Layer 2 DAO - MetisDAO 研究报告

前言

自从成熟的 DeFi 项目（如Uniswap）吸引大量资本入场后，DeFi 生态繁荣，以太坊网络拥堵问题日趋严重，虽然 2020 年 12 月 1 日以太坊信标链启动，但距离真正实现以太坊 2.0 仍有较长的路要走。短期内，对以太坊扩容的市场需求激增，二层扩容方案 Rollup 也被 Vitalik 钦点，成为最被市场看好的扩容方案。

1. Layer 2

1.1 Layer 2 解决方案

在区块链生态系统中，一般存在两种扩容方式。

· Layer 1：使区块链本身拥有更高的交易能力 - 把区块变得更大（每个区块包含更多交易）。但这种方案的挑战是：更大的区块更难验证，而且可能会加剧中心化程度。为了避免这种风险，开发人员可以提高（区块链）客户端软件的效率，或者使用分片等技术，允许将验证交易的工作“分割”后分配给不同的节点；这就是ETH2.0 正在做的事情。

· Layer 2：改变用户与区块链的交互方式。用户不是直接将所有交易活动放在区块链进行（链上），而是在“Layer 2”协议中执行大部分活动（链下）。（这种方式要求）链上存在一个智能合约，执行两个关键任务：处理资产的流入（Deposits）和流出（Withdrawals）合约，以及验证链下发生的一切交易活动都符合提前设定的规则。验证链下交易的方式有很多，但它们都有一个共同的特性：链下验证相较于链上验证要“便宜”很多。

Layer 2 提供的最本质的服务就是链接应用和 Layer 1。Layer 2 作为其中间层，让复杂的 DeFi 应用可以通过 Layer 2 层的计算和存储，最终交易状态与 Layer 1底层主链的智能合约交互，保证了去中心化程度。

因此 Layer 2 最核心的市场需求有两个方面：第一是对底层公链网络的需求；第二是市场是否对 DeFi 应用有需求。从应用开发者的角度考虑，Layer 2 需要从两方面解决其开发成本，第一是降低网络使用成本，因为 Layer 2 网络的运营也是需要缴纳费用作为激励的，如果 layer 2 的网络使用成本超过原主链成本，将不会有项目使用。第二是降低开发难度，特别是目前以太坊网络的 Layer 1 层已经有大量成熟的应用在运转，若 Layer 2 需要开发者重新使用新环境开发，也会对 Layer 2 吸引项目形成阻碍。

2. 市场进展

“ 截止至 2021 年第一季度结束，以太坊 Layer 2 扩容生态进展迅速。

Layer 2 市场在 2021 年 3 月末已有较为重要的进展。其技术方案大致可以分为：状态通道、侧链、Plasma 还有 Rollup 等。

采用 zk-Rollup 的 Matters Lab 计划 5 月推出 2.0 公开测试网；Hermez Network 主网已正式上线；以太坊隐私技术解决方案 Aztec 正式在以太坊主网上线 2.0 版本，目前已启用针对 ETH 的隐私 Rollup 服务。另外，Aztec 即将推出 Aztec 2.1+ 版本 ，将在未来几周引入 WBTC、BAT、AAVE、DAI 之类的新资产到 Rollup。

在采用 Optimistic-Rollup 的项目中，Offchain Labs 将放弃专利，Arbitrum 也已经发布了第四个测试网版本 ，该版本也将作为主网的候选版本；但预计3月主网上线的 Optimism 延期至7月，并有 Synthetix 和 Uniswap V3 等明星项目。使用 Plasma 框架的 Polygon（原名 Matic Network）也获得了 Aave 的青睐。

Optimistic-Rollup 的硬分叉项目 MetisDAO 也于 3 月完成 100 万美元的天使和种子轮融资，并于 4 月 28日进行了 NFT 空投活动。

基于状态通道（State Channel）技术的 Celer Network 已将其 DeFi 扩容解决方案 Layer2.finance 测试网部署到 Ropsten （一个以太坊的测试网）上，同时还推出了测试竞赛。

在 Rollup 间的转账应用 Hop Protocol 正在进行审计，预计 4 月份上线主网。届时将支持 Optimism、xDai、Polygon 和 Arbitrum 等 layer 2 方案；而另一个跨 Rollup 转账应用， Connext （基于状态通道）推出了 xDai-Polygon Bridge 的测试版，允许用户将 xDai 和 Polygon 上的 Dai 互相转换。

