引言
近年来，随着以太坊网络的高速发展，链上事务的激增导致网络超负荷，链上交易变得缓慢且昂贵。2020年Defi 盛夏的兴起和去年NFT 狂潮的来袭进一步加剧了以太坊网络的拥堵程度，严重限制了以太坊链上生态的大规模发展。基于此，以太坊扩容问题一直备受市场关注，由于侧链、状态通道、Plasma 等二层扩容方案均无法满足市场需求，Rollup 扩容技术应运而生并成为当下市场热度最高的二层扩容方案。
去年是以太坊二层基础设施蓬勃发展的一年，随着兼容EVM 的Aribitrum、Optimism 等扩容方案的落地，Layer 2 相关协议的资金锁仓量激增，以Arbitrum 为例，自5月下旬上线主网以来，协议资金锁仓量激增，曾一度接近30亿美元，目前稳定在26亿美元附近。据L2 BETA 数据显示，Arbitrum 协议资金锁仓量占Layer 2 细分赛道项目总资金锁仓量的比例达到45.2%，基本上占据了半壁江山，处于细分赛道的龙头地位。Metis 作为Layer 2 赛道的后起之秀，对标同一赛道的标杆项目Arbitrum，纵观整个Layer 2 赛道的同类项目，其技术特性、竞争的优劣势及发展前景如何，是本文探讨的重点。
Metis 二层扩容解决方案
Metis 是由Elena Sinelnikova、Kevin Liu 和Yuan Su 于2018年共同创办的Layer 2 扩容、通用基础设施类项目，Metis 先后完成100万美元的天使和种子轮融资，300万美元的A 轮融资，投资机构包括欧易OKEx 旗下的Block Dream Fund、Genblock Capital、Cryptomeria Capital等。Metis 二层扩容协议的核心是基于Optimistic Rollup 思想构建，对Optimistic Rollup 进行硬分叉，重新定义和构建了Metis 虚拟机（MVM），通过部署在二层上的ComCo 管理架构进行数据层的管理和复杂运算，旨在提供一套全新的高扩展性、低成本的二层扩容解决方案。
Metis 技术架构
基于Optimistic Rollup 的技术逻辑，Metis 在其技术架构上做了以下几点创新：
1.多个MVM 共同运行提高可扩展性和去中心化程度
目前大多数采用Optimistic Rollup 技术的二层扩容方案均采用单一虚拟机（Arbitrum 采用AVM，Optimism 采用OVM）运行所有与以太坊兼容的DAPPs，并从单一序列器中直接复制一个中心化的结构，依靠验证机制阻止参与者的作恶行为。此方案带来的问题是中心化风险，过度的中心化导致处理交易的时间过长，如Arbitrum 和Optimism 资金从二层提取至一层均需一周左右的窗口挑战期，严重影响了资金使用效率。Metis 采用多虚拟机并行的机制，单一MVM 与去中心自治公司（DAC）一一对应，同时MVM 将计算模块与存储模块分开，通过横向扩展解决了可扩展性问题。数据Rollup 的操作并不是由单一序列器实现，而是由随机选取的序列器组成的序列池来完成状态根的Rollup 和提交，从而缩短欺诈证明周期。
MVM 采用通证激励机制实现协议的完全去中心化，即算力提供者被随机分配到不同的DAC 中，根据产出的区块获得相应的奖励，在一定程度上阻止恶意算力提供者实施针对性的攻击。
2.IPFS 数据储存层提高数据的安全性
为了实现机密数据的隐私性，MVM 将存储数据分为两部分，常规数据部分存储在MVM 中，涉及DAC 相关的隐私数据会被打包、加密存储在IPFS 中。IPFS 中的数据不被打包上传至主网，但存储数据的句柄会被保存在智能合约并打包上传至主网以供验证。IPFS 的访问需要通过IPFS 解析器访问，每个DAC 的IPFS 解析器都使用独一无二的密钥，其他DAC 无权访问机密数据，从而提高了数据的安全性。
3.Ranger 验证机制进一步缩短了欺诈证明周期
采用Optimistic Rollup 技术的二层扩容协议均需面临一周左右较长的欺诈证明周期，Metis 验证机制引入一个新的验证者角色Ranger，进一步缩减欺诈证明周期。Ranger 部署在二层并组成一个特殊的DAC，通过激励机制推动Ranger 收集交易的状态根进行检验。
另外，Metis 提出来动态保证金阈值DBT ，即序列器质押的MT代币（Metis Token）数量需达到DAC 的阈值要求，才能参加DAC 的序列工作，DBT 机制的目的是阻止恶意序列器作恶 。DBT 的数值会根据MT 代币的存取情况进行动态调整，如果动态调整后的序列池中的序列器均无法满足DBT 的要求，相关序列工作将被阻止，直到找到满足条件的序列器。
4.微服务架构连通链上链下生态
服务商只需要在MVM 生态中注册微服务供应商身份，就能以软件开发工具包（SDK）的形式服务于所有DAC，支持的服务包括Oracle、传送、法律服务等。为了降低传统服务供应商参与区块链生态的门槛，系统为服务供应商分配SDK，让其能便捷地与二层生态的智能合约交互。
