ZKSwap:基于Layer2技术的AMM

市场对去中心化交易的需求已经在Uniswap上得到验证。

今年以来,Uniswap的交易量大幅增长,尤其是8月底的时候,Uniswap的日交易额超过4.26亿美元,超过了Coinbase Pro,交易量增长幅度一度赶超主流中心化交易平台。

ZKSwap:基于Layer2技术的AMM

Uniswap与主流CEX交易量增长对比,图片来源:CryptoDiffer

以Uniswap为代表的AMM打开了用户对自托管、去中心化交易的发现之旅:

1,资产的所有权真正归用户所有;

2,算法做市让用户实现了“交易自主和自由”,用户需要兑换代币的时候可以直接进行交易,而不再受到对手方限制;

3,DeFi间的可组合性让用户资金获得了更多投资敞口,比如,在Uniswap上质押资产,对应的权益代币可以在多个平台挖矿,资金的利用率得到放大。

作为去中心化金融领域的基础服务,DEX和AMM将在很长时间内保持主流,但目前存在一个明显的问题:DEX(包括AMM类型的DEX)和更大范畴下的DeFi正受制于以太坊网络性能,无法施展拳脚。

以太坊网络屡次碰到吞吐量天花板,交易处理滞缓、gas费用高昂、用户体验糟糕。所以我们看到:

1,交易高峰时期,用户被迫为网络性能买单,或者被劝退,以太坊1.0上的应用、用户、资金被动向其他公链溢出;

2,吞吐量限制和网络阻塞成了黑客最常利用的漏洞,如果不提高网络性能,这个问题无法从根本上得到解决;

在以太坊2.0远未实现的情况下,Layer2被认为是最可行的扩容方案,一些对以太坊2.0数据分片执行不抱期望的从业者甚至认为ETH1.0+Layer2会优于ETH2.0。

ZKSwap,基于ZK-Rollup的AMM

基于此,以ZKSwap为代表的项目提出了Layer2 DeFi的构想。

ZKSwap是基于二层扩容技术ZK-Rollup的去中心化交易协议。它沿用了Uniswap v2自动做市的设计,把Layer1上的交易放到Layer2处理,以此来解除以太坊网络的性能限制。

以太坊1.0平均每秒可以处理10-20笔交易,ZKSwap因为把交易转移到Layer2处理,相当于可以给以太坊网络加上无限外挂,所以ZKSwap在性能上得到了量级的提升,理论上的吞吐量能达到6000笔/秒以上;

目前在以太坊上做交易,GAS费稳定在2美元左右。今年流动性挖矿高峰时期,很多用户有过为一步操作花费几十甚至上百美元交易费的经历。相比之下,在ZKSwap上做交易无需支付GAS费用。

此外,ZKSwap使用的ZK-Rollup技术可以说是目前最优的Layer2解决方案。Matter Labs的 CEO Alexa Gluchowski曾从安全性、性能、可用性等层面对所有Layer2解决方案进行过对比,ZK-Rollup的综合表现最优。

ZKSwap:基于Layer2技术的AMM

来源:蓝狐笔记

在安全性上,ZKSwap沿用了Uniswap v2的设计,此类AMM的安全性和便捷性已经得到验证,做市设计和机制靠谱,在此基础上做优化,出问题的概率更低。

而ZK-Rollup作为一个Layer2解决方案,对安全性和性能做了很好的权衡。ZK-Rollup的运作逻辑是:将Layer1代币转移到Layer2,所有的代币交易和兑换发生在Layer2,并且通过不断生成的零知识证明确保Layer1和Layer2的状态一致。

具体来说,用户将资产转移到Layer2后,ZKSwap上会更新或者生成用来记录用户资产余额的状态树。状态树包含持有的代币种类和数量,或者提供流动性的交易对情况。

ZKSwap:基于Layer2技术的AMM

状态树,来源:ZKSwap白皮书

如果在ZKSwap上发生交易、兑换、流动性挖矿等活动,那么状态树会发生变化。

同时Block Proposer会对交易进行Rollup,也就是将大量交易聚合,合并为一个区块,Prove Server会把交易后的状态以及交易对应的零知识证明(ZKSwap采用的是SNARK证明)发送到Layer1,由Layer1中的智能合约对证明进行验证,同时更新状态。

在这个过程中,大量的计算和存储发生在链下,以太坊Layer1上只存储证明和状态等必要数据,存储量大大减少,从而得以从性能的魔咒中解放出来。

值得注意的是,用户的资产存储在Layer1智能合约中,Layer2无法直接接触到资产。

而如果要对Layer1上的状态进行修改,是需要有对应的证明的,证明无法伪造,因此链上状态难以被篡改。这就是为什么Rollup能实现几乎和Layer1同等级别安全性的原因。

除了协调性能和安全性外,ZK-Rollup还帮助ZKSwap缩短了提现时间,让ZKSwap变得更可用。

目前市场上出现了一些采用ZK-Rollup技术的Layer2 DEX,但是相比之下,ZKSwap具备一些差异化优势。

Loopring虽然采用了ZK-Rollup技术,但是它属于订单簿模式的DEX,相比之下,自动做市类DEX(也就是AMM)更有可能代表DEX的发展趋势。

ZKSync虽然也采用了ZK-Rollup技术,但是这个平台目前只支持简单的收发交易,而ZKSwap还支持流动性挖矿等复杂操作。

以在Layer2上进行流动性挖矿为例,ZKSwap server收到对某一个交易对创建流动性的请求后,用户Layer2账户中的代币数量和流动性池中的代币数量会进行相应的减增,同时系统会计算出用户可以获得多少LP代币,并且更新用户账户中LP代币状态。

在这个过程中的发生的交易(操作)将和Layer2上的其他交易一起被rollup进区块,Layer2上的状态(根哈希)会发生变化,更新后的根哈希会和交易证明一起被发送到Layer1智能合约中,用于进行验证和状态更新。

ZKSwap:基于Layer2技术的AMM

流动性创建示意图,来源:ZKSwap白皮书

Layer2 DeFi展望

ZKSwap聚合了AMM和ZK-Rollup的优势。

用户除了能掌握资产所有权、享受交易自由、获得更多投资敞口外,还能享受更顺畅的交易体验,0交易手续费,几乎和Layer1一样的安全性,用户在Layer2上进行复杂交易的需求也能得到满足。

Layer2已经成为一个越来越强的共识。

量子链创始人帅初在今年的万向峰会上表示“未来两年,最重要的创新只会在Layer2层面发生,用户会基于Layer2的基础,在Layer3上面搭建千万级的应用,Layer1会退化成结算工具,Layer2是大家关注甚至唯一需要关注的方向。”

DeFi繁荣有向Layer2延伸的趋势,但是不得不承认,从业者对这个赛道的涉足还不多。

以ZKSwap为代表的Layer2 AMM,乃至Layer2 DeFi仍面临一些挑战,AMM的滑点和无常损失如何解决?Layer1和Layer2交互过程中的安全隐患,比如状态时滞如何解决?

Layer2 DeFi需要生态参与者们共同构建和完善。底层协议、标准、工具的涌现将为生态的发展打好基础。

在这个过程中,ZKSwap背后的开发团队L2 Lab想要为Layer2 DeFi建立代币兑换标准,结合ZKSwap、Layer2隐私稳定币等,推动Layer2协议层的发展,帮助构建Layer2 DeFi生态。

行业发展新动力,或许将来自Layer2 DeFi。

参考文章:

《以太坊的Layer 2赛道 》by蓝狐笔记

《ZKSwap:基于 ZK-Rollup 的 Layer2 代币 Swap协议》by L2 Lab

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