为什么要了解以太币生态？因为籍此可以根据脉络追溯以太币的价值，也可以窥见其生态的脆弱地带，识别风险和危机的来源与形成逻辑。 $博时比特币(03008)$ $博时以太币(03009)$
几个重要的概念逻辑关系大致如下：
以太币虚拟机（EVM）是土壤，以太币主链是树干，Layer2链是众多树枝（或者独立的小树但根系和以太币主链相连），去中心化应用（包括DeFi）是树叶和果实，以太币（ETH）是养分贯穿整个生态体系。
本系列从四个层面入手：（1）基础层，（2）开发层，（3）应用层，（4）治理层，进行全面深入浅出的讲解。基础层请点击查看系列第一部：“以太币生态 具体是什么？（系列1/4）”，本章的主题是「开发层」如何运作？
区块的创建过程（核心）：以太币区块的区块创建和维护流程呈现出越来越复杂的趋势，这主要是为了维护去中心化性质、排除垄断和风险的要求。当前以太币采用的PoS机制来生成区块，没有挖矿概念和算力为王，是一种竞争更为平和且需多种角色合作的模式。能指定新区块打包内容的角色为提议者（Proposer），这是每隔12秒通过随机算法指定的节点。当然节点只有通过质押以太币才能参与被抽选。而没选中的节点则作为验证者，伺机校验提议者的新区块。同时以太币正在完善PBS机制，即是Proposer Builder Separation，创建者（Builder）真正进行交易的排序、写入、打包，然后将方案提交给提议者，后者选择心仪的方案（主要根据Builder给出的竞价）进行验证然后全网广播，其他验证者验证无误后被纳入新建区块。新的区块在被全网2/3以上的验证者同意后被Finalized确认。
交易的写入过程：任何拥有以太币帐户密钥对（外部帐户）都可以发起交易，内容需要包括指定接收地址、金额或合约调用数据、费用设置等，但需要自有的节点或者第三方节点广播到内存池。内存池里都是已被提交但尚未被处理的交易。区块创建者将根据费用优先原则筛选打包交易（同时也要考虑从交易排序中寻找套利机会也即MEV），而后执行相应状态树的变更和新区块打包，在被其他节点验证通过后正式完成交易。交易可能失败，但费用不被退还，否则可能出现恶意攻击。
合约的部署过程：开发者使用Solidity语言编写智能合约代码，而后代码编译为EVM字节码（让以太币可以读懂）。部署时，开发者发起一笔特殊交易，将字节码作为交易数据发送到以太币网络，目标地址设为零地址（0x0），表示创建新合约。区块创建者收到交易后，在EVM中执行字节码，生成合约的存储空间并分配一个唯一地址（如0x123...）。这一过程消耗大量Gas，因为涉及存储和计算，Gas费用由开发者支付。部署成功后，合约地址可被用户或DApp调用，执行预定义逻辑。
交易费用的计算逻辑：以太币采用基础费用（Base Fee）和优先费用（Priority Fee）的动态定价机制。基础费用由网络拥堵程度决定，自动调整以平衡交易需求；优先费用由用户设置，用于激励验证者优先打包交易。Gas费计算公式为：总费用 = (Base Fee + Priority Fee) × Gas Used。Gas Used取决于交易复杂度，例如，简单转账约耗21000 Gas，而复杂智能合约调用可能耗数十万Gas。用户通过钱包设置Gas Limit（最大Gas量）和优先费用，区块创建者根据优先费用排序交易。基础费被燃烧销毁，无人能够得到，但以太币的供应因此得到稳定。
Layer2如何建立运行：Layer2是一系列相对独立的区块链，一般以牺牲去中心化、不可篡改等属性来换取高效的性能，又通过众多验证机制来保持和主链的频繁互通，得以继承去中心化、可靠稳定的特征，达到安全与效率的平衡。以Arbitrum One这一条Layer2链为例，其建立主要涉及部署一个Optimistic Rollup系统。首先，开发者构建Layer2链的架构，包括内部执行环境、内部数据验证机制和与以太币主网的交互协议。Arbitrum One通过部署一组智能合约到以太币主网实现与Layer1的连接，这些合约管理资产跨链转移和交易结果验证。链下（也即是Layer2链内部），Arbitrum运行一个序列器（Sequencer），负责收集用户交易、执行计算（近似于以太币的区块链创建过程）并生成Rollup批次。批次数据压缩后提交到以太币主网。而后欺诈证明机制允许验证者在7天挑战期内检查Layer2链计算的正确性，若发现错误可回滚。
