Solana 为什么需要 Network Extensions，而不是 Layer 2 解决方案？

原文标题：《Solana 为什么需要 Network Extensions，而不是 Layer 2 解决方案？》

原文作者：Dr. Yugart Song、Stepan Soin、Qinwen Wang，Lollipop Builders

 

1. 背景

区块链技术的快速发展使 Ethereum (EVM) 和 Solana (SVM) 成为两种主导设计理念，各自在其领域中占据了领先地位。历史上，Ethereum 凭借其独特的哲学和方法主导了 EVM 链的总锁仓量 (TVL)，而 Solana 则在非 EVM 链中占据主导地位。然而，随着活动量的增长和新链的开发，Ethereum 开始将主导地位让位于速度更快的 EVM 链，并转向 Layer 2 (L2) 扩展解决方案。相比之下，Solana 的单体架构通过独特的技术创新和显著的性能储备避免了这种分裂，但代价是需要更高的带宽和速度。

与此同时，Rollups 的概念为 dApps 提供了一个重要的机会：创建可定制的运行环境。然而，这导致了一个有趣的现象：L2s 分散了 Ethereum 的流动性和用户群，而 L2/L3 应用链进一步加剧了这种分裂。Solana 坚持单体化生态系统的理念，但对于不同用例提供可定制环境的好处是不容忽视的。

2.Network Extension 诞生的催化剂：Layer 2 - 通往分裂之路

从 2017 年的 Plasma 到 Optimistic 和 zk-rollups，Ethereum 的扩展历程清晰地展示了解决扩展性问题的必要性。然而，值得注意的是，Ethereum 的部分 L2 TVL 是由桥接的 ETH 支撑的，这些 ETH 保留在 L1 上。

然而，这些扩展方案也暴露出一个显著的风险——流动性和用户的分裂效应，这在区块链领域被称为「吸血效应（vampire effect）」。EIP-4844 实施后，Ethereum 的手续费收入大幅下降便是明证。包括 Cyber Capital 的 Justin Bons 在内的分析师指出，Ethereum 的手续费增长正被 L2 抢占。

图 1：ETH 供应动态 来源：ultrasound.money

这表明，当用户离开 L1 时，留在 L1 上的手续费显著减少，导致销毁率下降。这一点从一开始就应该很明显。现在，使用和收入被以赚取租金为目标的 L2 捕获！这正是使它们贪婪的原因，因为手续费中只有一小部分返回到 L1，其余部分被商业实体保留。同时，这些实体还游说维持 ETH L1 的有限区块空间做出了贡献。Unchained Pod 发布的一张图表甚至显示，Optimism (OP) 在 L1 支付的每 1 美元手续费，就能赚取 300 美元收益：

 

图 2: 每支付 1 美元的 L1 费用时 L2 所赚取的费用 来源：GrowThePie

因此，很明显，L2 对 L1 的交易活动和经济吸引力表现出一种「吸血效应」。转向独立于 Ethereum 的应用链 (Appchains) 则进一步加剧了这种情况。

这一观点得到了 Anatoly Yakovenko 的支持，他在 Twitter 上发布了以下内容：「如果 Solana 生态系统为了支持所有用户交易，破坏 L1 执行优化，转而依赖 『arb/op』 通用 L2 堆栈，那将对 Solana 的主网造成寄生效应。这一点不难理解。当 L2 从基础层获取更多优先交易而不是新增时，它们就具有寄生性。由于主网将继续最大化自己的吞吐量，『L2』 或任何其他 SVM 将很难在价格上与之竞争。用户费用不应优于主网。」

Multicoin Capital 的管理合伙人 Kyle Samani 也表达了类似的看法，他写道：「任何本可以在 L1 上发生，但却发生在 L1 之外的事情，定义上都是寄生的。正因如此，我对 EVM/SVM rollup 不感兴趣。它们实际上和 L1 没什么不同。我非常怀疑这些复制粘贴的 L2 会在 Solana 上成功，因为 L1 已经足够好了。」

