什麼是 Base 及其如何擴展以太坊？

理解以太坊的擴展性挑戰

以太坊作為開創性的智慧合約平台，透過實現去中心化應用程式 (dApps)，徹底改變了區塊鏈領域。然而，其成功也暴露了固有的限制，主要集中在擴展性方面。確保以太坊安全性和去中心化的設計選擇（例如在單一的全域鏈上處理每筆交易），在網路需求高時會導致瓶頸。這種情況通常被稱為「區塊鏈三難困境」(blockchain trilemma)，即區塊鏈必須在三個理想屬性中至少權衡一個：安全性、去中心化或擴展性。以太坊優先考慮前兩者，從而帶來了擴展性的挑戰。

由擴展性挑戰引起的主要問題包括：

• 高昂的 Gas 費用：當網路擁堵時，用戶必須支付更高的交易手續費 (Gas) 以激勵礦工（現在是驗證者）優先處理其交易。這使得許多人與 dApps 的互動變得極其昂貴。
• 交易速度緩慢：由於區塊空間和處理能力有限，交易可能需要大量時間才能獲得確認，導致用戶體驗不佳。
• 吞吐量受限：與傳統支付系統相比，以太坊主網每秒僅能處理相對較少數量的交易 (TPS)，這阻礙了其支援 dApps 大規模主流採用的能力。

為了在不損害以太坊核心原則的前提下克服這些障礙，區塊鏈社群在「第二層」(Layer 2, L2) 擴展解決方案上投入了大量資源。這些 L2 運行在以太坊主網（第一層，Layer 1）之上，在減輕交易處理負擔的同時，仍利用 L1 來確保安全性和最終性。Base 就是這樣一個關鍵的 L2 解決方案，旨在正面解決這些挑戰。

介紹 Base：Coinbase 的 Layer 2 解決方案

Base 是一個以太坊 Layer 2 (L2) 區塊鏈，由全球最大且受監管最嚴格的加密貨幣交易所之一 Coinbase 所孵化。Base 被定位為一個安全、低成本且對開發者友好的平台，其主要目標是透過大幅提高擴展性並降低以太坊網路的交易費用，來顯著擴大去中心化應用程式 (dApps) 的存取權限。它的推出標誌著 Coinbase 為了促進廣大加密生態系統內更多創新與採用而採取的戰略行動。

Base 背後的願景是多方面的：

• 賦能開發者：為開發者提供一個開源、易於存取且安全的環境，讓他們能夠在不受高昂 Gas 費或緩慢交易時間限制的情況下，建構下一代 dApps。
• 導入新用戶：透過提供在速度和成本上可與傳統網路服務媲美的體驗，促進數百萬新用戶無縫進入去中心化世界。
• 貢獻生態系統：積極參與以太坊的「以 Rollup 為中心的路線圖」，進一步實現讓區塊鏈技術無處不在且高效運行的共同目標。

藉由利用 Coinbase 強大的資源和用戶群，Base 旨在彌合現有中心化加密經濟與蓬勃發展的去中心化未來之間的鴻溝，使 dApps 對更廣泛的受眾更具實用性和吸引力。它代表了邁向實現區塊鏈技術支撐各種日常應用（超越小眾用途）未來的重要一步。

Base 的運作原理：樂觀卷積 (Optimistic Rollups) 與 OP Stack 的力量

Base 透過採用一種稱為 樂觀卷積 (Optimistic Rollups) 的 L2 擴展技術來實現其擴展目標。這項技術在以太坊主鏈 (Layer 1) 之外處理交易，但將它們捆綁在一起，並將這些批次的壓縮摘要傳回 L1。「樂觀」的部分是指預設假設所有在鏈下處理的交易都是有效的。這種方法大幅減少了以太坊主網需要處理的數據量，從而降低了費用並提高了吞吐量。

Base 技術架構的核心是其建立在 OP Stack 之上的基礎。OP Stack 是由 Optimism（另一個著名的以太坊樂觀卷積項目）開發的標準化、開源開發堆疊。它為建構 L2 區塊鏈提供了一個模組化且強大的框架。

