模块化、水平扩展性及高速应用设计

感谢易文、乔安娜、安德里亚、克里斯、克里斯蒂安和迈克尔的反馈和审阅。

虽然 Solana L1 提供了高吞吐量和低延迟，但新兴的拥堵和特定用例需求推动了基于其基础层开发专门的执行环境或“网络扩展”(在本报告中统称为“Solana L2”)。Solana L2 旨在通过为高需求应用提供专用执行环境，避免给主链带来负担，从而保障 Solana 的未来采用。本质上，Solana L2 通过提供模块化的“即插即用”扩展，扩展了 Solana 的性能范围：它们利用 Solana 的核心优势(速度、并行执行)，同时根据具体需求定制区块时间和费用市场等参数。尽管这种方法标志着 Solana 从单片设计策略的转变，但它符合 Solana“增加带宽，降低延迟”的总体使命。

Solana L2 的设计决策

设计 Solana L2 涉及多个架构决策(例如，SVM 或无虚拟机执行、共址验证者、并行处理)，每种决策都带来不同的优势、权衡以及对特定用例的适用性。在这里，我重点介绍一些 Solana L2.展示了在各种用例中实施的设计广度。

将 SVM 与基础层分离：Solana 的“EVM 时刻”

Solana L2 的一个主要推动因素是将 SVM(Solana 的运行时)与核心验证者客户端解耦，这使得模块化程度可与以太坊的 L2 相媲美。此前，SVM 与验证者客户端紧密耦合，限制了创新，因为修改必须在整个系统的上下文中进行评估。现在，借助 Anza 的 SVM API，SVM 可以被定义为一个独立的执行层，类似于 EVM。

Anza 的 SVM API 核心是交易批处理器，它允许应用程序处理“净化”后的 Solana 交易批次。净化指的是预处理，确保交易遵循 Solana 的协议规则并优化执行。来源：Anza

这对于希望使用 SVM 执行区块但不需要验证者其他组件(共识、区块时间、网络等)的汇总方案非常有用。开发者现在可以在新的环境中重用 Solana 的快速执行引擎，而无需更改或引入对 Solana 主网的风险。他们可以广泛实验，例如定制区块时间、费用机制、状态管理、安全模型等。这为各种针对不同应用精细调校的 SVM 汇总方案打开了大门，可以结算到任何链上。实际上，SVM 的解耦解决了 Solana 缺乏丰富心态的问题，允许开发者进入 Solana 生态系统，构建他们想要的任何定制功能。

另一种选择是，Solana L2 可能采用无虚拟机的主权设计，完全消除仿真开销。在这种配置中，执行逻辑和结算是本地实现的，从而最大限度地减少延迟——这使其特别适合高频交易（HFT）应用——但代价是通用智能合约功能和广泛的第三方去中心化应用支持的缺失。总体而言，这种模块化——无论是通过 SVM 解耦还是无虚拟机设计——体现了 Solana 通过利用横向扩展性和全栈定制化来为其网络未来做好准备的战略。

围绕延迟进行优化

大多数 Solana L2 专注于超快速执行，旨在实现类似 Web2 的性能，通过点对点网络传输。许多采用流式模型，而不是等待下一个区块边界——消除了区块形成的开销，并且在交易创建和确认之间没有延迟。例如，Bullet 使用自定义排序器，单独确认每笔交易，实现实时软确认。

该设计已实现了低于 50 毫秒的端到端延迟，目标是低于 5 毫秒——比顶级中心化交易所（CEX）还要快。技术手段包括消除区块批处理延迟，运行一个能够立即处理交易的流式排序器，以及消除不必要的虚拟机开销。通过实现毫秒级的延迟，这类设计承诺提供与高性能网页应用相当的用户体验，这是专业交易和其他快节奏应用的必要条件。