在这种背景下，Solana 通过保持单体架构和统一生态系统理念来保护网络特性的核心方法显得非常具有吸引力。

但如何避免类似以太坊 L2 的局面呢？让我们深入探讨。

3.Solana 的快速崛起与核心优势

与围绕以太坊虚拟机（EVM）设计的传统区块链系统相比，Solana 区块链展示了全新的架构。

Solana 采用了权益证明（PoS）作为防 Sybil 攻击的机制，同时还引入了其核心创新之一——历史证明（PoH）算法。PoH 是一种可验证延迟函数（VDF），用于对网络上传输的交易进行排序和时间戳。此外，Solana 还以使用高性能硬件、无内存池的交易转发协议（Gulf Stream）、支持并行处理的 Sealevel，以及与传统区块链账户模型不同的设计（类似于 Linux 操作系统的文件系统）而与众不同。

Solana 遵循单体式设计哲学，通过其独特的共识机制、技术创新和持续的架构优化，实现了显著更高的可扩展性，提升了速度和吞吐量。

Solana 还受益于强大的开发者社区：超过 2500 名开发者积极参与其中。这推动了 Solana 的显著增长。Solana 的 TVL 从 2023 年的 2.1 亿美元增长到 2024 年目前的 77.3 亿美元，几乎增长了 35 倍。与 2022 年 11 月相比，Solana DEX 的交易量年增长了 200-300 倍，2023 年夏季以来，DAU 增长了 5 倍。到 2024 年 11 月 14 日，Solana 的交易量已超过以太坊的 4 倍以上。活跃钱包数量也在持续增长，2024 年 10 月 22 日达到 940 万个活跃用户的峰值。

图 3：Solana DEX 交易量与活跃钱包动态 来源：Dune, Artemis

因此，Solana 是一个强大的生态系统，拥有庞大且活跃的用户和开发者社区，在用户基础和活动方面都经历了指数级的增长。这一发展轨迹突显了 Solana 作为领先非 EVM 链的重要性，尤其体现在其动态扩张上。

图 4：非 EVM 区块链 TVL 对比。来源： DefiLlama

Solana 上的去中心化应用（dApps）通过提高接受度和用户友好性，显著提升了其功能性。显而易见，Solana 正在成为一个超级系统，具备卓越的特性。但一些应用，如 Zeta Market，计划推出自己的实例（L2）以达到同样的目的。

有一个事实尤为突出——SVM 在隔离环境中表现出色。这一点通过 Pyth Net、Cube Exchange 等利用 SVM 为应用链提供支持得到了充分证明，Solana 生态系统也称之为 Solana 授权环境（SPEs）。

尽管存在独立的「特定应用」SVM 链的使用场景，这些链与普通的 Solana 客户端没有显著区别，我们认为作为 Layer 2 的原生 Solana 扩展（vanilla Solana forks）价值有限。这种做法还是可能导致以太坊碎片化的重演。

显然，Solana 需要一种独立的方法，以避免破坏其单片架构的特性。这也是为什么 Lollipop 开发了 Lollipop Network Extensions，它将显著改变 Solana 生态系统的格局。

4.Solana 需要什么？——通过模块化的方式为单体架构的链外运行环境提供支持

4.1 网络扩展（Network Extensions）的核心概念

以上因素促使 Solana 社区开始讨论将部分计算任务移至其他地方的必要性。扩展对 Solana 来说并不是一个新现象。早在 2022 年，Token Extensions 就出现了，提供了如 Confidential transfers（机密转账）, Transfer hooks（转账钩子）, Metadata pointer（元数据指针）等新功能。

因此，在提升 Solana 功能并扩展 dApp 时，提出「网络扩展（Network Extensions，NE）」这一概念是合乎逻辑的。除了通过扩展增强 Solana 的功能外，网络扩展（NE）还为生态系统引入了模块化元素——NE 中的不同环境可以根据特定需求进行定制，并可在多个 dApp 和协议之间共享。

基于 Solana 生态系统中的洞察和讨论，我们识别出几项应定义网络扩展（NE）架构和功能的基本原则。这些原则旨在确保与 Solana 网络的无缝集成，同时保持其架构的核心优势：