3. 项目介绍

Metis 是一个 Layer 2 扩容协议，采用了目前社区热度比较高的 Rollup 中的 Optimistic Rollup。并且 Metis 在基础的设计之上加入了 DAO 治理、Ranger、存储层等模块。Metis 还提出了去中心化自治公司（DAC）的商业概念。

3.1 Rollup - 现阶段更好用的 Layer 2 解决方案

Rollup 一般有两种方案，分别是 Optimistic Rollup 和 ZK-Rollup。

Optimistic Rollups，使用欺诈证明（Fraud Proofs）：Rollup 合约追踪状态根的所有历史和每批打包交易的哈希摘要。如果任何人发现了某一批打包的交易中存在问题，并且导致了错误的状态根，那么用户就可以通过向链上提交证明的方式将其揭露出来。Rollup 合约将验证证明，如果确定则会回滚该批次的交易以及该批次之后的所有交易。（事后验证，如果出错则回滚修改）

使用 OR 技术的典型项目：Arbitrum、Optimistic Ethereum

ZK Rollups，使用有效性证明（Validity Proofs）：每个批处理的交易都包含一个称为 ZK-SNARK 的加密证明（如，使用 PLONK 协议生产），用于证明状态根是执行新打包交易的正确结果。无论计算量有多大，这种方式都可以非常快速地在链上验证。（事前验证，保证记录的信息都是对的）

使用 zk Rollup 的典型项目有：zkSync（Matter Labs）、StarkWare

Rollup 大部分都支持以太坊虚拟机（EVM），因此对于开发者，可以较为简单地将已部署在以太坊网络中的协议迁移至这些不同的 Rollup 中。以太坊创始人 Vitalik 认为，EVM 生态大是优势，有很多合约和代码，因此对于较为复杂的 DeFi 工具，或者现有的以太坊应用，使用虚拟机会大幅降低其开发成本。同时，Rollup 方案在安全性上比新公链或者侧链更有优势，因为其和以太坊网络联系更为紧密，依赖性更强。

对于用户，zkRollup 由于不需要有挑战期，其在提款时就无需等待像是 Optimistic Rollup 一样的 7 天，用户体验上会更好。但针对这个提款时间长的问题，项目方一般会提供一个间接方案：即用 LP 资金池的形式帮助用户承担这7天的等待时间，用户找 LP 就可以及时提款。

当然不同的 Rollup 方案有各自的优劣势。如 Optimistic 中从 Layer 2 取款回到 Layer 1 需要等待的时间较长；ZK-Rollup 中需要的计算量较大等等问题。Metis 采用了 Optimistic 的方案，并通过增加 Ranger 的方式来尝试解决取款时间较长的问题。同时采用了计算层和存储成分离的方式来为 Layer 2 提供数据服务，但实际上对于 Layer 1 的数据可获得性的问题没有解决的细节。

3.2 Metis Optimistic Rollup

Metis 的系统结构，来源：Metis 白皮书

Sequencer 负责 Layer 2 和 Layer 1 的对接（通过 Layer 1 的 Rollup 合约）；存储层为 Metis 虚拟机（MVMs）提供数据服务；MVMs 执行具体的 Layer 2 逻辑；Rangers 负责随机对数据的正确性，在 Layer 2 进行核查（试图解决 Layer1 对 Layer2 的数据正确性认可，并且实现快速从 Layer2 提取资产）。

3.3 Ranger

Optimistic Rollup 的机制决定了 Layer 1 会默认/假设 Layer 2 上传到 Rollup 合约的交易是可信的。除非受到了任意人的挑战，并且把相关错误的交易证据找到，Layer 1 才会对之前默认可信的交易进行处理核验，使得这些交易在 Layer 1 达到共识。

若在一定时间内上传到 Rollup 合约（也就是 Layer 1）中的交易没有得到调整，则逐渐交易将会被确定，慢慢达到概率上的交易最终性（Finality）。在目前的 Optimistic Rollup 中，这个接受挑战的时间一般为 1-2周，因而这也导致了在 Layer 2 中提币（或者说把 Layer 2 中的资金汇出）的操作需要等到 1-2 周等待期。除上文提及的 LP 作为解决方案，Metis 设计出了一种更为直接的办法。