Base 依賴樂觀卷積和 OP Stack 的關鍵面向：

• 鏈下執行：大多數交易計算和狀態更改發生在 Base 網路而非直接在以太坊上。這減輕了以太坊主網的負擔。
• 批次處理交易：Base 將數百甚至數千筆交易聚合為一個批次。然後，該批次被壓縮並作為單一交易提交給以太坊主網。這顯著地將 L1 Gas 費用分攤到眾多用戶身上。
• 數據可用性：雖然執行發生在鏈下，但原始交易數據仍會發布到以太坊主網。這確保了任何人都可以重建 Base 的狀態並驗證其完整性，維護了以太坊的安全保障。
• 欺詐證明 / 挑戰期：由於 Base 樂觀地假設交易是有效的，因此存在一種挑戰欺詐活動的機制。這就是「挑戰期」。如果檢測到欺詐交易並被證明不正確，則欺詐性的狀態更新會被撤銷，負責方（排序器）會受到懲罰。
• EVM 相容性：Base 基於 OP Stack 構建，保持與以太坊虛擬機 (EVM) 的完全相容性。這意味著開發者可以使用熟悉的工具、語言（如 Solidity）和智慧合約模式輕鬆遷移現有的 dApps 或建構新的應用，顯著降低了進入門檻。
• 模組化架構：OP Stack 的模組化特性允許 Base 自訂特定組件，同時繼承來自廣大 Optimism 生態系統的核心功能和安全升級。這在願景中的 L2「超級鏈」(Superchain) 內促進了互操作性和長期永續性。

透過將樂觀卷積的高效與 OP Stack 強大的開源框架相結合，Base 為擴展以太坊並將 dApps 帶向全球受眾提供了一個強大且安全的環境。

Base 上樂觀卷積的運作機制

要完全掌握 Base 如何擴展以太坊，了解其樂觀卷積實現的詳細機制至關重要。這涉及一系列操作，確保交易在鏈下高效處理，同時保持來自以太坊的強大安全性保障。

Base 上的交易流程

1. 用戶發起交易：用戶與部署在 Base 上的 dApp 互動，發起交易（例如：交換代幣、鑄造 NFT、調用智慧合約功能）。
2. 交易發送至排序器：該交易被發送到稱為「排序器」(Sequencer) 的專用實體。排序器負責在 Base 上排列交易、執行交易並在 L2 上創建新區塊。
3. 即時預確認：排序器為用戶提供即時的「預確認」，表明交易已收到並可能包含在下一個批次中。與等待 L1 確認相比，這提供了更快速的用戶體驗。
4. 批次處理與壓縮：排序器將大量交易收集到一個大批次中。然後，它在 Base L2 鏈上執行這些交易，更新 L2 狀態，並壓縮與這些交易及產生的狀態更改相關的數據。
5. 發布至以太坊 L1：壓縮後的交易批次及其相應的狀態根（代表處理批次後 L2 狀態的加密哈希值）隨後作為單一交易提交給以太坊主網上的智慧合約。這個過程有效地將 Base 鏈的狀態錨定到以太坊。
6. 數據可用性：至關重要的是，不僅是狀態根，批次內所有交易的壓縮「輸入數據」也會發布到以太坊。這確保了即使排序器試圖隱瞞資訊，任何人也可以重建 L2 狀態並驗證排序器的計算。

挑戰期與欺詐證明的角色

這些卷積的「樂觀」性質意味著排序器提交的狀態根被「假設」是正確的。與 ZK-rollups 不同，並非每筆交易都會在 L1 上立即發布有效性的加密證明。相反，有一個指定的窗口期，通常約為七天，稱為 挑戰期。

