Solana 為什麼需要 Network Extensions，而不是 Layer 2 解決方案？

原文標題：《Solana 為什麼需要 Network Extensions，而不是 Layer 2 解決方案？》

原文作者：Dr. Yugart Song、Stepan Soin、Qinwen Wang，Lollipop Builders

1. 背景

區塊鏈技術的快速發展使 Ethereum (EVM) 和 Solana (SVM) 成為兩種主導設計理念，各自在其領域中佔據了領先地位。歷史上，Ethereum 憑藉其獨特的哲學和方法主導了 EVM 鏈的總鎖倉量 (TVL)，而 Solana 則在非 EVM 鏈中佔據主導地位。然而，隨著活動量的增長和新鏈的開發，Ethereum 開始將主導地位讓位於速度更快的 EVM 鏈，並轉向 Layer 2 (L2) 擴展解決方案。相比之下，Solana 的單體架構通過獨特的技術創新和顯著的性能儲備避免了這種分裂，但代價是需要更高的帶寬和速度。

與此同時，Rollups 的概念為 dApps 提供了一個重要的機會：創建可定制的運行環境。然而，這導致了一個有趣的現象：L2s 分散了 Ethereum 的流動性和用戶群，而 L2/L3 應用鏈進一步加劇了這種分裂。Solana 堅持單體化生態系統的理念，但對於不同用例提供可定制環境的好處是不容忽視的。

2.Network Extension 誕生的催化劑：Layer 2 - 通往分裂之路

從 2017 年的 Plasma 到 Optimistic 和 zk-rollups，Ethereum 的擴展歷程清晰地展示了解決擴展性問題的必要性。然而，值得注意的是，Ethereum 的部分 L2 TVL 是由橋接的 ETH 支撐的，這些 ETH 保留在 L1 上。

然而，這些擴展方案也暴露出一個顯著的風險------流動性和用戶的分裂效應，這在區塊鏈領域被稱為「吸血效應（vampire effect）」。EIP-4844 實施後，Ethereum 的手續費收入大幅下降便是明證。包括 Cyber Capital 的 Justin Bons 在內的分析師指出，Ethereum 的手續費增長正被 L2 搶占。

圖 1：ETH 供應動態 來源：ultrasound.money

這表明，當用戶離開 L1 時，留在 L1 上的手續費顯著減少，導致銷毀率下降。這一點從一開始就應該很明顯。現在，使用和收入被以賺取租金為目標的 L2 捕獲！這正是使它們貪婪的原因，因為手續費中只有一小部分返回到 L1，其餘部分被商業實體保留。同時，這些實體還遊說維持 ETH L1 的有限區塊空間做出了貢獻。Unchained Pod 發布的一張圖表甚至顯示，Optimism (OP) 在 L1 支付的每 1 美元手續費，就能賺取 300 美元收益：

圖 2: 每支付 1 美元的 L1 費用時 L2 所賺取的費用 來源：GrowThePie

因此，很明顯，L2 對 L1 的交易活動和經濟吸引力表現出一種「吸血效應」。轉向獨立於 Ethereum 的應用鏈 (Appchains) 則進一步加劇了這種情況。

這一觀點得到了 Anatoly Yakovenko 的支持，他在 Twitter 上發布了以下內容：「如果 Solana 生態系統為了支持所有用戶交易，破壞 L1 執行優化，轉而依賴 『arb/op』 通用 L2 堆棧，那將對 Solana 的主網造成寄生效應。這一點不難理解。當 L2 從基礎層獲取更多優先交易而不是新增時，它們就具有寄生性。由於主網將繼續最大化自己的吞吐量，『L2』 或任何其他 SVM 將很難在價格上與之競爭。用戶費用不應優於主網。」

Multicoin Capital 的管理合夥人 Kyle Samani 也表達了類似的看法，他寫道：「任何本可以在 L1 上發生，但卻發生在 L1 之外的事情，定義上都是寄生的。正因如此，我對 EVM/SVM rollup 不感興趣。它們實際上和 L1 沒什麼不同。我非常懷疑這些複製粘貼的 L2 會在 Solana 上成功，因為 L1 已經足夠好了。」

