交易基础设施概览：如何打造「去中心化币安」？

在本篇报告中，我们将从币安出发，探究为何币安能够成为 Crypto 行业中心化交易所的领头羊。探讨了随着技术的更新迭代，通过去中心化订单簿交易所实现「去中心化币安」成为可能。并通过详细介绍 StarkEx、zkLink、StarkNet、zkSync、Arbitrum 以及 Cosmos，从用户体验、安全性、性能和成本上深入分析它们的情况并进行对比，引导读者深入了解这些基础设施。

下面是报告中的部分要点：

为什么需要「去中心化币安」？

币安 Binance 是现今区块链领域中交易量最大的 Crypto 交易所，拥有超过 1.2 亿注册用户。它作为中心化交易所的龙头，拥有丰富的资产种类和充足的流动性。其交易体验和交易性能也遥遥领先于其他竞争者。

然而，在区块链行业，中心化就是「原罪」。作为中心化交易所，币安在资产安全、业务透明性以及监管上都存在一定风险。这加剧了人们对它的担忧，他们开始渴望创造一种结合了 CEX 用户体验和 DEX 自我托管优势的 Crypto 交易所 —— 即建立一个完全去中心化的币安。

通往「去中心化币安」的道路

在构建去中心化币安的过程中，人们做出过许多尝试。

• 去中心化交易所的先驱是 Uniswap。它最早部署在以太坊上，采用 AMM 机制使用恒定价格公式以及流动性池进行交易。但种机制存在资本效率低下、滑点、无常损失等问题。这意味着在实现去中心化的同时，它不得不牺牲一部分流动性和交易体验。
• 在 AMM 的初次尝试后，众多高性能的 Layer1 开始浮现。它们在交易性能上带来的提升，使订单簿机制 DEX 成为了可能。但 Layer1 在提升性能的同时也牺牲了以太坊的安全性和成熟生态。同时它们也无法支撑像币安这种庞大用户体量的交易。
• 随着技术的不断进步，以太坊扩容方案 Layer2 应运而生。它们帮助去中心化交易所进一步提升交易速度并降低交易费用。这些 Layer2 作为以太坊的扩容方案保留了以太坊的安全性，并继承了它的成熟生态。但通用 Layer2 网络在高频交易方面存在一些限制。它们在以太坊以外的区块链之间缺乏无缝互操作性。
• 最近，新一代的应用专用型、以交易为中心的订单簿基础设施解决方案进入了加密市场。每一种解决方案都可以通过提供高性能且安全的交易环境来改善用户的交易体验。它们在 Layer1 和 Layer2 的基础上进一步进行了创新，并为构建「去中心化币安」开辟了可能性。

交易基础设施概览

在分析构建「去中心化币安」的基础设施时，我们考虑了四个影响交易的主要因素：

• 用户体验
• 安全性
• 性能
• 成本

我们围绕以上 4 个维度并结合去中心化订单簿交易协议的实例，对目前最热的几个基础设施进行了分析。

StarkEx

StarkEx 是专为特定应用程序服务的交易基础设施。它基于 StarkWare 开发的 STARK 零知识证明技术，作为以太坊主网的 Layer2 扩容引擎运行，专为独立应用程序提供特定的 ZK-Rollup 服务。StarkEx 于 2020 年正式在以太坊主网上推出。其服务目前被许多知名的去中心化衍生品交易协议（如 dYdX v3、immutableX 和 ApeX）使用。

zkLink

zkLink 是一个以交易为中心、基于 ZK-Rollup 技术的多链中间件。它的最大特点在于其可以连接多条 Layer1 和 Layer2 区块链，聚合不同生态上的流动性，从而使不同链上原生 DeFi 资产的交易、组合成为可能。它通过「ZK-Rollup + 预言机网络」的机制，实现了多链功能以及对经典 ZK-Rollup 的扩展。

StarkNet

StarkNet，由 StarkWare 开发，是基于 ZK-Rollup 的通用型 Layer2 扩容解决方案。StarkNet 支持任意智能合约的部署，开发者可以在上面创建不同种类的去中心化应用程序，且应用之间可相互组合。它使用基于 STARK 技术的 Rollup 来执行交易，拥有较高的可扩展性和较低的交易成本。

zkSync

zkSync 是一系列基于 ZK-Rollup 的通用型 Layer2 以太坊扩容协议，主要有 2 款产品：zkSync 1.0（后更名为 zkSync Lite）和 zkSync 2.0（后更名 zkSync Era）。zkSync Lite 使用 SNARK 证明程序，但并不兼容 EVM。即不支持智能合约，只支持进行转账等基础交易。而 zkSync Era 则在 zkSync Lite 的基础上实现了 EVM 兼容。

Arbitrum

Arbitrum 是一套基于 Optimistic-Rollup 的以太坊 Layer2 扩容解决方案，目前包含两个产品：Arbitrum One（通用）和 Arbitrum Nova（游戏 / 社交应用专属）。其中，Arbitrum One 是 Arbitrum 的主要产品，大部分 DeFi 应用都在集中在 Arbitrum One 上。

Cosmos

Cosmos 是一个基于 Tendermint 共识机制、拥有网状结构的 Layer1 区块链集合网络。其网络中的每条区块链都是一个独立的、功能齐全的 PoS 区块链。链之间可以通过 IBC 协议实现跨链通信，同时共享安全性和流动性。同时，Cosmos 还提供自定义区块链开发工具包 – Cosmos SDK，允许开发者使用其中的现有模块进行满足不同需求的区块链开发，拥有高度的自由度。

基础设施对比

应用特定型 ZK-Rollup

应用特定类型 ZK-Rollup 基础设施，StarkEx 和 zkLlink 在技术可用性方面具有明显的优势。且由于使用 ZK 技术，与 Cosmos 网络和 Optimistic 解决方案相比，它们在交易安全性上也具有一定优势。然而，特定于应用程序的基础设施可能在功能开发上会受到较大限制。对比来看，StarkEx 的应用目前都部署在以太坊上，基础安全性要更优。而 zkLlink 则支持原生多链，交易资产与流动性来源更为丰富。

通用型 ZK-Rollup

通用类型 ZK-Rollup 基础设施的代表是 Starknet 和 zkSync。它们都支持图灵完备的编程语言，因此在功能开发上灵活度较高，都可以实现订单簿应用的部署。但作为通用 Layer2, 会存在许多应用程序同时运行的情况。因此，以太坊目前面临的昂贵 Gas 费、上链拥堵等问题，Starknet 和 zkSync 在未来同样无法避免。

Optimistic Rollup

Optimistic Rollup 基础设施的代表，Arbitrum 的优势在于功能开发的灵活度和与以太坊的兼容性。它与以太坊高度兼容, 支持 Solidity 语言，因此对开发者的友好度高，便于功能开发。与 ZK-Rollup 基础设施相比，Arbitrum 由于省去了昂贵的零知识证明计算费用，在成本上有一些优势；但与 ZK-Rollup 相比，它在交易最终确定时间方面落后。且从安全性上看，它比具有多链功能的 ZK-Rollup 基础设施略逊一筹。

Cosmos Layer-1

Cosmos 作为一个技术成熟的 Layer1 基础设施，在交易性能和成本上的优势较大。它的 Tendermint 共识可以为订单簿应用提供更快的交易确认速度。同时，它的另外两个核心技术，Cosmos SDK 和 IBC 协议，对提升用户交易体验有着较大帮助。但从去中心化程度和安全性上来看，Cosmos 的表现较为一般。且由于整个 Cosmos 生态相对于以太坊仍处于早期，在资产品类和流动性等影响交易体验的关键指标上有一定的劣势。