3.4 更加可信的“乐观”Rollup

Metis 针对这个问题，在 Layer 2 中加入了 Ranger 的角色。Ranger 的任务本身就是在 Layer 2 中对交易进行本地验证。本质上其实 Metis 想要解决的问题是加快交易最终性的确认，缩短从 Layer 2 提取资产需要等待的时间。

“乐观”的 Rollup 假设上传到 Layer1 的交易可靠，但是为了“确保”交易没问题，还需要等待很长时间。Metis 的设计隐含的意思在仅仅假设“乐观”，假设交易没有问题不够。因而增加了 Ranger 的角色，除了假设外，还增加了验证的成分在。因而理论上，在 Metis 中上传到 Layer 1 的交易更加可信，因而能够在一定程度上减少从 Layer 2 提取资产需要等待的时间。

在机制上 Metis 能够实现其目标，但具体的 Ranger 配置，以及实际能够减少的资产提取时间长短尚不可知。在实际应用层面，可能需要大量的测试，具体涉及到的参数众多。如 Ranger 的数量，去中心化程度，随机审查交易的频率，Layer 2 交易的类型以及涉及金额大小都会对最终交易达到概率上最终性产生影响。

值得注意的是，不管是原始的 Optimistic Rollup 还是 Metis 改进的 Rollup，对于 Layer 2 中的交易确认都是概率上的达到最终性。概率的大小与交易经历的时间关系最大（本质上是 Block time），因而如果要确保交易没问题，时间等待越长概率越大。

TokenInsight 对三种不同方案的 Rollup 进行了简单对比，由于 Metis 是在 Optimistic Rollup 上进行了改进，因此具有相似的技术特色，最大的区别即 Ranger 和 IPFS 的引入。

三种 Rollup 对比，来源：Metis, TokenInsight

4. DAO 基础设施

“ 与目前较为成熟的 DAO 基础设施协议 Aragon 和MolochDAO 对比，MetisDAO 处于发展早期，着重于“个人中心制”的理念

作为去中心化自治组织（DAO）协议，MetisDAO 的定位为支持去中心化企业运营和协作的基础设施，为去中心化管理提供使用工具。目前同样作为 DAO 基础设施的较为成熟的项目主要有 Aragon 和 MolochDAO。

Aragon 定位于广义上的赋能全球化社区的协议，实际应用主要有去中心化社区的资金使用、链上治理等；MolochDAO 最初定位主要是为以太坊上的项目提供资金资助，后衍生为更加广义的去中心化社区赋能，提供可用的 DAO 治理组件和框架，V2 版本的操作平台为 DAOHaus 协议。

对比之下，MetisDAO 的定位针对的是 Web3.0经济中个人商业活动体，为每个参与其中的个体用户提供信用机制和身份认证等基础设施，每个持有 MetisDAO 身份的用户均可以参与到不同的去中心组织（在 MetisDAO 的框架下，此种 DAO 中的组织形态为去中心化自治公司 DAC）。其模式的理念更多是以个人为核心而非每个 DAC，每个 DAC 以完成任务为核心而创立，DAC 的意义也是为完成目标任务而形成的协作模式，若任务完成则 DAC 不在有存在意义，DAC 解散。

4.1 产品进程

在以上几个 DAO 基础设施协议中，Aragon 产品形态成熟，已有许多应用并已发行通证。MolochDAO 则落地了包括黑客松项目资助基金 MetaCartel 和去中心化雇佣协议 Raid Guild 等在内的多个 DAO，同时其操作平台 DAOHaus 也已正式上线并在3月发行了通证。MetisDAO 发展进程相对较慢，但其测试网已上线 Metis Prologue 界面正在测试。根据项目方透露，已有部分 DeFi 和 NFT 类项目有望在其Layer 2 上进行构建。

Aragon、MolochDAO、MetisDAO 产品总览，来源：Aragon，MolochDAO，MetisDAO，TokenInsight

相比之下，MetisDAO 的理念偏向实现个体用户的价值。在“个体至上” 的原则下，DAO 或 DAC 等组织应为辅助个体用户完成任务的协作工具，而非以组织本身为核心。这点与其他 DAO 的模式略有不同，通过四个基本模块：治理、信用、用户标签、资产管理来实现对个人用户的链上身份形象构建，每个人在 MetisDAO 的虚拟世界里依靠声誉等属性来体现个人价值。