在這種背景下，Solana 通過保持單體架構和統一生態系統理念來保護網絡特性的核心方法顯得非常具有吸引力。

但如何避免類似以太坊 L2 的局面呢？讓我們深入探討。

3.Solana 的快速崛起與核心優勢

與圍繞以太坊虛擬機（EVM）設計的傳統區塊鏈系統相比，Solana 區塊鏈展示了全新的架構。

Solana 採用了權益證明（PoS）作為防 Sybil 攻擊的機制，同時還引入了其核心創新之一------歷史證明（PoH）算法。PoH 是一種可驗證延遲函數（VDF），用於對網絡上傳輸的交易進行排序和時間戳。此外，Solana 還以使用高性能硬件、無內存池的交易轉發協議（Gulf Stream）、支持並行處理的 Sealevel，以及與傳統區塊鏈賬戶模型不同的設計（類似於 Linux 操作系統的文件系統）而與眾不同。

Solana 遵循單體式設計哲學，通過其獨特的共識機制、技術創新和持續的架構優化，實現了顯著更高的可擴展性，提升了速度和吞吐量。

Solana 還受益於強大的開發者社區：超過 2500 名開發者積極參與其中。這推動了 Solana 的顯著增長。Solana 的 TVL 從 2023 年的 2.1 億美元增長到 2024 年目前的 77.3 億美元，幾乎增長了 35 倍。與 2022 年 11 月相比，Solana DEX 的交易量年增長了 200-300 倍，2023 年夏季以來，DAU 增長了 5 倍。到 2024 年 11 月 14 日，Solana 的交易量已超過以太坊的 4 倍以上。活躍錢包數量也在持續增長，2024 年 10 月 22 日達到 940 萬個活躍用戶的峰值。

圖 3：Solana DEX 交易量與活躍錢包動態 來源：Dune, Artemis

因此，Solana 是一個強大的生態系統，擁有龐大且活躍的用戶和開發者社區，在用戶基礎和活動方面都經歷了指數級的增長。這一發展軌跡突顯了 Solana 作為領先非 EVM 鏈的重要性，尤其體現在其動態擴張上。

圖 4：非 EVM 區塊鏈 TVL 對比。來源： DefiLlama

Solana 上的去中心化應用（dApps）通過提高接受度和用戶友好性，顯著提升了其功能性。顯而易見，Solana 正在成為一個超級系統，具備卓越的特性。但一些應用，如 Zeta Market，計劃推出自己的實例（L2）以達到同樣的目的。

有一個事實尤為突出------SVM 在隔離環境中表現出色。這一點通過 Pyth Net、Cube Exchange 等利用 SVM 為應用鏈提供支持得到了充分證明，Solana 生態系統也稱之為 Solana 授權環境（SPEs）。

儘管存在獨立的「特定應用」SVM 鏈的使用場景，這些鏈與普通的 Solana 客戶端沒有顯著區別，我們認為作為 Layer 2 的原生 Solana 擴展（vanilla Solana forks）價值有限。這種做法還是可能導致以太坊碎片化的重演。

顯然，Solana 需要一種獨立的方法，以避免破壞其單片架構的特性。這也是為什麼 Lollipop 開發了 Lollipop Network Extensions，它將顯著改變 Solana 生態系統的格局。

4.Solana 需要什麼？------通過模塊化的方式為單體架構的鏈外運行環境提供支持

4.1 網絡擴展（Network Extensions）的核心概念

以上因素促使 Solana 社區開始討論將部分計算任務移至其他地方的必要性。擴展對 Solana 來說並不是一個新現象。早在 2022 年，Token Extensions 就出現了，提供了如 Confidential transfers（機密轉帳）, Transfer hooks（轉帳鉤子）, Metadata pointer（元數據指針）等新功能。

因此，在提升 Solana 功能並擴展 dApp 時，提出「網絡擴展（Network Extensions，NE）」這一概念是合乎邏輯的。除了通過擴展增強 Solana 的功能外，網絡擴展（NE）還為生態系統引入了模塊化元素------NE 中的不同環境可以根據特定需求進行定制，並可在多個 dApp 和協議之間共享。

基於 Solana 生態系統中的洞察和討論，我們識別出幾項應定義網絡擴展（NE）架構和功能的基本原則。這些原則旨在確保與 Solana 網絡的無縫集成，同時保持其架構的核心優勢：