组合性与性能之间的权衡取舍

为了达到这些速度，Solana 的二层解决方案（L2）通常会牺牲与主 Solana 生态系统的一些组合性。与支持所有去中心化应用（dapp）的通用二层不同，许多 Solana rollup 是针对特定应用的——它们将整个链专用于一个应用或用例，以性能换取广度。这种隔离意味着二层可以针对其应用的工作负载精确定制资源分配（计算、内存）和调度。缺点是流动性和用户分散：通过将应用从 L1 移动出去，二层失去了与 L1 dapp 的原子组合性（例如，无法在同一交易中从 L1 借贷协议借款并在二层去中心化交易所（DEX）执行交易；需要跨链桥接）。

因此，这一决策是一种谨慎的平衡——为某个应用专门分配区块空间和定制优化，还是选择 Solana L1 的可组合性和用户基础。开发者必须自问，原始性能提升是否足以证明打破可组合性是合理的。为此，团队正在探索混合解决方案：MagicBlock 的临时 rollup 启动与 L1 账户绑定的并行 SVM 实例，目标是在不完全拆分链的情况下实现约 1 毫秒的执行时间；而 Termina 的网络扩展平台则提供可定制的 SVM 实例，通过一种新颖的 zkSVM 实现，直接读写共享全局状态，无需桥接。这些混合模型表明，可以在本地实现超低延迟和定制执行，同时最大限度地减少与基础链的碎片化。

数据可用性（DA）解决方案

每个 rollup 都必须决定将其交易数据和排序信息存储在哪里，以便其他人能够重建其状态。Solana 的 L2 采用了多种数据可用性（DA）方法。一些使用 Solana L1 进行数据可用性，将 rollup 交易批次作为不透明的二进制数据发布在 Solana 交易中。Bullet 遵循这一模式，将 Zeta 的 L2 交易批次打包进 Solana，并通过单轮零知识欺诈证明（后续在可行时使用 zkVM）将这些交易的哈希（状态根）存储在链上。这确保了数据由 Solana 的 1000 多个验证者保障安全，但受限于 Solana 的交易大小限制（每笔交易约 1.2KB），且可能增加主链负载。话虽如此，随着 Firedancer 承诺将 Solana 当前数据吞吐量提升十倍，这可能不会成为问题。

其他项目在 SVM 环境中执行，并将数据可用性（DA）卸载到专门的 DA 层：Eclipse 选择 Celestia 作为其 DA 层，SOON 目前使用 EigenDA，之后将可配置为使用 Celestia 或 Avail。使用专门构建的 DA 网络可以避免阻塞 Solana，并受益于专门的 DA 扩展特性，如 Celestia 的数据可用性采样和 blobstream。这在构建基于非 Solana 结算层（如具有严格数据吞吐限制的以太坊）时，是一个有用的设计选择，使 Solana 开发者能够在非 Solana 生态系统中部署高性能的基于 SVM 的去中心化应用。然而，这确实在堆栈的每一层引入了额外的信任假设，因为系统的安全性和数据完整性现在依赖于 DA 提供者和结算网络两者。

各种数据可用性解决方案反映了 Solana 模块化方向的广泛性：SVM 的解耦使这些二层不仅可以使用 Solana L1 进行数据可用性，还可以使用 Celestia、EigenDA 或任何其他数据可用性协议，在信任最小化、成本和数据吞吐量之间实现权衡。

安全模型

许多早期的 Solana rollups 采用了如上所述的乐观包含加上有效性证明以应对挑战——这是在当前零知识证明成本和速度状态下可行的做法。这种混合方法意味着 L2 可以快速发布区块而无需对每个区块进行证明，但当发生恶意状态转换时，任何人都可以提交零知识证明来惩罚排序者并纠正状态。其好处是争议解决速度远快于传统的交互式证明，后者可能需要数天时间——Bullet 预计进入 rollup 的桥接时间在几秒内（取决于 Solana L1 所选的确认级别），而桥接出时间约为 12 小时（可根据风险容忍度调整）。最终，随着零知识证明成本变得更低且速度更快（例如通过 Aligned Layer、Succinct），这些 rollups 可以过渡到完全的 zk-rollup，每个 L2 区块都通过零知识证明进行验证，退出时间缩短到几分钟。