• 觀察者與驗證者：在此挑戰期內，網路中的任何參與者都可以擔任「觀察者」或「驗證者」。如果觀察者檢測到排序器發布了無效的狀態轉換（即聲稱了一個不可能從發布的交易中產生的狀態），他們可以向 L1 智慧合約提交 欺詐證明 (Fraud Proof)。
• 欺詐證明裁決：欺詐證明涉及使用公開可用的交易數據，在以太坊主網上重新執行有爭議的交易。如果欺詐證明成功，意味著排序器確實提交了錯誤的狀態，則無效的狀態根會被撤銷，排序器將受到懲罰（例如：扣除其保證金）。
• 安全性保障：這種機制確保了即使惡意排序器企圖作惡，觀察者的開放參與和挑戰無效狀態的能力最終也能保障 Base 鏈的完整性，這一切都仰賴於以太坊強大的安全性。

提款流程

挑戰期的一個重要影響是從 Base 將資產提回以太坊 L1 的過程。為了確保提款不會基於欺詐性的 L2 狀態，任何從 Base 到以太坊 L1 的提款通常都會面臨等同於挑戰期的延遲（例如：七天）。這為任何潛在的欺詐證明在資產於 L1 釋放前提供了充足的提交和處理時間。然而，從 L1 充值到 Base 通常要快得多，通常只需要 L1 交易確認即可。

透過將鏈下處理、鏈上數據可用性和強大的欺詐證明機制進行精密結構化，Base 在繼承以太坊主網無與倫比的安全性的同時，實現了高吞吐量和低成本。

Base 的關鍵功能與優勢

Base 以一套功能特色脫穎而出，貢獻於其擴展以太坊並推動 dApps 主流採用的總體目標。其設計選擇旨在增強用戶體驗、促進開發者創新，並確保在更廣泛的區塊鏈生態系統中的長期永續性。

對於用戶：

• 顯著降低交易成本：透過將數千筆交易批次壓縮為單一 L1 交易，Base 極大地降低了用戶的平均每筆交易成本。這使得從代幣交換到遊戲的 dApp 互動變得更加負擔得起且易於接觸。
• 提升交易速度與近乎即時的確定性：雖然 L1 的最終確定性仍需挑戰期，但 Base 上的交易會收到來自排序器的近乎即時的預確認。這為用戶提供了更流暢的體驗，感覺更像傳統網路應用程式，而非緩慢的區塊鏈互動。
• 熟悉的用戶體驗：作為相容 EVM 的鏈，Base 支援現有的以太坊錢包（如 MetaMask）和 dApp 介面。用戶可以像使用以太坊一樣與 Base 互動，最大限度地縮短學習曲線。
• 透過 Coinbase 直接存取：得益於 Coinbase 的孵化，Base 有潛力與 Coinbase 龐大的用戶群和產品進行無縫整合，可能提供直接到 L2 的簡易法幣入金與出金，簡化新加密用戶的進入路徑。

對於開發者：

• 完全的 EVM 相容性：Base 完全相容於以太坊虛擬機。這意味著開發者可以使用現有的 Solidity 代碼、開發工具（Truffle, Hardhat, Ethers.js, Web3.js）和智慧合約基礎設施，使從以太坊 L1 或其他 EVM 鏈的遷移變得簡單直接。
• 強大且安全的基礎 (OP Stack)：基於經過實戰測試的 OP Stack 構建，意味著開發者受益於安全、維護良好且持續改進的代碼庫。這減輕了維護核心基礎設施的負擔，讓開發者能專注於應用邏輯。
• 開源與協作環境：Base 旨在保持開源，營造協作開發環境。這鼓勵社群貢獻並確保透明度。
• 接觸龐大的用戶群：由 Coinbase 孵化使 Base 有潛力吸引大量用戶和顯著的流動性，為開發者的 dApps 蓬勃發展提供肥沃土壤。