Layer2的分类：当前分为四大主要类别：Rollups、侧链、状态通道和Plasma。Rollups是主流方案，分为Optimistic Rollups和ZK-Rollups。Optimistic Rollups假设链下计算正确，通过欺诈证明确保安全性，适合通用DApp，属于事后验证；ZK-Rollups使用零知识证明验证交易，安全性更高但计算复杂，属于事前验证。侧链（如Polygon PoS）是独立区块链，通过桥接与以太币连接，速度快但安全性依赖自身共识，低于主网。状态通道（如Lightning Network）通过双方链下协议处理交易，仅在开启/关闭通道时上链，适合高频微交易。Plasma通过子链处理交易，定期提交根哈希到主网，但数据可用性问题限制了其通用性。Validium综合了zk技术可以实现及时确认，但交易数据存储在链下，主链只写入状态根，有中心化风险。
o 进一步看ZK rollups：链下进行复杂的计算和证明的生成，链上进行证明的校验并存储部分数据保证数据可用性。zkRollups数据可用性可以让任何人都能根据链上存储的交易数据，还原出帐户的全局状态，从而消除由于数据可用性带来的安全风险。
o Optimistic Rollups：需要上传到主链的数据较zk更多，将完整的交易列表压缩后进行提交。验证者随时能用这些链上数据重跑交易、构造欺诈证明。
Layer2优势的来源：（以Arbitrum One为例）Layer2链的优势在于大幅提升以太币的扩展性和用户体验，同时最大程度继承主网的安全性。（1）Layer2降低了Gas费用：Arbitrum One将交易处理移到链下，仅将压缩后的批次数据上链。（2）Layer2提高吞吐量：以太币主网的TPS约为14，而Arbitrum One通过批处理可达数千TPS，适合高频DApp。（3）Arbitrum One对EVM的高度兼容允许开发者直接迁移现有合约，无需大幅修改代码，降低了开发成本。（4）Layer2继承主网安全性：Arbitrum通过欺诈证明和主网合约确保链下结果可验证，任何错误可被纠正。
其实Layer2与主链的关系并没有那么割裂，也并不完全需要通过「获得-代价」的模型来看待。某种程度上讲：以太币主链本来就是收益远小于投入的（交易处理能力为收益，全球的维护参与度为投入），Layer2是在实现让投入产出更为匹配，而并非凭空创造大量的性能。
Layer2当前瓶颈：数据存储和链间互通
- 数据存储压力：自Dencun升级以来，blob空间已被两大L2消耗超过55%，当前增长率显示仅剩6个月就将饱和，导致主网数据存储成本急剧上升。
- 费用计算不稳定：Layer2的费用计算不稳定源于网络拥堵、Gas机制的动态调整，导致用户在高峰期面临费用波动和不可预测性。
- 确认速度有待提升：Layer2将交易移到链下处理以提升吞吐量，但最终性依赖主网共识：Optimistic方案需7天欺诈证明窗口，ZK方案虽更快但计算密集，平均确认时间仍为12-24秒甚至更长。 核心在于安全优先设计，防止链下错误计算，但这与Web2部分支付场景的毫秒级响应形成反差。
- 中心化风险：多数Layer2（如Arbitrum）的序列器由单一团队（如Offchain Labs）运行，负责交易排序和执行，虽然计划去中心化，但当前中心化导致潜在downtime和操纵可能。
- Layer2间壁垒高企：跨链壁垒高企是Layer2生态的最大缺陷之一，源于其各自的碎片化和桥接复杂性，导致资产转移和互操作成本高企，用户体验碎片化。逻辑上，L2虽扩展了以太币，但每个L2如独立孤岛：资产需通过桥接合约转移，流动性池分裂，开发者需在各链复制合约，造成 bugs 和努力浪费。 原因包括缺乏统一聚合层和标准化，桥接延迟与费用（如高峰期高于交易本身）进一步加剧。
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