什么是Layer0區(qū)塊鏈？Layer0的應用和項目介紹
Layer 0 是什么？
Layer 0（第 0 層區(qū)塊鏈）是構建在 Layer 1 之下且更加底層的基礎設施。 Layer 0 的目標是提高不同區(qū)塊鏈之間的可擴展性、互操作性以及專業(yè)化程度。
目前已有一些多鏈應用嘗試采用不同的架構來達成這個Layer 0 的目標，本文將會介紹三個Layer 0 的實際例子，以及兩個實際建構在Layer 0 上，享受Layer 0 生態(tài)系統(tǒng)好處的項目。
回顧 Layer 1 - Layer 3
第一層：Layer 1 是可以交互和分布數(shù)據(jù)的基礎區(qū)塊鏈，比如 Bitcoin, Ethereum, BNB chain 等等。
第2層：Layer 2 是建立在 Layer 1 之上的協(xié)議，旨在提高區(qū)塊鏈的性能和輸出。 Layer 1 的交易可以交由附加的 Layer 2 處理，處理完成后的結果會被發(fā)送回 Layer 1 的基礎層，以便永久記錄。 Layer 2 的擴容方案旨在減輕基礎層區(qū)塊鏈的負載、提高處理速度，并解決可擴展性問題。通過 Layer 1 和 Layer 2 之間的互動，區(qū)塊鏈可以在不影響安全性的情況下實現(xiàn)可擴展性。想要了解更多有關 Layer 2 的內容可以參考在 Gate Learn 之前發(fā)布的文章。
第三層：Layer 3 建立在Layer 2 之上，能提供更強的可擴展性和可定制性，目前較常被需要頻繁鏈上交互的項目采用，讓開發(fā)人員根據(jù)需求在Layer 3上部署游戲鏈，來運行特定的Dapp 游戲項目，以適應高頻繁的鏈上交互或提升用戶的錢包體驗。想要了解更多有關 Layer 3 的內容可以參考在Gate Learn之前發(fā)布的文章。
Layer 0 的應用：以 Polkadot 為例
我們以 Polkadot 為例子來檢視 Layer 0 的基礎設施是怎么運作的、有哪些優(yōu)勢。 Polkadot 的Layer 0 是這樣運作的：以一個中繼鏈（Relay-chain）作為主鏈，來負責平行鏈（Parachain）上的安全性；中繼鏈上運行著許多平行鏈，它們是用于特定應用的Layer 1 側鏈；此外，還有一種網(wǎng)路層協(xié)議，允許傳輸跨共識消息（XCM），讓共識系統(tǒng)之間通信，有更強的互操作性。
來源：波卡博客
Polkadot 平行鏈設計的優(yōu)勢
根據(jù) Polkadot 官方文檔，平行鏈設計的主要優(yōu)勢是：
1.可擴展性（Scalability）：
Polkadot 上的中繼鏈專注于消息傳遞和安全性，這讓平行鏈只作為可擴展的解決方案，不需要為智能合約的執(zhí)行負責；這種結構也為平行鏈提供了更大的靈活性和可擴展性，因為它們可以根據(jù)特定的應用程序或使用情況進行定制和優(yōu)化，而不會受到智能合約的限制。
2.專業(yè)化（Specialization）：
Polkadot 本身只關注其作為 Layer 0 的基礎工作。其他 L1 區(qū)塊鏈必須兼顧其安全性并使用 DApp 進行擴展，但 Polkadot 及其專用區(qū)塊鏈（平行鏈）可以協(xié)同工作。
3.互操作性（Interoperability）：
由于所有平行鏈都建立在一個名為 Substrate 的框架上，并連接到 Polkadot 的架構，因此它們可以原生通信、交易資產(chǎn)并形成豐富的跨鏈交互和連接。上面也提到的 Polkadot XCM 訊息格式允許平行鏈不需通過中繼鏈就能相互交互，比如共用資產(chǎn)等。
Polkadot 生態(tài)上的 Layer 1 項目
Polkadot 生態(tài)中比較有代表性的Layer 1 平行鏈項目都是早期在第一輪插槽拍賣中取勝的項目，發(fā)展的較久，在社區(qū)內的共識也比較強，以下按照目前TVL 大小為順序，介紹三個Layer 1 項目。
Astar
Astar Network （原 Plasm）是在日本最受歡迎的智能合約平臺。 Polkadot 作為 L0，中繼鏈并不支持智能合約的開發(fā)和部署，而 Astar 正好填補了這個位置。 Astar 支持 Wasm（WebAssembly ）和 EVM 兩種智能合約方案，是 Polkadot 生態(tài)中第一個支持以太坊生態(tài)的平行鏈，并包括了 Layer 2 擴展解決方案，比如 OVM（Optimistic Vitual Machine）等。