5.Polis 中间件平台简化开发者智能合约的部署
Metis Polis 集成了许多开发者用于创建智能合约的中间件服务，开发者能够通过Polis 轻松地部署和管理智能合约。Polis 的推出一方面能吸引缺乏区块链开发经验的传统项目在Metis 二层部署智能合约，另一方面能够简化部署于以太坊主网的相关应用向Metis 二层的迁移。
总体而言，Metis 通过序列池、去中心化自治公司、IPFS 数据储存层、Ranger验证者、微服务提供商 和Polis 中间件等多种创新性的组成构件，提供一套资本高效、去中心化程度更高的二层扩容解决方案。
Metis 发展现状及近期发展规划
自2021年11月19日Metis 上线Andromeda 主网以来，不到两个月时间，协议资金锁仓量已达到2.8亿美元。Metis 主网上线同步开启协议原生代币METIS 质押挖矿，METIS 代币锁仓量占协议总锁仓量的比例为70.8%，协议非原生代币资金锁仓量为8200万美元（ETH占比6.33%、Stablecoins 占比22.87%）。
目前部署在Metis 二层的生态应用包括NetSwap、Tethys Finance和 Standard Protocol。Netswap 是部署在Metis 二层上的首个原生去中心化交易所（DEX），此DEX 应用目前只在Metis Andromeda 网络上运行。Netswap 的运行原理与Uniswap 一样采用自动做市商（AMM）模式，不同之处在于其搭建在Metis 二层网络，拥有交易费用低廉、交易速度快速的优势。除了提供代币交易功能外，NetSwap 支持杠杆交易、流动性挖矿和Launchpad（暂未上线）等功能。NetSwap 上线接近一个月时间，协议资金锁仓量趋于稳定，目前TVL 为9000万美元左右，前期主要通过质押挖矿激励机制吸引资金入驻，NetSwap 仍需推出更多的应用场景吸引增量资金。
Tethys Finance 跟NetSwap 类似，也是部署在Metis 二层的原生DEX 应用，是该网络资金锁仓量增长最快的Defi 应用。Tethys Finance 改进了UI 界面，将钱包资产的分布情况进行了可视化，用户能够更高效地进行资产管理。目前，Tethys 官方的DAC 是Metis 生态中加入成员最多的。截止至1月4日，Tethys Finance 协议资金锁仓量为1474万美元。
Standard Protocol 是首个基于波卡生态系统的混合式抵押弹性供应稳定币协议，2020年11月29日上线Metis Andromeda 主网，是首个上线Metis 二层网络的Defi 应用，用户可以通过Standard 协议进行代币交易和流动性挖矿，目前协议在Metis 主网的资金锁仓量为138万美元。
跨链方面，除了Metis 原生跨链桥Metis Bridge 之外，Metis 支持的跨链桥包括Poly Network、Celer、BoringDao 和Relay Chain，支持8种网络部分代币的跨链，支持的网络除Ethereum 外，还包括BSC、Avalanche、Gnosis、Fantom、Harmony、Arbitrum 和Optimism。除了Metis Bridge 外，其他跨链桥的跨链费用、跨链时间显著降低，资金从二层提现到主网实现分钟级别的速度（Celer：资金提现主网时间5-20分钟；跨链费用约为10美元）。Metis 解决了采用Optimistic Rollup 技术相关扩容方案最棘手的欺诈证明周期过长的问题，在资金效率上建立起长期的护城河。
Metis 近期发布了今年一季度的发展规划，主要包括以下三个方面：（1）Metis 于2021年12月31日结束了为期3个月的主题为开发、迁移以太坊Dapp 的黑客松竞赛，Metis 官方宣布未来几周Metis Andromeda 主网将迎来大规模的Dapps 部署，上线的项目将包括链游、NFT、Defi 、稳定币等各个板块；（2）推出可扩展性更强的数据储存层，二层网络上的转账费用将显著降低到美分级别；（3）Metis 二层原生DEX 项目NetSwap 即将上线收益农场，并将在1月末推出Launchpad，METIS 和 NETT 代币持有者能优先参与IDO。
Layer 2 扩容赛道竞争格局
2019年是公链大爆发的元年，一年的沉寂后，2021年高性能公链迎来了二次爆发，链上生态的井喷式涌现带来了一片欣欣向荣的景象。究其原因，除了崛起公链背后大资本的推动，社区的生态激励政策等因素推动外，以太坊网络生态爆发造成链上交易的过度拥堵也成高性能公链爆发的催化剂。让我们把时光拉回到2020年的Defi 盛夏，众多Defi 项目，如Uniswap、Compound、Curve 等如雨后春笋般出现在以太坊网络，汲取养分逐渐成为细分赛道的头部项目，同时为以太坊带来巨大的流量。去年的NFT 热潮，部署在以太坊主网的NFT 交易平台OpenSea 交易量的激增进一步加剧了以太坊网络的拥堵程度，减缓以太坊的拥堵，优化Defi、NFT 项目的生存土壤迫在眉睫。