· 不对流动性造成「碎片化」

· 不对用户基础造成「碎片化」

· 对用户而言，互动体验与直接使用 Solana 时相同

· 统一的技术栈

· 网络扩展（NE）直接向 Solana 验证节点发送交易

对于 NE 来说，Solana 是一个真正的结算层，资金流动发生在这个层级。网络扩展则是一个真正的执行层，不与主链碎片化，且直接与账户和程序在该层上交互。

图 5：Lollipop 网络扩展（NE）流程简化图

这些特点是网络扩展（NE）区别于 rollups、侧链、子网、不同变种的 L2、应用链等不同扩容方案。与类似解决方案相比，Lollipop 的目标是为网络扩展（NE）开发一个技术框架，使得开发者、消费者和最终用户能够在 Solana 的层级上，无缝地与 Solana 的流动性和用户基础进行直接互动。

4.2 对比分析

目前，Lollipop 是首个提供与 Solana 主网直接连接的解决方案，并且不会导致流动性或用户的碎片化。

Lollipop 的原生环境可以作为新产品的基础，也可以支持现有 dApp 的迁移，而无需断开与 Solana 生态系统和流动性的连接。对于现有的 dApp，这将提升其速度、稳定性，并扩展其功能。

图 6：Solana 现有解决方案对比

与 L2、子网、侧链的关键区别：

· L2：L2 会收集交易并将其证明发送到 L1。执行和结算实际上发生在 rollup 内，而 L1（如以太坊或 Solana）则用于证明验证。网络扩展（NE）则直接将交易发送到 Solana 的验证节点和程序。

· 侧链：侧链与主链之间没有直接连接。虽然侧链可以将数据锚定到主链上，但与 L1 和 L2 相比，生态系统之间的差距显著更大。实际上，侧链是完全独立的网络。

· 子网：在当前的实现中，子网可能会在子链内建立独立的生态系统，且其中的流动性和用户被集中在不同的空间内。

与 Solana 生态系统中网络扩展概念最为契合的项目是 Getcode 和 Sonic SVM（基于 HyperGrid）。然而，Getcode 仅作为资金转移层，类似于比特币的闪电网络，不支持复杂环境的部署。尽管 Sonic 具有 10 毫秒的延迟，并能将 Solana 上部署的程序委托给其实例，但它更多集中在游戏领域，且在灵活性和可定制性方面不如 Lollipop 所设想的目标。

网络扩展（NE）直接与 Solana 流动性合作，不会导致不同链、空间和社区的形成。

网络扩展（NE）可以为 Solana 及其去中心化应用（dApps）提供基础设施解决方案，并支持这些 dApp 本身的运行。这一概念在某种程度上与应用链（appchains）和 L2 的思想相似。许多 dApp 正在过渡到各自的专用实例，以提高性能、可扩展性和用户体验。

在 L2，有许多这样的解决方案：OP-Stack、Arbitrum Orbit、Polygon CDK、StarkEX、zkSync Era、Termina 等。这些工具包使得众多 L2 项目成功启动，显著推动了区块链网络的可扩展性和可用性。

然而，正如我们在前面所看到的，当前的层次模型与碎片化环境的做法并不适合 Solana 的单片架构。

4.3 市场需求

上述案例和叙述反映了一个更广泛的趋势：去中心化应用（dApp）正在创建独立的实例。这使得它们能够优化操作和功能，向用户提供更好的服务。这些应用可以是 DeFi dApp、游戏、验证和身份识别协议、隐私协议、机构和企业解决方案等。这些环境主要基于不同的 rollup 实现构建。

如前所述，rollup 对基础链具有吸血效应。Lollipop 旨在解决这一问题，同时为 Solana 引入模块化，而不破坏其单片架构。

以下是网络扩展（NE）对 Solana 的革命性意义：

· 自定义执行逻辑：无论开发者需要独特的治理规则、特定的奖励结构，还是去中心化的计算环境，NE 都能满足所有细节需求。开发者可以在 NE 中部署修改过的 SVM 实例，调整延迟、区块时间、区块大小等参数，这可能使得运行实例具备实时性能，并创造出其他目前尚不明显的使用场景。