為了吸引開發(fā)者在 Astar 生態(tài)建設，Astar 網(wǎng)路還推行了一個 dApp 質押計畫。在 Astar 網(wǎng)路中，對于每個產(chǎn)生的區(qū)塊，都會有一部分通膨的代幣被分配給 dApp 質押；這些質押所產(chǎn)生的獎勵會被分配給 dApp 開發(fā)者和質押者。
Astar 是這樣建構在Polkadot 上的：使用Polkadot 的中繼鏈負責跨鏈的互操作性、數(shù)據(jù)儲存和交易驗證；而EVM 層則負責執(zhí)行智能合約并與以太坊兼容，允許開發(fā)者構建并部署dApp 。
Moonbeam
Moonbeam 是一座以太坊網(wǎng)橋，主要用來將以太坊上用 Solidity 撰寫的智能合約在少許更改后接入 Moonbeam 鏈，從而得以通過中繼鏈和整個 Polkadot 生態(tài)中的項目跨鏈互操作。 2020 年知名的 DeFi 服務 SushiSwap 在 Moonbeam 上部署了分支；2022 年 Polkadot 原生 USDT 在 Moonbeam 中上線。
Polkadot 網(wǎng)絡的測試網(wǎng)是Kusama，一般開發(fā)者的使用流程是這樣：先在Kusama 測試網(wǎng)上使用Moonriver （Moonriver 的功能大致和Moonbeam 一樣，是在Kusama 上的先行項目）測試、驗證智能合約，然后將代碼發(fā)送到Polkadot 上的Moonbeam；Moonbeam 能夠在Polkadot 鏈上執(zhí)行EVM 實例，也支持ERC-20 標準和DOT 協(xié)議。
Acala
Acala 是建立在Polkadot 網(wǎng)絡上的金融服務平臺，提供三個主要的服務：AcalaSwap （是一個用來換幣AMM，LPs 也可以開池注入流動性收取手續(xù)費）、Honzon（是一個穩(wěn)定幣協(xié)議） 、Homa（是一個流動性質押協(xié)議）。 Acala 被視為 Polkadot 的 DeFi 中心，兼容以太坊，使開發(fā)者能輕松將 DeFi 項目從以太坊轉移到 Acala 網(wǎng)絡。它有著雙代幣系統(tǒng)，包括本地去中心化穩(wěn)定幣（aUSD）和ACA（Acala 網(wǎng)絡的治理代幣），上述的三個主要服務能夠滿足平行鏈抵押、跨鏈流動性創(chuàng)建、多鏈資產(chǎn)抵押、算法穩(wěn)定幣aUSD 發(fā)行等需求。
Polkadot 的交付進度和限制
隨著 2023 年 7 月 Polkadot 1.0 的最終版本發(fā)布，標志著 Polkadot 中繼鏈的功能已經(jīng)交付。長期來講，Polkadot 想成為的，是一個更通用的生態(tài)系統(tǒng)，生成、利用、銷售區(qū)塊空間（即 Polkadot 的 Coretime）。
以下為一些Polkadot 生態(tài)系統(tǒng)當前的數(shù)據(jù)： 1.580+ 個生態(tài)系統(tǒng)專案：包含90+ 條平行鏈、300+ 個Dapp，190+ 個基于Substrate 的區(qū)塊鏈； 2.目前平行鏈中最重要的專案有關中心化穩(wěn)定幣Tether （USDT） 和Circle （USDC） 的推出和部署，在Polkadot 的Asset Hub 中就有高達2.5 億美元的USDC； 3.整個生態(tài)系統(tǒng)中有近2,000 名月活躍開發(fā)者和83,000 名月活躍使用者。
此外，在互操作性和跨鏈橋的應用上，Bridge Hub 和 Identity 鏈、Asset Hub 和 Collectives 鏈都是Polkadot 生態(tài)系統(tǒng)中值得注意的基礎設施。 2023 年 12 月，無信任網(wǎng)橋 Snowbridge，已經(jīng)在安全審計后被部署到了 Asset Hub 和 Bridge Hub 的生產(chǎn)環(huán)境，預計將在新年的不久后開始啟用。無信任跨鏈橋的底層加密方式，是采用 Web3 Foundation 研究團隊內部開發(fā)的特殊用途加密協(xié)定，它們與 XCM 集成并允許任意合約交互，將來可以用于和以太坊、Moonbeam 網(wǎng)路的各種解決方案。無信任提供了更好的可擴展性和效率，限制是底層網(wǎng)路安全性較弱。
