前言

隨著區塊鏈產業的蓬勃發展，每年有越來越多的用戶開始採用並同時進入到加密貨幣領域。

除了被視為價值儲存的比特幣之外，最重要的應用即為以太坊。從2020的DeFi Summer到2021爆炸性成長的NFT市場，都為以太坊帶來龐大的用戶流量、眾多的DAPP以及超過千億美元的資產價值流動於其上。

以太坊的難題

而龐大的用戶交易流量也讓身為Layer 1的以太坊造成嚴重的負擔，驚人的交易手續費($1,000+美金)及壅塞的網路(長達數十分鐘的交易確認)也重創了使用者體驗。而這樣的難題主要來自於區塊鏈的矛盾三角：安全性(Security)-去中心化(Decentralization)-可擴展性(Scalability)。

由於以太坊鞏固了安全性及去中心化，因此面臨了可擴展性的貧頸，造成鏈上交易、紀錄、儲存的成本昂貴。引此以擴容為目的的Layer 2解決方案應運而生

什麼是Layer 2?

目前所有用戶的交易及DAPP等運算都是直接在Layer 1 ETH作執行及結算，但由於以太坊的資源成本昂貴，因此Layer 2的擴容基本概念就是將運算、交易、紀錄及儲存等執行層的工作移到Layer 2來進行，而透過Layer 1以太坊的安全性來做結算層，如此一來便可以大幅度的省下以太坊資源。

如果上述概念還是有點抽象，那我們可以用這個例子來說明：

在過往的以太坊模式有點像是全國只有一家國家法院，全國人民不管有大小的合約簽署、合約執行及爭議仲裁，都一股腦地全塞進國家法院，因此造成效率低下，曠日耗時。

而Layer 2擴容的該念就有點像是在全國各鄉鎮縣市設立地方法院及仲裁所，所有合約的簽署、執行及仲裁都在各地方法院及仲裁所進行及保存。

唯有執行、仲裁等結果資料統一存放到國家法院系統裡。如此一來便能提高效率，有效提高流量，而具高度安全性的以太坊也能成為世界結算層，確保全球每筆交易的正確性。

ZK Rollups 與 Optimism Rollups

今天我們要為大家介紹Layer 2其中一個相當熱門的擴容方案-Arbitrum，但由於是科普文章我們會盡量寫的淺顯易懂。

如同上述提到，Layer 2的精神是讓用戶的交易、運算、資料儲存都在Layer 2進行，而進行完後的結算才到Layer 1的以太坊，如此一來便能大幅度的省下以太坊的交易、運算及資料儲存資源。

目前在Layer 2的擴容有許多解決方案被提出，但目前最被看好的為Rollups 系列，而Rollups主要分為2大系列：ZK Rollups及Optimism Rollups(Arbitrum即為其中一種)

主要差異在於ZK Rollups的數學模型為證明加密有效性，有較高的安全性，為主動證明，能更快實現運算最終結果(finality)，但計算成本很高，較昂貴，成熟落地還需要一段時間。

而Optimism Rollups為詐欺性證明，唯有出現運算爭議時，才需進行仲裁證明，因此為被動證明，缺點是有仲裁期會造成較慢實現運算最終結果，但優勢為運算成本較ZK Rollups低廉，且與以太坊EVM完全兼容，可直接對接，開發者也能使用相同開發語言，能快速go to market。

結論：從長期來看ZK Rollups可能會是最終解決方案，但從短期來看Optimism Rollups能解決以太坊的緊急擴容需求。

Arbitrum-基本概念

而今天要介紹的Arbitrum即為Optimism Rollups(OP)的其中一個版本，Arbitrum與OP的主要差異在於，當爭議出現需要進行仲裁時，仲裁的方式有所不同。

OP採用單輪次詐欺證明，當爭議發生時，會在Layer 1上驗證整段Layer 2的交易，優點：有即時性，缺點：運算成本高、須重新編寫EVM、安全性隱憂。

Arbitrum採用多輪次詐欺證明，當爭議發生時，會在Layer 2與挑戰方將有爭議的區塊以2分法不斷細切，直到縮小範圍找到有問題的區塊，再將此有問題的區塊帶到Layer 1上做驗證，優點：Layer 1運算成本低、複雜度低，以太坊相容快速導入。缺點：爭議仲裁期時間較長。

Arbitrum-市場採用概況

由上述提到Arbitrum為以太坊兼容、運算成本低，因此在DeFi市場中已被許多的主流平台及協議採用，包含Cruve、Uniswap、Sushi swap等，並且在其上的DeFi鎖倉價值(TVL)已高達$23.5億美金，為Layer 2 目前被採用的第一名。

觀點

市場上雖然期待以太坊2.0能有效擴容，增加吞吐量，但由於以太坊的合併、轉換、升級是一個艱鉅且分階段的整併，整個過程市場預期大概需要3~5年才能完成完整的2.0升級。

但由於市場的各種應用蓬勃發展，對以太坊的擴容提升有著立即需求，因此我們對於Arbitrum在這幾年的發展有著樂觀的期待。

同時大家可能會思考，是不是以太坊升級完成就不需要Layer 2的擴容解決方案了？

其實不然，Layer 2擴容方案其實是以一種數學的方式構成的演算法，用來協助將耗費資源的運算、資料儲存移往鏈外，而只將驗證等高安全性需求的結算留在鏈上。

因此可以發現其他的Layer 1公鏈也都在建立適合自己的擴容方案，這樣模組化的方式逐漸成形。

我們認為未來區塊鏈會朝向模組化的方式發展，不同的模組單元是為了專屬的任務而設計出來，而所有模組只為了相同目標：最佳化此區塊鏈的性能，最大化的滿足市場功能需求。

作者 Alex Chou — Red Building Capital

關於紅樓資本

紅樓資本(Red Building Capital)是一個技術導向的區塊鏈風投資本，是由一群建中及台大的校友所創立的團隊。成員多半來自台積電、廣達電腦、德州儀器、大都會人壽、美國國際集團等財星500強公司及連續創業家。將全球頂尖的區塊鏈項目帶進亞洲視野並進行早期投資，是我們成立的主旨，為投資人管控風險並創造獲利，是我們的承諾，讓數位價值與真實生活及原有產業結合，是我們的首要目標。RBC與世界數個大型區塊鏈團隊密集合作且擁有豐沛的傳統資源及產業人才。