· 直接结算：尽管 NE 独立运行，所有交易仍然直接在 Solana 上结算。这保持了流动性和用户流在区块链内的统一，而不会造成碎片化或吸血效应。

· 经济灵活性：NE 利用 Solana 的高效性引入创新的经济模型。例如，dApp 用户可能会通过基于订阅的模型享受无 Gas 费的经济模式。

· 无碎片化的灵活性：与 L2 不同，NE 不会创建孤立的空间。一切保持统一——可以将其看作类似于 Token Extensions。

· 为最终用户提供无缝的 UI/UX：与子网或 L2/L3 解决方案不同，NE 提供了更优越的用户体验。用户无需切换网络、使用跨链技术或担心地址问题，直接与 Solana 进行交互。

· 程序部署成本降低：目前，如果开发者需要在 Solana 上部署一个独立的程序，且对其他程序依赖较少，他需要支付 1-3 SOL 或更多的部署费用，具体取决于程序的大小。而通过委托和代理，NE 提供了在不同环境中部署多组件复杂程序的可能性，这比在 Solana 上直接部署要便宜很多。

NE 还可能涵盖与基于重新质押协议的 AVS（自动化验证系统）相关的用例。这些用例包括去中心化预言机、协处理器、可验证计算、去中心化排序、快速最终确定等。这些都得益于 NE 环境的适应性。

NE 的另一个重要场景是能够在类似于 EVM 账户抽象（Account Abstraction）中实现的环境内创建无 Gas 费用的经济体系。这对于能够生成大量交易的协议非常有用——例如高频交易（HFT）、游戏、再平衡协议（rebalancing protocols）、具有集中流动性的动态池等。

因此，Lollipop 为 NE 的使用领域提出了以下几个重点方向：

1.游戏：想象一个没有 Gas 费用的游戏——玩家享受无缝体验，开发者采用基于订阅的模式以获得稳定的收入。这为游戏开发带来了新的 Web3 组件开发方式——无需离开游戏环境就可以与钱包或市场进行交互。

2.DeFi：构建高频交易平台，采用基于会话的费用（session-based fees），而非按交易收费的 Gas 费用，使交易更加快速和便宜。通过链外执行的订单簿和清算设计形成新的逻辑。更高的执行速度使得协议可以使用更高的杠杆。

3.AI 模型：在 Solana 上直接结算每笔交易的同时，使用 GPU 部署计算密集型（compute-intensive）的 AI 环境。这可以应用于各种场景：安全评估、路由、套利、各种意图的模型实现等。

4.企业解决方案：为企业和机构客户量身定制环境，具有严格的管理、政策、合规性、加密和治理规则。

5.PayFi：为复杂的金融挑战提供可编程环境，如供应链金融、跨境支付、数字资产支持的公司卡、信用市场等。

6.去中心化计算：启用先进的去中心化 GPU 或 TEE（可信执行环境）计算——适用于加密、协处理器、AI 模型或数据密集型任务。

7.可信环境：为预言机、去中心化存储（DAS/DAC）、验证系统、去中心化物理基础设施网络（DePin）等用例部署可信环境。

因此，Lollipop 团队的主要任务就是：确保 dApp 和协议能够在 Solana 生态系统中创建定制化环境，并与 Solana 直接连接。也就是说，从概念上看，执行似乎是在网络扩展（Network Extension）中发生的离链操作，但所有的动作结算和最终确认都发生在 Solana 上。

同时，用户的钱包本身应位于 Solana 区块空间内。经过长期而深入的研发过程，Lollipop 团队最终达成了目前的 Lollipop 设计。

5. Lollipop 技术解释

Lollipop 允许项目在链外执行环境中修改 Solana 客户端，并将执行结果无缝地传输回 Solana 主网，避免了创建单独链的需求。Solana 本身没有全局状态树，这对于确保链外执行结果的安全结算至关重要。Lollipop 通过引入 稀疏默克尔树（Sparse Merkle Trees, SMT），在其 Network Extension 中加密验证执行结果，从而解决了这一问题。