擁有類似目標的 Layer 0 項目：Cosmos
和 Polkadot 類似，Cosmos 也是最早提出打造跨鏈生態(tài)系統(tǒng)、有著類似的 Layer 0 愿景的項目之一。根據(jù) Cosmos 官方白皮書，Cosmos 生態(tài)系統(tǒng)可以實現(xiàn)區(qū)塊鏈之間的互操作性，資產(chǎn)可以由不同的驗證者發(fā)行和控制，但可以在區(qū)塊鏈之間無縫移動和交換，而無需依賴受信任的第三方。
Cosmos 生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)勢
Tendermint 核心：Cosmos 上有許多區(qū)域（zone），所有的區(qū)域由 Tendermint Core 提供支援，這是一個高性能又安全的共識引擎，可以扼制惡意行為。 Tendermint Core 的 BFT 共識演算法非常適合擴展公共權益證明區(qū)塊鏈。具有其他共識模型的區(qū)塊鏈，包括以太坊和比特幣等工作量證明區(qū)塊鏈，可以使用適配器區(qū)域（adapter zones）連接到 Cosmos 網(wǎng)路。 Tendermint 后更名為 Ignite，因為創(chuàng)始人 Jae Kwon 的理念不同而分開成兩個實體，由 Kwon 擔任另一個實體 NewTendermint 的 CEO。
Cosmos Hub：Cosmos 上的第一個區(qū)域稱為 Cosmos Hub。Cosmos Hub 是一種多資產(chǎn)權益證明（PoS）區(qū)塊鏈網(wǎng)路，并受到簡單的機制治理，使網(wǎng)路本身能夠適應和升級。此外，Cosmos Hub 可以通過連接其他區(qū)域進行擴展。 Cosmos Hub 負責所有區(qū)域間的代幣轉移，并會跟蹤所有代幣總量；各個Hub 將各個區(qū)域的風險隔離；任何人都可以將新區(qū)域連接到Cosmos Hub，因此區(qū)域允許未來與新的區(qū)塊鏈技術方案相容。
IBC 跨鏈協(xié)議：Cosmos 網(wǎng)路中的 Hub (s) 和區(qū)域通過 IBC 協(xié)議相互通信，IBC 協(xié)議是用來傳遞區(qū)塊鏈資料的虛擬協(xié)議，類似 Web2 網(wǎng)路中的 UDP 或 TCP 協(xié)議。
除了上面提到的共識引擎 Tendermint Core、Cosmos 上第一個區(qū)域 Cosmos Hub 以及 IBC 跨鏈協(xié)議以外，還有 Cosmos SDK 這個開發(fā)框架，這些基礎設施構成了 Cosmos 生態(tài)系統(tǒng)。
Cosmos 生態(tài)上的 Layer 1 項目
截止目前Coingecko 的數(shù)據(jù)顯示，Cosmos 生態(tài)中市值排名前 100 的項目有 10 個；搭建在 Cosmos 生態(tài)系統(tǒng)中的項目超過 260 個?？梢钥吹剑珻osmos 技術還是誕生出了許多很強的項目，這可能是因為Polkadot 與Cosmos 選擇了不同的技術發(fā)展路徑；Polkadot 是通過中繼鏈和平行鏈的設計來共享安全的；而Cosmos Hub本身并不負責鏈上訊息交換和安全，根據(jù)Gate Learn 之前發(fā)布的這篇文章，Cosmos 生態(tài)更像是放射性的網(wǎng)狀結構，各個應用鏈需自己負責安全性，而這種設計使得 Cosmos 生態(tài)下的 DeFi 項目具有更大的靈活性和自主性。
Injective
Injective 是一個模組化的、開箱即用的互操作性區(qū)塊鏈，可以用于建立完全去中心化的訂單簿、預測市場或提供其它鏈上金融服務的 dApp。 Injective 使用 Cosmos SDK 構建，能夠使用 Tendermint 權益證明共識框架實現(xiàn)即時交易。
