 團隊打算通過為開發者提供用於部署和管理新應用的「低代碼到無代碼」模板，幫助 Polis 彌合從 Web2 到 Web3 的差距。

低費用和低開發學習曲線相結合，可以為實驗和創新創造一個肥沃的環境，而這一土壤則是從頭開始培育應用生態系統的關鍵要素。

雖然接納 EVM 是一個巨大的增長爆點（並且越來越必要），但這種策略也意味著 Metis 將與其他所有與 EVM 兼容的 layer 1 網絡和 layer 2 解決方案直接展開競爭。

使用不同的 VM 是一場賭博，因為激發開發者對新語言和工具集的興趣是龐大且通常成本高昂的一項工作。

但是如果新的 VM 具備動能，這可能是一場值得冒險的賭博，因為開發者不能如此輕鬆遷移到更新、更出色的解決方案。差異化的產品套件可以產生粘性，防止開發者或流動性流失到競爭平台。

六、代幣經濟學

METIS 代幣在 2021 年 5 月 13 日通過在 PAID 網絡的 IDO 和 Gate.io 的 IEO 中首次公開分配。在以 5 美元的 IDO 價格推出後，METIS 迅速漲至 8 美元，之後在 5 美元附近盤整了三個月，又隨著最近的市場復甦而升至新高。

METIS 代幣在 Metis layer 2 平台中具有三種基本使用場景：

1、交易費---用戶使用 METIS 支付交易費用

2、為 DAC 質押---DAC 貢獻者必須質押 METIS 才能成為排序器、參與協作或啟動新的 MVM 層

3、獎勵--- DACs 和 Rangers 分別因貢獻欺詐挑戰而被獎勵 METIS 代幣。這些參與者還可能因為違規行為而被罰沒 METIS。

Metis 將 49.3%（或 493 萬個 METIS）分配給社區項目（空投和社區參與激勵）、去中心化交易所等市場（以獲得充足的交易流動性）、早期貢獻者（公開和私募投資者）、團隊和 MetisLab 基金會。

團隊、基金會和私募投資者所分配到的代幣分別有 12-18 個月的分期退出時間表，這使得 METIS 早期的價格浮動相對較低。

Metis 已將剩餘的 507 萬個代幣指定用於一項為期十年的激勵計劃，以獎勵處理交易的網絡參與者，如排序器、Rangers 和處理交易（Metis 稱之為「交易挖礦」的流程）的社區成員。

METIS 的增發時間表將作為提供安全性和避免欺詐的激勵措施。但代幣經常被忽視的一個方面是它對項目創新率和採用率的影響。

代幣激勵，即使是具有通脹性，也可以引導生態系統和用戶的增長，Polygon 的快速崛起清晰表明了這一點。Polygon 團隊使用其 MATIC 供應獎勵 Aave 和 Curve 協議上的驗證者，之後又激勵流動性提供者（LP）。

Layer 2 整體將是一個競爭激烈的格局，沒有進入公眾視線範圍內的項目可以（並且可能會）利用能使用的一切優勢竭盡所能展開競爭。鑑於 Arbitrum、Optimism 和 StarkWare 尚未分享有關原生代幣的明確細節，某個 layer 2 項目擁有代幣可能是一種競爭優勢。

七、具體競爭格局

隨著 Optimistic Ethereum (OE) 和 Arbitrum 即將全面啟動，Metis 具體發展到哪個階段？Metis 計劃在 9 月推出一個公共測試網，並在 10 月發布主網。

Layer 2 競爭格局正在迅速演變。Uniswap v3 在 OE 上線，並將部署到 Aribitrum。自 7 月下旬以來，經驗豐富的 DeFi 資深項目 Synthetix 已經在 OE 上線。

Arbitrum 表示，它已授予「400 多個項目主網訪問權限，其中數十個已成功完成部署」。

隨著 Optimism 和 Arbitrum 在應用採用方面取得領先，Metis 需要在主網上線後迅速填充其生態系統。 Uniswap v2 的一個分叉 MetisSwap 已在 Metis 的測試網上線， WOWswap 已承諾添加槓桿代幣交易協議。

雖然每個新網絡都需要金融原語，但 Metis 的市場存在感與 Optimism 和 Arbitrum 上的開發活動相去甚遠。

Metis 計劃通過其 生態系統開發計劃 來刺激其應用生態系統。開發者必須有一個正在進行的工作項目、一個成熟的社區或一個偉大的想法和團隊，才能贏得生態系統資助。

Metis 將牽線搭橋介紹 VC、技術支持、市場和社區建設，並為成功申請者提供 METIS 代幣獎勵。

八、路線圖

隨著 Polis 中間件工具的持續發展，Metis 正專注於激勵生態系統的發展，以便最終在 10 月推出主網。

Metis 已與 DeFi、基礎設施和代幣 launchpad 合作夥伴建立了關係，其中包括 Trustee Wallet、 OroPocket OpenDeFi、 PARSIQ、 PAID Network 等以及其它很多項目。

九、面對激烈競爭，前路依然坎坷

網絡效應是鏈上交易量的主要推動因素，Optimism 和 Arbitrum 等知名競爭對手，以及 Solana 和 Terra 等擁有不斷發展的生態系統的 Layer 1，已經有大型 DeFi 和元宇宙（Metaverse）項目在上面構建或正在進行中。

ZK Rollups 也從早期的 DApp 特定解決方案（如 Loopring 和 dYdX）快速演變進化。Immutable X 計劃支持 第二款遊戲，向著成為 Metaverse 生態系統的目標不斷進步。zkSync 和 StarkWare 在測試網中已經有了與 EVM 兼容的 ZK-Rollups。

競爭僅是剛剛開始而已，Metis 必須兌現其承諾，通過其提議的多功能性和 UX 改進來改善 Optimistic Rollup 體驗。如果 Metis 能夠通過其代幣激勵計劃成功培育出一個應用生態系統，可能會產生 layer 2 項目生存所必需的網絡效應。

開發者和用戶從 web2 到 web3 的轉移已經在進行中，且未來只會加速，市場可能足夠大到容納每個項目。

但是，與最接近的競爭對手能拉開足夠距離的項目和基礎架構，將成為互聯網下一個前沿領域的領軍者。