Polygon当前发展现状与未来前景分析

嗨，

过去几个月里，我们与Polygon Labs保持着密切合作，深入探索这个网络的运作机制。今天这篇文章是系列报道的开篇，将带您回顾Polygon网络的发展轨迹。

和往常一样，我们保留了编辑自主权。本文并非对该网络的背书，而是希望帮助读者理解Polygon在2021年的市场定位、竞争格局以及后续发展。我们将解析AggLayer和CDK的概念，以及它们对Web3生态的影响。我们期待能引发关于这个网络未来发展方向的深入讨论。

如果您是考虑采用Polygon CDK（链开发工具包）的创业者，欢迎填写表格提交您的项目信息。我们很乐意为您对接资源，提供从零开始的全程支持。现在，让我们进入正文内容。

若邮件显示不全，建议点击此处访问官网阅读完整版。

Joel

2020年3月，新冠疫情引发的全球封锁造就了罕见的黑天鹅事件。”前所未有”成为当时的流行语。当金融体系开始从疫情冲击中复苏时，美联储实施了大规模刺激政策。在这样的背景下，比特币、以太坊等主流加密货币迎来了历史性上涨。但更重要的是，一场技术革命正在悄然改变以太坊的扩容方式。

当时的以太坊远未解决扩容难题。Polygon（前身为Matic Network）应运而生，为基于以太坊虚拟机(EVM)的应用提供了扩容方案。在2020至2021年初，Polygon是极少数能以极低成本支持Aave等优质应用的解决方案，这使其在以太坊扩容方案中脱颖而出。

2021至2023年间，以太坊扩容竞争日趋激烈。乐观扩容方案(ORs)比零知识证明扩容方案(ZKRs)更早推出成熟产品。ORs在设计上相对简单，而性能优越且完全兼容EVM的ZKRs产品被认为还需要数年时间才能面世。值得注意的是，虽然ORs被视为过渡方案，但它们已经吸引了大量用户和资金。相比之下，ZKRs的表现相对平淡，从两者锁仓价值(TVL)的差距可见一斑：ORs约350亿美元，而ZKRs仅37亿美元。

随着ORs通过激励措施和新叙事赢得关注，用户开始将资产转移到这些新链上。作为早期采用侧链方案的Polygon，将重心转向了更具长期价值的ZK解决方案。与其他ZK扩容方案一样，Polygon网络在ORs的竞争下暂时退居二线。由于所有ZKRs都需要更长的开发周期，相应的激励措施也被推迟。当ZKRs最终面世时，ORs已经牢牢占据了用户心智。

此外，ZKRs上线后在用户体验(UX)方面与ORs差异不大。吸引用户注意对ZKRs来说是一场硬仗。ZKRs需要提供ORs不具备的独特价值主张。同时，所有ORs和新ZKRs都为用户和开发者提供了丰厚的激励措施。

Polygon Labs提供了多样化的解决方案，包括权益证明(PoS)链、多个即将上线的ZKR实现方案和开发工具包。从外部看，Polygon的布局显得有些复杂。但深入研究后，我们发现这些技术点正在形成有机的整体。本文将揭示Polygon生态系统的演进历程，以及未来几个月值得期待的发展。

速度的迫切需求

加密猫(CryptoKitties)时代令人记忆犹新：这个看似简单的实验让以太坊用户通过繁殖和交易数字猫获得社区归属感。2017年12月，某些稀有猫的价格超过10万美元，消耗了以太坊10%以上的Gas。这股热潮甚至引来了BBC的报道。显然，在高昂的费用面前，普通用户难以使用以太坊网络。

Gas机制可以类比为一个燃料资源有限的城市。当市民意识到供应紧张且必须通勤时，他们会提高出价，推高燃料价格。就像交通燃料一样，所有以太坊操作都需要消耗Gas。在拥堵时期，更多人争抢有限的区块空间，导致Gas价格飙升。

2017年就显而易见的是，以太坊这台”全球计算机”需要进行大规模扩容改造，让更多人能够使用。一个自然的解决方案是：如果单链每秒处理12笔交易，能否将其分割成多条并行链？100条链就能实现每秒1200笔交易。随着链数量增加，扩容潜力呈线性增长。

这就是”分片”基础链的基本理念。分片本质上是并行运行的子链。但要实现这些独立分片间的无缝互操作，其难度不亚于扩容本身。举例来说，当用户需要执行涉及不同分片上应用的交易时，跨分片交互机制就至关重要。这意味着需要将验证者集合分割成多个子集，分别验证不同的链。