對於以太坊生態系統：

• 貢獻於以太坊的擴展性：Base 直接貢獻於以太坊的「以 Rollup 為中心的路線圖」，在使網路能夠處理全球規模交易方面發揮關鍵作用。
• 繼承以太坊安全性：Base 的安全性直接源自以太坊 L1。所有交易數據都發布到 L1，且欺詐證明在 L1 上執行，確保 Base 無法在不被以太坊強大安全機制檢測和撤銷的情況下任意更改其狀態。
• 超級鏈願景內的互操作性：作為 OP Stack 生態系統的一部分，Base 是構想中「超級鏈」的一個組件——這是一個由可互操作的 L2 組成的網路，共享安全性、通訊和共同的開發者體驗。這促進了更統一且具擴展性的區塊鏈格局。
• 透過漸進式發展實現去中心化：雖然 Base 最初可能採用中心化排序器（這在新的樂觀卷積中很常見），但長期路線圖通常涉及逐步將此角色去中心化，與區塊鏈技術的廣泛精神保持一致。

這些功能共同將 Base 定位為一個強大且具戰略意義的 Layer 2 解決方案，有望顯著影響去中心化應用程式對現有加密愛好者和新手的易用性與效用。

Base 在以太坊生態系統中的地位

Base 在更廣泛的以太坊生態系統中佔據重要且具戰略意義的地位，為其長期願景做出貢獻並增強其能力。它的存在強調了以太坊正在採用的多面向擴展方法。

加強以 Rollup 為中心的路線圖

以太坊的發展策略日益以 Layer 2 Rollup 解決方案為核心。以太坊共同創辦人 Vitalik Buterin 闡述了一個「以 Rollup 為中心的路線圖」，其中 L1 主要作為安全的數據可用性層和結算層，而大多數交易執行發生在 L2 上。Base 透過提供一個強大、相容 EVM 的樂觀卷積，將交易處理從主網分流，直接為這一願景做出了貢獻。它展示了這一策略的實際應用，證明了 L2 如何在保持安全性的同時提供效率。

「超級鏈」的支柱

Base 是使用 OP Stack 建構的，這是 Optimism「超級鏈」願景的關鍵組件。超級鏈旨在創建一個互連且可互操作的 L2 網路，共享共同的基礎設施、治理，並最終實現統一的跨鏈橋接體驗。透過使用 OP Stack，Base 成為這個演進中生態系統不可或缺的一部分。這意味著：

• 共享安全與標準：Base 受益於 OP Stack 持續的改進和安全審計，這些成果在所有超級鏈參與者之間共享。
• 增強互操作性：隨著時間推移，預期資產和資訊將在 Base 與其他 OP Stack 鏈（如 Optimism 主網）之間更無縫地流動，在多個 L2 之間創造更具凝聚力的用戶和開發者體驗。
• 集體成長：一位超級鏈參與者的成功會貢獻於整體的網路效應，為以太坊培育一個更強大、更具韌性的 L2 生態系統。

與其他 L2 解決方案互補

以太坊的 L2 景觀是多樣化的，具有各種 Rollup 類型（樂觀和零知識）以及不同的架構選擇。Base 雖然與 Arbitrum 和 Optimism 等其他樂觀卷積有相似之處，但也帶來了其獨特優勢：

• Coinbase 孵化：Coinbase 的直接支持和孵化為 Base 提供了在潛在用戶導入、合規路徑和主流曝光方面的獨特優勢，這是少數其他 L2 能與之匹敵的。這種戰略夥伴關係可以加速 Base 上 dApps 的採用曲線。
• 專注於大眾採用：Coinbase 的使命與將加密貨幣帶給大眾一致。Base 的設計旨在促進這一點，為數百萬可能因以太坊 L1 費用而卻步的用戶提供低成本的切入點。
• 與 Optimism 的戰略聯盟：Base 採用 OP Stack 並非直接競爭，而是代表了擴展以太坊的協作努力，符合 Optimism 對於模組化且統一 L2 網路的願景。

本質上，Base 不僅僅是另一個 L2；它是一個戰略定位精確且技術完善的解決方案，透過提供可擴展的基礎設施、透過大型中心化實體吸引新用戶，並為凝聚的多鏈未來做出貢獻，從而加強了以太坊的長期生活力。它代表了讓去中心化應用程式成為全球受眾日常生活一部分的重要一步。

