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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。
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。
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。
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。
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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