除了密码学证明外，Solana L2 还可以选择使用经济激励来保障安全。Solana L1 显著地从未启用过削减（不过这可能很快会改变），但 Solana L2 可以灵活地开启质押和对不当行为或审查的削减。例如，如果排序者未能在短时间内包含交易，可能会被削减，从而通过激励一致性来强制执行可信的中立性。总之，有效性证明和经济质押协同工作，以保障 Solana L2 的安全，长期目标是最小化信任假设并最大化抗审查能力。

特定应用程序与通用用途

大多数 Solana L2 项目定位为特定应用——针对某一应用或狭窄用例量身定制——而非承载众多第三方 dapp 的通用 L2。这与以太坊 L2（Base、Optimism、Arbitrum 等）形成对比，后者旨在成为通用平台。Solana L2 可能倾向于特定应用的 rollup，原因如下：

1、Solana L1 已经适用于大多数用例。因此，Solana 上通用 L2 的边际收益较小；但某些应用在定制 L2 上可以实现数量级的提升。

2、开发者需要定制化。特定应用链允许最大程度的定制——这是开发者所渴望的，也是某些用例所必需的。

在最大化定制方面，Termina 作为一个多功能的 SVM 汇总和网络扩展平台脱颖而出。Termina 并非单一的 L2，而是一个以 Solana 为中心的 SDK 和框架，用于构建高度可定制的 SVM 汇总和网络扩展——支持通用和特定应用的部署。开发者可以配置 Termina 以满足各种需求，结合使用其 SVM 引擎、zkSVM 模块和数据模块，单独或联合创建定制的执行环境。这种广泛的可配置性使 Termina 成为“SVM 链的 AWS”，能够快速实验和部署基于 SVM 的汇总或扩展，无论是与 Solana 紧密集成，还是作为独立的应用链运行。

另一方面，一些通用的 SVM 汇总方案不太注重原始性能的最大化，而更侧重于生态系统的扩展。以太坊上的 Eclipse 就是一个例子，它提供了一个基于以太坊的 L2，任何 SVM 程序都可以部署在上面。Eclipse 的通用性旨在吸引 Solana/Rust 开发者进入以太坊，同时避免 EVM 的性能限制。SOON 也是一个通用的 SVM 汇总方案，目前部署在以太坊上，但设计目标是扩展到任何 L1。总体来看，Solana 的 L2 生态正在演变成一个光谱：一端是主权应用链，提供专门化、性能极致的环境；另一端是通用的 SVM 汇总方案，优先考虑互操作性和生态系统扩展。

Solana L2 有什么用？

关于 Solana 是否需要 L2 层存在持续的争论，鉴于其垂直扩展路线图在大多数用例中减少了对 L2 的激励。虽然模块化提供了水平扩展和更多灵活性，但权衡包括牺牲 L1 的组合性、欺诈证明带来的复杂性增加以及 L2 升级多签名带来的安全风险。话虽如此，某些利基应用可能通过优先考虑专门的性能、模块化或合规性，而非与基础层的原子组合性，从而证明采用 L2 的合理性。