Base 與以太坊擴展的未來展望

Base 的推出標誌著 Coinbase 和廣大以太坊生態系統的一個關鍵時刻。其發展軌跡與以太坊擴展策略的演進交織在一起，預示著去中心化應用程式將擁有更高的易用性與功能性。

Base 的持續增長與採用

隨著 Base 的成熟，幾個因素可能會推動其持續增長：

• Coinbase 生態系統整合：與 Coinbase 產品套件（包括錢包、交易所和機構服務）的深度整合，可以為 Base 釋放巨大的流動性和用戶流。這種從法幣到 Base 上 dApps 的直接路徑將是主流採用的遊戲規則改變者。
• 開發者導入：OP Stack 的 EVM 相容性和開發者友好特性將繼續吸引建構者。隨著更多創新的 dApps、DeFi 協議和 NFT 項目在 Base 上啟動，它將自然地吸引更多用戶。
• 去中心化努力：與大多數新的樂觀卷積一樣，Base 最初依賴中心化排序器以確保效率。長期路線圖可能涉及排序器集和治理的逐步去中心化，從而增強其抗審查性和魯棒性。
• 互操作性：隨著超級鏈願景的實現，與其他 OP Stack 鏈的無縫互操作將創造一個更統一、更具流動性的 L2 環境，造福整個生態系統的用戶和開發者。

以太坊擴展的演進：Danksharding 及其他

Base 的成功也取決於並貢獻於以太坊本身的持續演進。一個關鍵的即將到來的升級是 EIP-4844，也稱為「原型 Danksharding」(Proto-Danksharding)。

• EIP-4844 (Proto-Danksharding)：此升級引入了一種專門用於「攜帶 blob 的交易」的新交易類型。Blob 是以太坊上臨時且較便宜的數據存儲位置，非常適合 Rollup 交易數據。透過為 L2 數據提供專用的、更便宜的空間，EIP-4844 預計將大幅降低從 Rollup 向以太坊 L1 發布數據的成本，從而使 Base 和其他 L2 的交易費用進一步降低。這次升級將顯著增強 Rollup 的經濟可行性。
• 完全 Danksharding：原型 Danksharding 是「完全 Danksharding」(Full Danksharding) 的前奏，後者旨在進一步擴大以太坊的數據可用性能力，從長遠來看，為 L2 帶來更高的吞吐量和更低的成本。
• 其他 L2 創新：L2 景觀是動態的。雖然像 Base 這樣的樂觀卷積目前佔據主導地位，但零知識卷積 (ZK-rollups) 也在快速進步，提供即時確定性和更強的加密安全性保障。未來可能會看到一個混合環境，不同的 L2 在不同的用例中各展所長，促進一個具競爭力且創新的生態系統。

對主流加密貨幣採用的影響

最終，Base 的潛力在於其將 dApps 帶入主流的能力。透過解決高成本和低速度的核心問題，Base 實現了可與傳統網路應用程式競爭的用戶體驗。這可能導致：

• 新的應用類別：較低的費用為以前在經濟上不可行的新型 dApps 打開了大門，例如微交易、高頻遊戲或更複雜的鏈上社交互動。
• 更廣泛的用戶群：Coinbase 的參與為數百萬非加密用戶提供了體驗去中心化技術的強大門戶，他們甚至可能在沒有意識到自己正在與區塊鏈互動的情況下首次體驗該技術。
• 增強以太坊的效用：隨著 Base 等 L2 吸收了大部分交易負載，以太坊主網可以專注於其作為安全、去中心化結算層的角色，保持其作為去中心化網路基礎區塊鏈的地位。

利用樂觀卷積和 OP Stack，Base 是持續擴展以太坊任務中的關鍵組件。它代表了一種切實、以用戶為中心的方法，使去中心化應用程式的承諾成為全球受眾的現實，為更易於存取、高效且互連的區塊鏈未來鋪平了道路。