五分钟读懂 Immutable X 设计架构：如何选择二层方案释放亿级 NFT 市场潜能

Immutable X 上线前夕，其首席技术官详细介绍项目的设计理念，及对 NFT 领域未来发展扮演的作用。

撰文：Alex Connolly ，Immutable X CTO
翻译：Leo Young

链闻曾经在 2020 年 11 月介绍了卡牌游戏 Gods Unchained 背后的开发公司计划推出的以太坊二层网络 NFT 交易平台 Immutable X。这是一个基于 StarkWare 的 ZK Rollup 技术开发的高性能 NFT 交易平台。目前，Immutable X 已经上线临近。上线后，预计会让以太坊 NFT 有能力承载主流规模化应用。

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在 Immutable X 上线前夕，其首席技术官刚刚撰写一篇文章，详解了 Immutable X 的设计理念，及其对 NFT 领域未来发展扮演的作用：

我们希望解决以太坊 NFT 生态中面临的主要问题：

• 可扩展性（每秒 3 至 5 笔交易）
• 用户体验（交易需要几分钟才能确认）
• 成本（NFT 交易费用目前高达 30 美元以上）
• 流动性（多数 NFT 根本没有交易量）
• 开发者体验（NFT 项目多在解决技术难题，忽视项目自身改善）
• 环境影响（主流接受的障碍）

目前解决这些问题的唯一方式就是牺牲资产协议的安全性、牺牲去中心化性，切换到安全性较低的区块链获侧链上（这些也都是以太坊的竞争对手，而非扩展方案）。Immutable 不认为有必要在这些方面取舍，而且 Immutable 做到了。

无论何时在 Immutable X 铸造获交易 NFT，你的手续费都是零，利用零知识证明技术，所有交易验证直接达到以太坊主链安全级别 — 以太坊上首个 NFT 二层网络应用。用户可通过一个称为「Volition」的系统，在 Validium 和 ZK Rollup 间选择，让 NFT 应用实现承载数十亿级别交易，而同时着一些又都在以太坊上。

我们来详细了解具体设计方案。

扩展性技术选择

开发 Immutable X 伊始对我们来说最关键的决策就是底层扩展性解决方案的选择。这里我要说一说做出这一关键决策的思想历程。

我们没想过要迁移到其他区块链，或迁移到侧链，因为以太坊的网络效应已经成型，并在不断增长。我们关心真正的去中心化，我们花费这么多时间投入到区块链技术，要是还得依靠某个数据库的东西，纯粹浪费时间。我们支持以太坊，我们相信：

Immutable X 扩展性 = Ethereum 以太坊扩展性 = NFT 扩展性

Matic 这类侧链 L1 选项已经实现一定扩展性。走了捷径，然而是以牺牲资产安全性或去中心化为代价。我们希望建造真正的 L2，能继承以太坊 L1 安全性的 L2，正如 Vitalik 所言：

L2 仅依靠主链即可具备同级别安全保证。也即是，你要是有币在 L2。只要主链安全，那你就可以放心将币转到主链。即使 L2 受到 51% 攻击，也无法阻止你切换。使用侧链的话，就不是这样了。L2 发生 51% 攻击，就能从侧链偷走你的代币。

L2 与侧链之迥异

Rollups

排除侧链后，我们就着手研究增长巨大的 Rollup 生态系统。我们在决策时就考虑 Optimistic 和零知识证明这两种类型。

Optimistic Rollup 很适合只处理 ETH/ERC-20 这类依赖可组合性的同质化资产应用，但对 NFT 却应用有限。

首先，Optimistic Rollup 需要一到两周的提款时间。处理同质化资产时，这方面有可能会提高，使用快速提款，但对于 NFT 这类特别的资产，快速提款无法带来流动性。Optimistic rollup 对激励欺诈举报需要提供大量推理，而且欺诈证明模型也有 诸多缺陷。

我们就缩小关注范围到基于零知识证明的解决方案 (rollups/validium)。由于使用有效性证明， ZK Rollup 支持即时提款。正如 Vitalik 所言：「中长期而言， 所有使用案例中，ZK Rollup 终将胜出」。

目前 ZK Rollup 的缺点（不支持通用计算）对 NFT 生态的影响微乎其微。未来随着 CAIRO 这类优秀的项目发展，这一问题有望得以解决。

为何选择 STARKs

我们之所以选 STARK，而没有选择 SNARK 或其他系统，是因为 STARK 无需密语形式 ( secret ceremony) 即可设置，可以达到抗链子计算机级别安全性，使用简单的加密算法。