在互操作性方面，Injective 支持在以太坊、Moonbeam、CosmosHub 等支援 IBC 的鏈以及 Solana、Avalanche 等 Wormhole 整合鏈之間的無縫跨鏈交易。由于 Injective 支援與以太坊和所有支援 IBC 的鏈進行跨鏈交易，這意味著在 Injective 上創(chuàng)建的代幣預設可以出現(xiàn)在多個網(wǎng)路中。
在跨鏈生態(tài)的兼容方面，Injective 支援 CosmWasm，這是一個為 Cosmos 生態(tài)系統(tǒng)構建的新型智能合約平臺。這意味著開發(fā)者可以輕松地在 Injective 上啟動自己的智能合約驅動的 dApp。在支援 CosmWasm 的其他鏈上運行的智能合約，也可以無縫遷移到 Injective。
Cronos
Cronos 是以太坊相容的 Layer 1 區(qū)塊鏈，建立在 Cosmos SDK 之上。原本 加密網(wǎng) 使用的是 Cronos.org 這個開源公鏈來提供金融服務，后來項目方為了擴大 DeFi、NFT 和 GameFi 在垂直領域的采用，創(chuàng)建了 Cronos 這個并行運行的區(qū)塊鏈。創(chuàng)建這個新鏈還為了讓 dApp 和智能合約的部署更便宜，并降低碳排量。
Cronos 與 EVM 兼容，Solidity 和所有 EVM 工具開箱即用，并有 Cronos Play，一套面向Web，Unity，Unreal和C++游戲開發(fā)人員的開發(fā)人員工具，能方便地開發(fā) GameFi 項目。
Cronos 最大的特點是受到Crypto.com 的直接支持：Cronos 生態(tài)系統(tǒng)資助計畫，這是一個透過引導初始產(chǎn)品開發(fā)和提供技術支援來支持 Cronos 的早期計畫；此外還有 Cronos Accelerator，一個針對有潛力的 dApp 開發(fā)者的計畫。
Celestia
Celestia 是數(shù)據(jù)可用性（Data Availability）賽道中脫穎而出的項目，它是一個模組化的網(wǎng)絡，專注于排序交易并驗證已發(fā)布的數(shù)據(jù)的可用性。
Celestia 使用一種名為數(shù)據(jù)可用性采樣（DAS） 的方法，不同的區(qū)塊段上隨機采樣多次，每次成功采樣都會提升數(shù)據(jù)可用性信心和區(qū)塊的有效性，而且這個方法還是可擴展的，隨著更多的輕節(jié)點加入網(wǎng)路來采樣數(shù)據(jù)，區(qū)塊大小會增加，從而允許更高的吞吐量。它在技術上的創(chuàng)新為它在 2022 年吸引了 5500 萬的融資。以太坊曾經(jīng)表示未來想專注在數(shù)據(jù)可用性與安全性，而與以太坊的 DA 層相比，Celestia 大幅降低了數(shù)據(jù)成本，因此被認為對以太坊產(chǎn)生了威脅。
Cosmos 的限制與未來走向
和 Polkadot 最重要的專案資產(chǎn)為穩(wěn)定幣（2.5 億美元的 USDC）類似，Cosmos 2022 年取得的成功也是由于 Terra 鏈生態(tài)的穩(wěn)定幣 UST 部署在 Cosmos 上，當時市值在穩(wěn)定幣生態(tài)中排行第四?？上攵?，2022 年 5 月 Terra 脫鉤的死亡螺旋給 Cosmos 帶來了嚴峻的考驗，帶動 ATOM 代幣大幅下跌。
Cosmos 生態(tài)系統(tǒng)后續(xù)開始在模組化上發(fā)力。目前其發(fā)展近況是，Cosmos Hub 的分叉網(wǎng)絡 AtomOne 將在 2024 年 2 月 27 日上線主網(wǎng)。這一事件的背景是去年 ATOM 代幣通脹率提案以微幅比例通過后，創(chuàng)始人 Jae Kwon 對結果表示不滿，憤而提出分叉。從這個事件可以觀察到 Cosmos 目前至少存在三大問題：
1.中心化問題：除了創(chuàng)始人能通過分叉來反制社區(qū)提案，監(jiān)控節(jié)點運營商的（比如 Chainflow 等個體驗證器運營商）和 LIDO 等權益池的中本聰系數(shù)顯示（截止文章撰寫時間），Cosmos 生態(tài)得分為 7，以太坊為 2，Solana 為 20，Polkadot 為 92，這個數(shù)據(jù)也可以反映出 Cosmos 生態(tài)系統(tǒng)是比較中心化的。