虽然分片是终极解决方案，但以太坊在此过程中采取了多个中间步骤，包括状态通道、Plasma等过渡方案。

与此同时，另一种思路逐渐成型：如果不分割验证者集合，而是减轻其计算负担会怎样？这正是rollups提出的解决方案。rollups不是为每笔交易消耗以太坊资源，而是将交易打包处理。

因此，状态变更所需的计算被转移到以太坊之外的层级执行，从而节省了主网资源。现在，以太坊不再直接服务数百万终端用户，而是只需处理与数千万用户交互的少数rollups。rollups帮助以太坊实现了从B2C到B2B的转型。

当然，这并非易事。当以太坊验证者不再执行计算时，用户如何确保计算结果的真实性？使用以太坊时，我们默认信任其验证者。虽然可以运行全节点验证交易，但大多数人不会这么做。因此，我们最终还是需要信任验证者。

当资产转移或交换时，验证者通过增减账户余额来改变以太坊状态。当这些计算被转移到链下时，用户实际上是在信任该层的运营者。作为以太坊的扩容方案，这层的责任是以某种方式证明其行为符合以太坊规则。

不同类型的rollups通过不同的方式向以太坊证明其执行结果。乐观rollups(ORs)将计算结果与重放交易所需的数据一并提交给以太坊。在有人提出质疑前，ORs提交的内容都被假定为正确，因此得名”乐观”。

验证者通常有七天时间质疑结果。值得注意的是，截至2024年6月，除Optimism外，其他ORs均未实施欺诈证明。Optimism拥有第一阶段的欺诈证明系统，意味着安全委员会可在系统故障时介入。

另一重要类别是零知识rollups(ZKRs)。零知识技术允许在不透露具体细节的情况下证明某件事。例如，假设Sid想向Joel证明他知道保险箱密码，但不想透露密码本身。他可以这样做：Joel在保险箱内放入特定物品(如一张纸条)，Sid在不知道内容的情况下打开保险箱取出物品。如果Sid能准确描述物品，Joel就能确认他知道密码，而无需泄露密码本身。这就是零知识证明的基本原理。

以太坊：L2与扩容层的锚点

如今的以太坊随着协议和应用的发展而不断进化。有些项目与时俱进，有些则被时代淘汰。Polygon(前身为Matic Network)就是典型案例。在以太坊的光环下，Polygon这颗行星茁壮成长。

自2015年上线以来，加密资产和区块链领域发生了翻天覆地的变化。2020年底，Vitalik发表《以Rollup为中心的以太坊路线图》，标志着以太坊扩容计划的重要转折。以太坊的发展轨迹可以清晰地划分为rollup前和rollup后两个时代。Polygon始终紧跟以太坊路线图的演变。

早期就明确的是，以太坊需要大规模扩容才能成为真正的全球计算机。在理解以太坊扩容演进前，我们需要重新审视扩容的本质。扩容意味着扩展以太坊的安全保证。无论采用何种方式，都应该在某种程度上依赖以太坊的安全性。也就是说，以太坊主网(L1)应该能够对扩容层的状态做出最终裁决。

在以太坊决定支持rollups前，已经提出了多种方案，如状态通道、Plasma、侧链和分片，它们处于不同的开发阶段。

Plasma和侧链有相似之处。Plasma是独立链，执行交易后定期将压缩数据发布到以太坊。Plasma链面临数据可用性挑战。

数据可用性(DA)方案通常将共识数据与交易数据分离。随着链的增长，存储和处理状态变得困难。DA方案通过在共识层和数据层间引入分离来解决可扩展性问题。共识层处理交易排序和完整性，数据层存储交易数据和状态更新。

所有Plasma链的历史数据仅由运营者保存，而非以太坊全节点。全节点只知压缩数据。因此，用户必须信任运营者维护数据可用性。Plasma链的安全性依赖于根链(以太坊)的安全性。欺诈证明和挑战根据根链规则解决。

侧链是拥有独立共识和验证者集的独立链。它们定期向以太坊发布数据。主要区别在于侧链基于不同的共识机制。用户必须信任侧链验证者维护交易完整性。

乐观rollups(ORs)相比Plasma和侧链有以下改进：

1. 不同于Plasma，ORs通过向以太坊发布所有数据避免了数据可用性问题；
2. 不同于Plasma和侧链，用户无需扩展信任假设，即不需要信任新的运营者或验证者集合。