高频交易（HFT）

推动 Solana 二层开发的主要动力之一是其支持高频交易（HFT）和高级交易程序的能力。作为领先的 Solana 衍生品交易所，Zeta Markets 从零开始设计了 Bullet，旨在实现去中心化交易所（DEX）上的中心化交易所（CEX）般的速度。在 Solana 一层（L1）上，即使在理想条件下，订单下达也会产生约 400 毫秒的区块时间延迟用于初步处理，最终确认则需 1 到 3 秒。相比之下，像 Binance 这样的中心化交易所的延迟低于 10 毫秒——这一差距使得链上交易在做市商和高频交易者面前处于劣势。Bullet 的汇总架构旨在通过使用无虚拟机的流式排序器（与 Sovereign Labs 联合开发）并将验证者与用户地理位置共置，实现端到端低于 5 毫秒的延迟。重要的是，Bullet 使用 Solana 一层进行结算和安全保障：交易在二层即时执行，但最终交易以批量方式在 Solana 上结算。通过利用 Solana 高性能的基础层进行结算和数据可用性（DA），Bullet 能够为交易者提供媲美中心化交易所的体验，同时保持链上安全性和透明度。 专注于高频交易的二层网络市场机会巨大：如果 Bullet 成功，它可能会捕获大量交易量（Zeta 在 Solana 上的交易量已超过 120 亿美元）并扩展到承载其他快速交易应用。作为对比，Hyperliquid 实现了约 200 毫秒的端到端延迟，并在数月内达成了超过 270 亿美元的交易量，显示出超高速去中心化交易所的强大产品市场契合潜力。

其他相关项目：MagicBlock 上的 Flash Trade

游戏

Sonic 和 MagicBlock 正在利用 Solana L2 设计来满足现代游戏的需求。Sonic 是一个基于 Hypergrid 框架构建的游戏优化型 rollup，通过添加支持 SVM 的并行分片实现横向扩展。Hypergrid 中的每个“网格”旨在处理与 Solana L1 相当的吞吐量，多个网格可以并行运行以实现横向扩展。它是一个完整的 L2 解决方案，状态变更在 L2 上处理，并定期或按需结算到 L1。Sonic 专注于简化游戏开发者的工作：它提供专门的 API、常见游戏逻辑的智能合约模板，以及在 Solana 友好的开发环境中的调试工具。

相比之下，Magicblock 采用了一种新颖的方法，通过使用“短暂汇总”（一种可配置的专用 SVM 实例）来实现游戏的极低延迟。MagicBlock 的架构将裸金属验证节点地理位置靠近用户，并根据需要将游戏交易委托给运行速度极快且临时的执行环境——迷你汇总。Solana 主网程序锁定相关的游戏账户，并将其状态交给这些短暂汇总，这些汇总通过跳过常规共识和网络开销，可以在毫秒内处理操作。状态变更随后通过安全委员会的欺诈证明在 L1 上结算。重要的是，短暂汇总是可选的——只有在需要更快的交易处理时，才可以通过 Solana L1 上的智能合约调用。这种混合的 L1-L2 模型保持了完全的可组合性（短暂汇总与 Solana L1 之间的原子交易包是可能的）——当汇总未运行时，状态（例如游戏资产）仍然保存在 Solana 上。

DePIN：人工智能与数据完整性

DePIN——以及由此延伸的物联网——代表了一类应用，其数据处理的规模和复杂性远远超出任何单一状态机的能力，使其成为 L2 架构的天然候选。这在人工智能和大数据的背景下尤为明显，因为数据来源的可信度和可验证计算非常重要。Grass 是区块链在此领域应用的一个很好的例子：作为一个 DePIN 协议，它协调全球的日常设备网络，抓取网络数据用于 AI 训练，预计每分钟处理数千万次网络请求——这样的数据量会使包括 Solana 在内的任何 L1 区块链不堪重负。为了解决这一问题，Grass 设计了一个轻量级的“主权数据汇总”。

Grass 主权数据汇总模型。来源：Grass

Grass 不是将整个数据集放在链上，而是添加关于每个数据批次的元数据——来源、时间戳、处理步骤——然后 rollup 为这些批次生成简洁的来源和真实性证明。这些证明在 Solana L1 上结算，提供了不可篡改的审计轨迹，确保数据集来自正确的来源且未被篡改。