在区块链“不可能三角”，即可扩展性、去中心化和安全性不可兼得的前提下，在以太坊2.0 落地之前，以太坊主网的拥堵问题是不可调和的，由此产生了两条解决问题的途径：一是寻求其他高可扩展性的公链部署相关的Dapps，以牺牲一定的去中心或安全性为代价；二是进行以太坊二层扩容，构建Layer 2侧链将复杂运算转移到链下，验证在链上，此方案拥有以太坊主网级别的安全性。
Rollup 作为目前炙手可热的以太坊二层扩容方案备受市场青睐，多个采用Rollup 技术的扩容项目在去年相继落地并吸引了大规模的生态入驻。Rollup 技术又可细分为Optimistic Rollup 和ZK Rollup，两种细分扩容技术各有其优缺点。Optimistic Rollup 技术拥有EVM 兼容性，能与以太坊上的应用兼容，但资金从二层提现到以太坊主网需要一周左右的窗口挑战期，安全性不如ZK Rollup；ZK Rollup 采用零知识证明技术，安全性高且资金提现无需窗口挑战期，但不能兼容EVM。目前采用ZK Rollup 技术的通用类二层扩容方案包括ZKsync、 Starkex 等，采用Optimistic Rollup 技术的通用类二层扩容方案包括Arbitrum、Optimism、Metis等。
聚焦于采用Optimistic Rollup 技术的通用类项目，Arbitrum 以26.9亿美元的TVL 居整个Layer 2细分赛道的龙头位置；Boba 次之，协议锁仓量4.87亿美元；Optimism 以4.77亿美元的资金锁仓量居第三位；Metis 排在第四位，协议资金锁仓量为2.82亿美元。Arbitrum、Optimism 目前均未发币，Boba 和Metis 已发币，去除原生代币的锁仓量，Boba 协议非原生代币资金锁仓量为2.4亿美元，Metis 协议非原生代币资金锁仓量为8200万美元，资金锁仓量与细分赛道龙头的差距明显。Metis 协议资金锁仓量相对于Arbitrum 呈现数量级的差距，究其原因主要概括为以下3点：
（1）Arbitrum 项目落地时间较早，主网在去年9月1日上线，具有一定的先发优势，Metis 主网上线较晚，目前距离主网上线只有两个月左右的时间；
（2）Arbitrum 前期获得众多明星风投机构累计超过1.5亿美元的融资，吸引了一批头部Defi 生态的入驻，如Curve、SushiSwap、Balancer、Uniswap等，反观Metis，目前仍未有头部的Defi 生态部署；
（3）由第二点引申出的原因，头部项目入驻Arbitrum 为其带来巨大的热度和流量，从而吸引众多Dapps 在Arbitrum 二层网络部署。
Metis 做为二层扩容细分赛道的后起之秀，在Optimistic Rollup 技术的基础上做了诸多创新，迅速建立起自己的护城河，Metis 的竞争优势主要体现在以下几个方面：
（1）在二层网络基础设施中集成了去中心化自治公司（DAC）架构，每个部署在二层网络的Dapps 由利益相关方组成DAC，从而实现去中心化的治理，DAC 通过最核心的组成部分乐观治理（Optimistic Governance）和信誉力（Reputation Power）在利益相关方之间建立信任并展开合作；
（2）通过创新性地提出和引入序列池、Ranger 验证者等优化验证机制，极大地缩短了欺诈证明周期，二层资金提现期从一周左右缩短至分钟级别；
（3）数据储蓄层的创新提高了二层网络的可扩展性，交易费用显著降低，单笔交易费用由美元降至美分级别。
Defi 盛夏从爆发到落幕，NFT 热潮随着热度消退逐渐降温，Web3.0 从出圈到回归，板块之间的轮动此消彼长未曾停歇。有些项目热度不再会消失再区块链发展的滚滚浪潮中，而有些项目爆发后的沉寂迎来二次爆发，在项目不断去陈出新、更新迭代的进程中，区块链的底层基础设施一直在不断地完善，不断与生态应用磨合、兼容，成为支撑链上生态这栋摩天大楼的牢固地基。随着未来多链互联互通的发展，链上生态的竞相繁荣，底层设施完善、性能更高的链将迎来更大规模的生态爆发，资金锁仓量会实现更大量级的提升。Metis 目前的资金锁仓量还太低，占整个Defi 生态的比例只是凤毛麟角。Arbitrum、Optimism 与头部Defi 项目的合作为后续发展奠定了坚实的基础，ZKsync、Startex 等采用零知识证明的项目加速研制兼容EVM 的虚拟机蓄势待发，Metis 面对着激烈的竞争格局。
今年Web 3.0 的叙事引人入胜，链上将会涌现出越来越多的生态应用。二层扩容细分赛道的竞争才刚刚开始，Metis 能否后来居上，让我们拭目以待。