· 不對流動性造成「碎片化」

· 不對用戶基礎造成「碎片化」

· 對用戶而言，互動體驗與直接使用 Solana 時相同

· 統一的技術棧

· 網絡擴展（NE）直接向 Solana 驗證節點發送交易

對於 NE 來說，Solana 是一個真正的結算層，資金流動發生在這個層級。網絡擴展則是一個真正的執行層，不與主鏈碎片化，且直接與賬戶和程序在該層上交互。

圖 5：Lollipop 網絡擴展（NE）流程簡化圖

這些特點是網絡擴展（NE）區別於 rollups、側鏈、子網、不同變種的 L2、應用鏈等不同擴容方案。與類似解決方案相比，Lollipop 的目標是為網絡擴展（NE）開發一個技術框架，使得開發者、消費者和最終用戶能夠在 Solana 的層級上，無縫地與 Solana 的流動性和用戶基礎進行直接互動。

4.2 對比分析

目前，Lollipop 是首個提供與 Solana 主網直接連接的解決方案，並且不會導致流動性或用戶的碎片化。

Lollipop 的原生環境可以作為新產品的基礎，也可以支持現有 dApp 的遷移，而無需斷開與 Solana 生態系統和流動性的連接。對於現有的 dApp，這將提升其速度、穩定性，並擴展其功能。

圖 6：Solana 現有解決方案對比

與 L2、子網、側鏈的關鍵區別：

· L2：L2 會收集交易並將其證明發送到 L1。執行和結算實際上發生在 rollup 內，而 L1（如以太坊或 Solana）則用於證明驗證。網絡擴展（NE）則直接將交易發送到 Solana 的驗證節點和程序。

· 側鏈：側鏈與主鏈之間沒有直接連接。雖然側鏈可以將數據錨定到主鏈上，但與 L1 和 L2 相比，生態系統之間的差距顯著更大。實際上，側鏈是完全獨立的網絡。

· 子網：在當前的實現中，子網可能會在子鏈內建立獨立的生態系統，且其中的流動性和用戶被集中在不同的空間內。

與 Solana 生態系統中網絡擴展概念最為契合的項目是 Getcode 和 Sonic SVM（基於 HyperGrid）。然而，Getcode 僅作為資金轉移層，類似於比特幣的閃電網絡，不支持複雜環境的部署。儘管 Sonic 具有 10 毫秒的延遲，並能將 Solana 上部署的程序委託給其實例，但它更多集中在遊戲領域，且在靈活性和可定制性方面不如 Lollipop 所設想的目標。

網絡擴展（NE）直接與 Solana 流動性合作，不會導致不同鏈、空間和社區的形成。

網絡擴展（NE）可以為 Solana 及其去中心化應用（dApps）提供基礎設施解決方案，並支持這些 dApp 本身的運行。這一概念在某種程度上與應用鏈（appchains）和 L2 的思想相似。許多 dApp 正在過渡到各自的專用實例，以提高性能、可擴展性和用戶體驗。

在 L2，有許多這樣的解決方案：OP-Stack、Arbitrum Orbit、Polygon CDK、StarkEX、zkSync Era、Termina 等。這些工具包使得眾多 L2 項目成功啟動，顯著推動了區塊鏈網絡的可擴展性和可用性。

然而，正如我們在前面所看到的，當前的層次模型與碎片化環境的做法並不適合 Solana 的單片架構。

4.3 市場需求

上述案例和敘述反映了一個更廣泛的趨勢：去中心化應用（dApp）正在創建獨立的實例。這使得它們能夠優化操作和功能，向用戶提供更好的服務。這些應用可以是 DeFi dApp、遊戲、驗證和身份識別協議、隱私協議、機構和企業解決方案等。這些環境主要基於不同的 rollup 實現構建。

如前所述，rollup 對基礎鏈具有吸血效應。Lollipop 旨在解決這一問題，同時為 Solana 引入模塊化，而不破壞其單片架構。

以下是網絡擴展（NE）對 Solana 的革命性意義：

· 自定義執行邏輯：無論開發者需要獨特的治理規則、特定的獎勵結構，還是去中心化的計算環境，NE 都能滿足所有細節需求。開發者可以在 NE 中部署修改過的 SVM 實例，調整延遲、區塊時間、區塊大小等參數，這可能使得運行實例具備實時性能，並創造出其他目前尚不明顯的使用場景。

· 直接結算：儘管 NE 獨立運行，所有交易仍然直接在 Solana 上結算。這保持了流動性和用戶流在區塊鏈內的統一，而不會造成碎片化或吸血效應。

· 經濟靈活性：NE 利用 Solana 的高效性引入創新的經濟模型。例如，dApp 用戶可能會通過基於訂閱的模型享受無 Gas 費的經濟模式。

· 無碎片化的靈活性：與 L2 不同，NE 不會創建孤立的空間。一切保持統一------可以將其看作類似於 Token Extensions。

· 為最終用戶提供無縫的 UI/UX：與子網或 L2/L3 解決方案不同，NE 提供了更優越的用戶體驗。用戶無需切換網絡、使用跨鏈技術或擔心地址問題，直接與 Solana 進行互動。