2.高通脹率和網(wǎng)路安全成本：最早在Blockworks Research 的研究中顯示，Cosmos 的$ATOM 代幣有著高通脹率，這不但意味著在代幣經(jīng)濟學上的不可持續(xù)性，也連帶影響了Cosmos 在網(wǎng)路安全上所支付的成本，促使團隊推出相關提案；
3.生態(tài)項目治理、代幣流動性都很分散：前者的例證是 Tendermint 的改名和分開，容易引起生態(tài)系統(tǒng)的混亂；后者則影響用戶體驗、進而影響 Cosmos 的采用。
Cosmos 生態(tài)的未來走向是什么？根據(jù) Cosmos Hub 負責人 Billy Rennekamp 在 AMA 中的分享，Cosmos Hub 即將推出的功能包括 Vega 升級、新模組 AuthZ 和 FeeGrant、以及更新的網(wǎng)路穩(wěn)定性和安全性。此外，還有IBS封包路由功能。 Gravity DEX 和 Emeris 標志著 Cosmos 生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展，但這也引起了一些關于生態(tài)系統(tǒng)可信度和平衡性的討論。鏈間安全和 ATOM 功能的實施將進一步提升 Cosmos Hub 的價值和安全性。另外，Cosmos 上的 NFT 和 IRISnet 專案也在進行，將為生態(tài)系統(tǒng)帶來更多應用和價值。這些升級和功能將改善用戶體驗，并有望促進 Cosmos 生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展和采用。
結論與未來展望
Layer 0 一詞最早期為人所知，是因為 Gavin Wood 的傳道和 Polkadot 平行鏈 Blog 中使用了這個詞匯。然而，在 Polkadot 2023 年的年終總結中，已經(jīng)不再把 Polkadot 和 Layer 0 相提并論。這可能是因為 Polkadot 和 Cosmos 在生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展中都遇到了相似的問題：
除了以太坊愿意將 Polkadot 整合進協(xié)議以外，其它 Layer 1 似乎不太可能這么做。同樣的，Cosmos 的網(wǎng)路安全性也被原生代幣 ATOM 保護著，大家最終還是希望累積 Layer 1 的代幣去實現(xiàn)更多鏈上交互。網(wǎng)路安全仰賴排序器的分配，如何重新定義這些角色（比如XAI 通過Sentry 節(jié)點來解決驗證誘因問題），以及跨鏈生態(tài)下，模塊化、可組合性的基礎設施該如何發(fā)展，這些都是2024 Layer 0 賽道會遇到的切實問題。如果 Polkadot 和 Cosmos 無法交付出讓社區(qū)滿意的解決方案，那么對應這些問題的路徑或許不會叫作 Layer 0，而會是別的名詞。
通用跨鏈協(xié)議的未來
還有一些其它項目也在跨鏈賽道中競爭。 Wormhole 是一個跨鏈協(xié)議，用于在區(qū)塊鏈之間的通用消息傳遞，它本身既不是區(qū)塊鏈也不是代幣橋（token bridge）。它提供一些工具用來打造跨鏈的交易所、實現(xiàn) NFT 治理或構建跨鏈游戲。
另一個類似跨鏈協(xié)議是采用超級輕節(jié)點（ULN）的 LayerZero，它和 Wormhole 的設計有些類似。LayerZero 的 CEO 認為，Wormhole 等系統(tǒng)的運作方式是讓控制元件位于「系統(tǒng)」中，只有被信任的管理者才能升級它們（需要13/19 的多簽）；而LayerZero 同樣用外部金鑰管理dApp 的參數(shù)，并依賴于金鑰管理者不會作惡。不同之處在于，Wormhole 的 dApp 沒有任何控制權，并且無法阻止「系統(tǒng)」強制升級，并更改底層的消息傳遞協(xié)議；而 LayerZero 讓每個 dApp 可以選擇一組無法更改的安全參數(shù)。這意味著 LayerZero 作為關鍵基礎設施是不可變的、開源的，永遠由用戶所有。
除了 Polkadot 發(fā)展的輕節(jié)點協(xié)議、Cosmos 的 IBC 跨鏈協(xié)議，未來這一賽道內還會有更多類似 Wormhole 和 LayerZero 這樣的通用跨鏈協(xié)議，提供更高效、更靈活和更安全的解決方案。