MetisDAO 中单个用户构成，来源：Metis DAO白皮书

· 乐观治理 Optimistic Governance：类似于握手协议，每个用户在协作前需要质押一定的保证金作为担保品，建立元协作的合约，乐观协议负责验证运算结果；

· 信誉度：基于质押量和协作记录；

· 属性：用户特征、专业等标签；

· NFT ：作为记录用户属性、协作历史的元件，在协作时，作为质押物使用；

· 钱包：储存MetisDAO中协作而奖励的代币。

MetisDAO 协作示例，来源：MetisDAO，TokenInsight

双方用户需要先将自己的 NFT 和保证金质押到一个元质押合约，作为担保品构建初始协作框架。接着，双方或多方用户可以调用 MetisDAO 提供的链上工具包，来完成协作任务。目前除测试版 Prologue 外暂无其他工具包，根据白皮书的描述，未来工具包中将包含开源和社区策划工具，如任务管理、知识管理、活动管理、金融、会计、聊天室、 论坛等 。

如果其中出现作恶者，即有一方未能如约完成任务，另一方即可发起仲裁，元质押合约将暂时被锁定，届时会根据仲裁结果，作恶方将被扣除保证金，同时声誉值也会相应减少，更新在 NFT 中。

总体而言，MetisDAO 使用了一种更类似于“赏金猎人”的协作工作模式，并且使用自己开发的 Metis Rollup Layer 2 基础设施，可以方便其他的 DAO 或 DeFi 应用进行协作。这样做丰富了 DAO 的使用场景，使其不仅限于提案和投票，但挑战在于是否能应对复杂的商业任务。鉴于目前 Metis DAO 的产品未正式上线，对多方且复杂的商业场景的应用落地将是考核其产品竞争力的关键。

4.2 完成高效生产活动的 DAO

MetisDAO 对 DAO 的理解不仅限于“自治社区”这么简单，其认为 DAO 本质上不应该为了链上投票而存在，DAO 的模型可以完成更多复杂协作方式，下文简要阐述了 Metis 对 DAO 协作模式的新理念。

目前市场 DAO 的产品所能实现的大多局限于治理投票，而管理模块有所欠缺，如最基本的社交聊天，维基，开源社区管理，任务分发等模式。CryptoChicks 联合创始人 Elena 在参与区块链社群建设和管理时就发现了这个问题，于是开始寻找解决方案，如何才能在缺乏信任的去中心化环境中实现有效的多成员协作？

DAC 模式因此而生。其相当于创立了一种新型的组织结构，方便每个参与个体在其结构上建立信任、确定协作关系。同时有独立的 Layer2 底层架构，理论上可以实现很多复杂协作。

正如前文所述，Layer 2 链接两端，一端是开发者，一端是使用者。DAC 的参与者即是开发人员，又是使用者。通过去中心化的协作方式，在 DAC 的支持下，开发人员可以完成 DApps 等复杂应用的开发、管理、运营，每个开发者都可以贡献自己独有的资源和技巧，按照其贡献程度换取相应奖励。奖励机制越公平，市场也就越完善，也会吸引更多参与者进入生态，这就是其良性运转的基本逻辑。

但这也是对项目的很大挑战，在生态较少的早期阶段，并没有足够的市场和流动性保证其激励机制的公允，那么项目是否会设定额外的有效激励方案（如 4 月举行的 NFT 空投活动等），来促进优质的资源在其基础上进行建设，将会是其发展的关键挑战。

4.3 应用和生态

Aragon 和 MolochDAO 均已搭建有较为成熟的应用生态。MetisDAO 则尚处于测试网阶段，尚未有实际的落地应用。各协议基本情况如下表所示：

基本信息和生态建设对比，来源：Aragon，MolochDAO，MetisDAO，TokenInsight

同时，在统计的 102 个较为主流、参与人数和涉及资金较多的 DAO 组织中，采用 Aragon 和 MolochDAO 的分别占53.9%和27.5%。毫无疑问，二者目前为 DAO 基础设施中的领先协议，占据大部分的市场。而 MetisDAO 作为尚未上线主网的协议，社区关注度尚可，测试网活跃度较好。

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