· 程序部署成本降低：目前，如果開發者需要在 Solana 上部署一個獨立的程序，且對其他程序依賴較少，他需要支付 1-3 SOL 或更多的部署費用，具體取決於程序的大小。而通過委託和代理，NE 提供了在不同環境中部署多組件複雜程序的可能性，這比在 Solana 上直接部署要便宜很多。

NE 還可能涵蓋與基於重新質押協議的 AVS（自動化驗證系統）相關的用例。這些用例包括去中心化預言機、協處理器、可驗證計算、去中心化排序、快速最終確定等。這些都得益於 NE 環境的適應性。

NE 的另一個重要場景是能夠在類似於 EVM 賬戶抽象（Account Abstraction）中實現的環境內創建無 Gas 費用的經濟體系。這對於能夠生成大量交易的協議非常有用------例如高頻交易（HFT）、遊戲、再平衡協議（rebalancing protocols）、具有集中流動性的動態池等。

因此，Lollipop 為 NE 的使用領域提出了以下幾個重點方向：

1.遊戲：想像一個沒有 Gas 費用的遊戲------玩家享受無縫體驗，開發者採用基於訂閱的模式以獲得穩定的收入。這為遊戲開發帶來了新的 Web3 組件開發方式------無需離開遊戲環境就可以與錢包或市場進行互動。

2.DeFi：構建高頻交易平台，採用基於會話的費用（session-based fees），而非按交易收費的 Gas 費用，使交易更加快速和便宜。通過鏈外執行的訂單簿和清算設計形成新的邏輯。更高的執行速度使得協議可以使用更高的槓桿。

3.AI 模型：在 Solana 上直接結算每筆交易的同時，使用 GPU 部署計算密集型（compute-intensive）的 AI 環境。這可以應用於各種場景：安全評估、路由、套利、各種意圖的模型實現等。

4.企業解決方案：為企業和機構客戶量身定制環境，具有嚴格的管理、政策、合規性、加密和治理規則。

5.PayFi：為複雜的金融挑戰提供可編程環境，如供應鏈金融、跨境支付、數字資產支持的公司卡、信用市場等。

6.去中心化計算：啟用先進的去中心化 GPU 或 TEE（可信執行環境）計算------適用於加密、協處理器、AI 模型或數據密集型任務。

7.可信環境：為預言機、去中心化存儲（DAS/DAC）、驗證系統、去中心化物理基礎設施網絡（DePin）等用例部署可信環境。

因此，Lollipop 團隊的主要任務就是：確保 dApp 和協議能夠在 Solana 生態系統中創建定制化環境，並與 Solana 直接連接。也就是說，從概念上看，執行似乎是在網絡擴展（Network Extension）中發生的離鏈操作，但所有的動作結算和最終確認都發生在 Solana 上。

同時，用戶的錢包本身應位於 Solana 區塊空間內。經過長期而深入的研發過程，Lollipop 團隊最終達成了目前的 Lollipop 設計。

5. Lollipop 技術解釋

Lollipop 允許項目在鏈外執行環境中修改 Solana 客戶端，並將執行結果無縫地傳輸回 Solana 主網，避免了創建單獨鏈的需求。Solana 本身沒有全局狀態樹，這對於確保鏈外執行結果的安全結算至關重要。Lollipop 通過引入稀疏默克爾樹（Sparse Merkle Trees, SMT），在其 Network Extension 中加密驗證執行結果，從而解決了這一問題。

關鍵技術特點：

· 鏈外執行環境： Lollipop 允許 dApp 在鏈外處理其複雜邏輯，同時通過稀疏默克爾樹確保每個操作的結果能夠加密驗證，保證安全和完整性。

· 稀疏默克爾樹（SMT）： SMT 是一種特殊的默克爾樹，用於在不存儲所有數據的情況下驗證某個數據的存在性。它允許 Lollipop 以一種高效且安全的方式對鏈外執行的結果進行驗證，確保這些結果最終能夠可靠地結算到 Solana 主網。

· 與 Solana 主網的無縫連接： Lollipop 通過其 Network Extension 實現了與 Solana 主網的直接連接，避免了傳統 L2 或分片鏈的碎片化問題，保證了流動性和用戶基礎的統一性。