因此，rollups被视为更优越的扩容形式，可以说是Plasma的升级版。

状态通道类似于比特币的闪电网络。想象两位朋友Sid和Joel经营相邻的三明治和咖啡店。他们喜欢交叉销售的主意，决定合并菜单，因为顾客经常同时需要两者。当顾客在Joel的店点三明治时，他会将订单传给Sid制作。

虽然订单可能来自另一家店，但顾客只在用餐处付款。Sid和Joel记录彼此店铺的订单量。他们不在每次交易后结算，而是在日终统一结算。Sid和Joel保持的状态记录类似于两个节点或账户间的通道。

高层次看，两个用户或应用可以开设链下通道，执行交易，在关闭通道时链上结算。这种方法需要开设多个通道(开设和关闭通道是链上交易)，难以扩展。截至2024年6月，闪电网络容量仅约5,000 BTC，意味着它无法同时处理超过这一数额的交易。

Polygon是最早推出主网的扩容方案之一。其技术发展和生态建设可分为四个阶段：

1. Matic Network：项目以Matic Network之名启动，逐步建立技术基础和社区；
2. Polygon扩展：项目扩展功能和应用范围，吸引更多开发者和用户；
3. 拥抱ZK：开始采用零知识技术，探索其在扩容和隐私方面的潜力；
4. 全面整合：当前阶段致力于整合各类技术和解决方案，提升平台功能和效率。

Matic网络

Matic Network结合了Plasma和侧链的方法。验证者抵押MATIC代币作为抵押品来验证交易和保护链安全。作为额外安全措施，链状态快照(称为检查点)被提交到以太坊。一旦以太坊确认检查点，Matic网络上的状态将被冻结，区块不再被争议或重组。

2021年，Matic Network更名为Polygon，这不仅是品牌升级。Matic Network是单链扩容尝试，而Polygon转向了多链生态系统。为实现多角度解决扩容问题的愿景，Polygon推出了软件开发工具包(SDK)，方便开发者将应用迁移到Polygon。

2021年4月Aave在Polygon部署后，锁仓价值(TVL)从约1.5亿美元跃升至近100亿美元。当时，Polygon在活跃用户数和交易量等指标上领先多数链。即使到2024年6月，Polygon PoS链的日活用户数仍居前列。但需注意，这些数据反映的是活跃地址而非真实用户数，因为单个用户可能拥有多个地址。

来源 – Polygon博客

Polygon SDK具体提供什么？它为构建各类链提供基础模块。Polygon SDK支持构建两种链：

1. 拥有独立验证者集的自主链；
2. 依赖以太坊安全的链(L2解决方案)。

需要更多控制权(如参与者身份、节点管理等)的侧链和企业链选择第一种方案。资源有限或接受以太坊安全性和共识规则的新项目则选择第二种。

拥抱ZK时代

随着Polygon PoS链的成长，Polygon Labs探索了更多扩容方式。2021年ZKRs尚处开发阶段时，Polygon Labs就为ZK开发投入10亿美元资金。他们收购了Hermez Network、Miden和Mir Protocol。这些团队虽同属ZK领域，但各有专长：Hermez专注实时zkEVM，Mir致力于行业领先的证明技术，Miden则打造具有客户端证明的zkVM Rollup。

当Polygon Labs全力投入ZK技术时，许多人认为ZK成熟还需三到五年。而OR解决方案即将上线，尽管缺乏欺诈证明。这引发疑问：为何Polygon不先部署OR方案，同时研发ZK？

答案有两方面：

1. OR方案相对Polygon PoS只是渐进式改进；
2. ZKRs被视为最终能超越ORs的解决方案。

确实，具备欺诈证明的ORs比侧链(如Polygon PoS)更安全，但对终端用户成本影响不大。值得注意的是，除Optimism外，目前没有OR在主网实施欺诈证明。Optimism于2024年3月开始测试欺诈证明。在所有OR实施欺诈证明前，Polygon PoS已每日处理数百万笔交易。

从投资组合角度看，Polygon的技术布局分散了风险。

回顾ORs和ZKRs的区别：ORs需向以太坊提交所有交易数据，随着交易量增长，数据量几乎线性增加。而ZK证明大小呈准线性增长，使ZKRs在交易量增加时效率显著更高。

<img src="https://s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/g