相比其他证明系统，STARK 受到攻击的可能性更低。我们与优秀的团队 StarkWare 紧密合作，他们不断超越，证明技术的可行性。

最后，选择在 STARK 有效性证明之上构建，尤其便捷。无需牺牲用户安全性，即可解决 NFT 领域面临的现实问题。这是我们认可的唯一解决方案，终会不断完善，走向成功。

让用户有所选

接下来的关键决策就是，部署哪种零知识证明系统。是具备隐私、高扩展性、增加数据可用性要求的 Validium，还是不具备数据可用性要求，但能刺激规模应用成本低单笔交易的 Rollup？

数据可用性是 Rollup 的重要概念，因为在失败案例中（恶意或不作为 Rollup 运营者），用户必须从资产提交 Merkle 路径到根数据。Validium 零知识证明中，只要数据始终对有需要的客户端「可用」，就能持续保证安全性。ZK Rollup 数据的缺点是，引入批量交易间资金库更新线性成本。尽管相对一层网络交易的 10 万 gas，每次资金库更新仅需约 1000 gas。

即便 gas 成本降低百倍，ZK Rollup 的数据使用仍旧有限。每次资金库更新 1000 gas，铸造七百万个 NFT （例如 Gods Unchained 创世）就会消耗约 70 亿 gas。Gas 费 200 gwei 的情况下，这就要花费 1400 ETH （约 250 万美元），也就是每个资产消耗 30 美分。

我们的分析显示，这一成本对于考虑在内以太坊铸造 NFT 的开发者（主要游戏工作室）来说不可持续。要是《堡垒之夜》在以太坊上部署，那就有可能一年铸造几十亿 NFT。我们一定要保证节约成本，同时不牺牲底层安全性。我们考虑采用单次铸造收费，但又很快意识到，这又有违我们的总体目标，也就是让开发者忽略铸造成本，注重设计最佳的应用。

幸运的是，能与 StarkWare 团队合作，开发出让用户得到最高数据可用性，同时完全满足主流市场可扩展性的系统 Volition （「意志」）。这就可以让用户自己选择是使用 Validium 还是 ZK Rollup。

未来保证数据可用性，我们成立「数据可用性委员会」。这是由行业内知名团队组成，对每批交易签名，表明数据已从根数据更新处理（通过智能合约执行）。这与侧链验证者或区块处理者非常不同，只要数据委员诚实，数据便会持续可用，无需共识算法处理。另外，由于我们的系统无需隐私，我们会将数据定期发布到 IPFS。

Volition 模型

另外，即便有这些保护，仅 Validium 零知识证明也不是 Immutable X 的长期目标。

Immutable X 上线为扩展 Volition 预留空间。使用 Volition 模型，用户可以选择特定资产发布到 Validium 还是 ZK Rollup。我们会看到出现 NFT 高频交易公司使用 Validium 零知识证明实现全局扩展。

无论哪种方式，重要的信息是：二层网络上的资产安全级别始终保持与以太坊一层网络一致，而且我们支持用户自由选择。透明和可选择性是去中心化的主要要素。

Immutable X 交互

在确定 Immutable X 何时界面时，我们选择从客户需求开始反向思考。目前在以太坊开发的多数 NFT 开发者都要花费大量时间学习 Solidity，学习区块链开发和部署，学习如何与以太坊实例和节点交互。Immutable X 额目标就是要让开发者专注于为用户构建好用的产品，而无需学习全新的开发模式和工具包。

我们选择大家所熟悉的格式：REST API。应用可以存取用户余额、铸造资产或请求用户签署交易，所有都仅通过 REST API 完成。此 API 将支持基础 NFT、ERC20 和 ETH 所有基础功能。未来，我们将允许应用扩展特定 NFT 逻辑，包括全部智能合约逻辑，同时保留 REST API 操作界面。

当然，此设计意味着客户端要依赖 Immutable API 的运行稳定性。这就类似于目前以太坊多数应用都依赖于 Infura 和 Alchemy 这类节点服务运营商。只是节点可以使用多个服务运营商，或自己部署保证不依靠单个运营商。最终我们会实现同样的多元化，包括区块浏览工具和操作界面，多 个 API 运营商都可部署。

Immutable X 何时上线

2021 年三月我们在快马加鞭，Immutable X 内测版预计会在本月对 Gods Unchained 开放上线，对其他游戏合作商和市场随后开放。

来源链接：www.immutable.com

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