這一技術的優勢：

· 無需創建獨立鏈： 項目不再需要創建額外的鏈或生態環境，而是可以通過 Lollipop 修改 Solana 客戶端並實現鏈外執行。這樣既減少了開發和運維成本，又確保了與 Solana 主網的緊密結合。

· 去中心化且安全： 通過使用稀疏默克爾樹來加密驗證，Lollipop 能夠保證鏈外執行的結果不會出現篡改或不一致的情況。

· 適配 Solana dApp： Lollipop 使得 Solana 上的去中心化應用能夠更好地擴展其功能，同時避免了鏈外環境可能引發的性能和安全問題，成為 Solana dApp 的理想選擇。

Lollipop 的方法為 Solana 提供了一種創新的解決方案，能夠在不引入碎片化的情況下，提升可擴展性和操作效率，成為未來 Solana 生態系統中不可或缺的一部分。

圖 7: Lollipop 示意圖

Lollipop 架構由幾個主要組件組成：

1.Network Extensions Layer（NE 層）

2.Programs on Solana Layer（Solana 層的程序）

3.Polkadot Cloud Layer（Polkadot Cloud 層）

Lollipop 直接構建在 Solana 上，利用其並行執行能力和獨特的交易數據結構。SVM（Solana Virtual Machine）的並行處理能力依賴於 Solana 客戶端本身。通過修改 Solana 客戶端，Lollipop 最大化了 Solana 本地優勢帶來的性能提升。

這種架構允許去中心化應用（dApps）無縫地從 Solana 的 L1 遷移到 Lollipop 的 NES，而無需對其程序代碼進行任何修改，同時在支持與 Solana 相同的工具和開發者技術棧的情況下，消耗更少的資源。

需要特別強調的是，SVM 的並行執行基於 Solana 獨特的交易數據結構。在每筆交易中，發起者預先聲明要讀取和寫入的賬戶信息。這使得 SVM 能夠基於這些賬戶信息，以高效的並行序列處理一批交易，並確保並行執行的交易不會同時讀寫同一賬戶。換句話說，單純將 SVM 移植到其他執行框架中，並不能帶來並行處理的優勢。

Lollipop 旨在成為網絡擴展（Network Extensions）的可信超級計算機，提供許可型和非許可型環境、多核執行、全球一致性、可定制性以及高性價比。Lollipop 網絡為 NE 部署提供了完整的基礎設施，包括共享排序器（shared sequencers）、驗證者（validators）和無狀態驗證合約（stateless validated contracts）。

通過利用 Polkadot Cloud，Lollipop 還可以將其實現為數據可用性（DA）。每個合約運行在專用核心上，支持跨驗證者、排序器和 DA 的並行同步執行，確保高效的處理能力。

圖 8: Lollipop 架構圖

6. Conclusion

Lollipop 的網絡擴展（NE）是提高 Solana 生態系統中 dApp 和協議功能性的一个重要進展。通過為 Solana 生態中的 dApp 和協議提供全新的開發方式，Lollipop 確保了無縫集成 Solana 主網，同時保持單體架構並避免了鏈的碎片化。與傳統的 Layer 2 解決方案通常會創建孤立環境並導致流動性碎片化不同，Lollipop 通過與 Solana 的直接連接確保了流動性和用戶基礎在兩個層級中始終保持統一。

Lollipop 的網絡擴展（NE）為開發者提供了一個通用框架，使他們能夠創建定制化的運行時環境，以滿足不同用例的特定需求。特別地，網絡擴展（NE）通過部署一個速度優化的 SVM 實例，可以為永久去中心化交易所（Perp DEX）提供更高效的操作。它們還可以通過引入意圖（Intents）和賬戶抽象（Account Abstraction），減少 Solana 生態系統中去中心化應用（dApp）的用戶界面和用戶體驗摩擦。這一能力可能成為 Solana 上 Web3 遊戲增長的催化劑。

NE 實例與 Solana 的配置獨立性進一步為企業級產品、機構解決方案、PayFi 應用，甚至是像保險產品這樣的細分應用場景鋪平了道路。

最終，Lollipop 的設計為 Solana 上的 dApp 擴展性提供了一個前瞻性解決方案，為高性能區塊鏈環境的新时代奠定了基礎。隨著 Solana 生態的持續增長，Lollipop 獨特的架構使其成為未來創新的關鍵推動力，賦予開發者構建安全、高效和可持續應用所需的工具。