本质上，Grass 使用 L2 作为可验证的协处理器进行链下数据收集和处理，展示了 Solana L2 的独特模块化用例。它突显了 Solana L2 如何应用于服务 L1 无法实现的特定功能（例如，大规模数据批处理和证明；选择性隐私），并且是在非金融领域（AI 数据管道）。对于处理大量请求的其他 DePIN 协议，我们可能会看到其他此类数据验证 L2 的出现。

其他相关项目：Termina 的数据模块

机构使用案例

大型企业和机构通常需要隐私、合规性或保证吞吐量等功能，而公共区块链难以提供。Solana 对此的解决方案是 Solana 许可环境（SPEs）——直接构建在 Solana L1 上的隔离、专用运行环境。这意味着 SPEs 不是传统意义上的侧链或 L2，而是以封闭花园模式为机构提供的 Solana 技术的隔离实例。这使机构能够控制其验证者集合、链功能和燃气代币的使用。

Rimark 和 Iron（最近被 Moonpay 收购）是探索使用 SPE 扩展 Solana 以适应监管环境的早期案例。由于 SPE 构建在 L1 之上，它们可以保持与 Solana 主网的可组合性以实现价值转移，但可以通过 FHE（如 Iron 所做的）或身份控制等方式添加代币扩展和机密交易等层。SPE 可能是一个特定应用链，银行或金融科技公司在其上运行一个市场，利用 Solana 的性能，但只有白名单参与者可以进行交易——将合规性与 Solana 高性能的基础层结合起来。SPE 是一个引人注目的市场机会——它们仍处于早期阶段，但开始使 Solana 有能力捕捉可能不会在开放 L1 上发生的机构活动，潜在地带来新的收入类型和企业合作。随着监管明朗化，SPE 可能会满足巨大的需求（想象一下机构稳定网络或纳斯达克作为 SPE）。

人类因素

Solana 市值峰值超过 1200 亿美元的崛起，不仅源于市场动态和技术特性，还得益于其开发者和用户社区的承诺与凝聚力——正是背后的人们才真正带来了改变。早期贡献者——从协议架构师、验证者运营者到生态系统建设者——在塑造网络能力和韧性方面发挥了核心作用，尤其是在 FTX 崩盘等挑战时刻。简单地将一个项目标记为“Solana L2”并不能保证成功重现。真正重要的是理解其背后的因素——社区参与、有效治理和开发者支持。

Solana 的早期开发者及其合作者从一开始就优先考虑吞吐量和延迟的改进，优化网络参数和工具以消除瓶颈。因此，我们今天所知的 Solana 相比最初的实现已经大大成熟。采用类似实践方法的团队——快速原型设计功能、根据用户反馈反复迭代，并保持积极响应的社区对话——更有可能构建持久的产品，有效扩展 Solana 更广泛的生态系统。

该网络的初始动力通过面向消费者的应用得到了进一步增强，这些应用吸引了真实用户：顶级的 memecoin 赌场（Pump）、最佳加密钱包用户体验之一（Phantom）、高速交易机器人（Photon、BullX、Trojan、BONKBot）、用户友好的 DEX（Jupiter、Raydium）、专门的收益农场合约（Meteora 的 DLMM 池）以及各种推动 Solana 生态系统兴奋和探索的实验性 SocialFi 应用（Time.fun、Clout、Tribe）。每一次成功的发布都吸引了新的参与者，进而推动了更多的发展和实验——为其生态系统创造了良性循环。尽管其他链生态系统（主要是 Base）已经推出了竞争服务，并在 SocialFi 应用中展开竞争，Solana 在早期部署引人注目且用户准备就绪的体验方面的领先地位帮助其建立了品牌。任何寻求广泛采用的 Solana L2 都应同样专注于为真实用户提供切实的价值和无缝的用户体验，而不仅仅依赖性能宣称。

考虑到这一点，在评估 Solana L2 和应用链项目时，重要的是要问自己：

• 创始人是谁，他们是否也展现出持续的以产品和用户为导向的专注？
• 是否存在一个积极参与的开发者社区和致力于项目长期成功的用户群体？
• 该项目是否解决了超越短期炒作因素的明确需求？
• 他们是否在发布用户真正想使用的应用？

最终，持久的生态系统需要技术卓越、持续的社区投入和真实的用户采纳相结合。能够复制或扩展 Solana 文化优势的 Solana L2 最有可能取得成功。令人印象深刻的性能指标可以吸引短期关注，但正是人文因素在长期内维持和扩大区块链生态系统。

离别感言

在未来几年内，随着以太坊上的高性能 SVM 汇总和 Solana 原生的 L2 解决方案争夺用户，EVM 和 SVM 生态系统之间的心智份额竞争可能会更加均衡。这可能会削弱 EVM 的主导地位（约占开发者份额的 43%），因为 Solana 的技术在跨链间变得更加易于访问。事实上，Solana 在 2024 年成为新开发者增长最快的生态系统，这与 SVM API 的发布同时发生，并首次超过以太坊（约占开发者份额的 14%）。随着 Solana 技术在跨链间的可访问性提升，其低延迟性能特性（如并行处理）、强大的文化以及更专注的社区愿景，使得 SVM 成为 EVM 的有力替代方案。

模块化开启了许多新的市场机会。性能基准正在被打破——L2 上的延迟低于 10 毫秒，TPS 超过 10,000 已成为现实，这使得此前在 DeFi、DePIN、游戏及其他领域被认为不可能的 dapp 成为可能。实现这些成就的项目可能会获得超出预期的用户基础和收入。此外，随着多个 SVM 链和 SPE 的推出，互操作性协议（例如统一桥接、共享排序服务、rollups 即服务平台）将变得重要，正如我们在以太坊生态系统中所见。

由前 Jump Crypto（Firedancer）团队成员开发的新 SVM 兼容 L1，如 Fogo 和 Unto，也进入了公众视野。这些平台将模块化愿景扩展到不仅仅是 L2 应用，而是多个从新的 Firedancer 客户端分叉的 SVM 兼容 L1。这个新兴趋势突显了 SVM（及 Firedancer）技术栈的模块化和可移植性：它不仅可以用于 L2 和应用链，还可以作为新 L1 的基础。

虽然它们在基础层直接竞争，但基于 SVM 的 L1 可以说通过兼容性、互动性和共享的开发者基础相互支持——这与基于 EVM 的 L1 类似。在有 TVL 和交易量的地方，开发者会跟随并根据需要学习新技能。这种交叉影响在数据中表现得很明显：现在每三个开发者中就有一个在多个链上工作（2015 年不到 10%），而多链部署最集中的地方是兼容虚拟机的链，无论它们是 L2 还是 L1。

数据来源：Electric Capital 2024 开发者报告

总体而言，EVM 兼容链的开发者占比逐年上升。截至去年，EVM 兼容链（包括 L2 和 L1）的平均开发者占比为 51.9%，而非 EVM 兼容链为 12.2%。我们可能会看到 SVM 兼容链的开发者占比也有类似的增长，基于 SVM 的 L2（和 L1）开发者也在显著地为 Solana L1 做出贡献。

从长远来看，我们可以设想一个模块化、多链的“Solana 宇宙”，其基础层处理可能成千上万个 SVM 应用链的全局状态，这些应用链针对特定用例量身定制。通过专注于应用链而非通用的 rollup，Solana 能够打造竞争优势——为 Solana 的 L2 提供比以太坊 L2 生态更强的差异化和护城河，同时减少对 Solana L1 的寄生价值抽取，因为 Solana L1 仍将对大多数用例保持高性能。此外，主权应用链、推动机构采用的 SPE 以及兼容 SVM 的 L1 的结合，无疑将通过多样化用例、增加利益相关者、提升关注度和开发者活跃度，放大 Solana 的网络效应。

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