关键技术特点：

· 链外执行环境： Lollipop 允许 dApp 在链外处理其复杂逻辑，同时通过稀疏默克尔树确保每个操作的结果能够加密验证，保证安全和完整性。

· 稀疏默克尔树（SMT）： SMT 是一种特殊的默克尔树，用于在不存储所有数据的情况下验证某个数据的存在性。它允许 Lollipop 以一种高效且安全的方式对链外执行的结果进行验证，确保这些结果最终能够可靠地结算到 Solana 主网。

· 与 Solana 主网的无缝连接： Lollipop 通过其 Network Extension 实现了与 Solana 主网的直接连接，避免了传统 L2 或分片链的碎片化问题，保证了 Liquidity 和用户基础的统一性。

这一技术的优势：

· 无需创建独立链： 项目不再需要创建额外的链或生态环境，而是可以通过 Lollipop 修改 Solana 客户端并实现链外执行。这样既减少了开发和运维成本，又确保了与 Solana 主网的紧密结合。

· 去中心化且安全： 通过使用稀疏默克尔树来加密验证，Lollipop 能够保证链外执行的结果不会出现篡改或不一致的情况。

· 适配 Solana dApp： Lollipop 使得 Solana 上的去中心化应用能够更好地扩展其功能，同时避免了链外环境可能引发的性能和安全问题，成为 Solana dApp 的理想选择。

Lollipop 的方法为 Solana 提供了一种创新的解决方案，能够在不引入碎片化的情况下，提升可扩展性和操作效率，成为未来 Solana 生态系统中不可或缺的一部分。

图 7: Lollipop 示意图

Lollipop 架构由几个主要组件组成：

1.Network Extensions Layer（NE 层）

2.Programs on Solana Layer（Solana 层的程序）

3.Polkadot Cloud Layer（Polkadot Cloud 层）

Lollipop 直接构建在 Solana 上，利用其并行执行能力和独特的交易数据结构。SVM（Solana Virtual Machine）的并行处理能力依赖于 Solana 客户端本身。通过修改 Solana 客户端，Lollipop 最大化了 Solana 本地优势带来的性能提升。

这种架构允许去中心化应用（dApps）无缝地从 Solana 的 L1 迁移到 Lollipop 的 NES，而无需对其程序代码进行任何修改，同时在支持与 Solana 相同的工具和开发者技术栈的情况下，消耗更少的资源。

需要特别强调的是，SVM 的并行执行基于 Solana 独特的交易数据结构。在每笔交易中，发起者预先声明要读取和写入的账户信息。这使得 SVM 能够基于这些账户信息，以高效的并行序列处理一批交易，并确保并行执行的交易不会同时读写同一账户。换句话说，单纯将 SVM 移植到其他执行框架中，并不能带来并行处理的优势。

Lollipop 旨在成为网络扩展（Network Extensions）的可信超级计算机，提供许可型和非许可型环境、多核执行、全球一致性、可定制性以及高性价比。Lollipop 网络为 NE 部署提供了完整的基础设施，包括共享排序器（shared sequencers）、验证者（validators）和无状态验证合约（stateless validated contracts）。

通过利用 Polkadot Cloud，Lollipop 还可以将其实现为数据可用性（DA）。每个合约运行在专用核心上，支持跨验证者、排序器和 DA 的并行同步执行，确保高效的处理能力。

图 8: Lollipop 架构图

6. Conclusion

Lollipop 的网络扩展（NE）是提高 Solana 生态系统中 dApp 和协议功能性的一个重要进展。通过为 Solana 生态中的 dApp 和协议提供全新的开发方式，Lollipop 确保了无缝集成 Solana 主网，同时保持单体架构并避免了链的碎片化。与传统的 Layer 2 解决方案通常会创建孤立环境并导致流动性碎片化不同，Lollipop 通过与 Solana 的直接连接确保了流动性和用户基础在两个层级中始终保持统一。

Lollipop 的网络扩展（NE）为开发者提供了一个通用框架，使他们能够创建定制化的运行时环境，以满足不同用例的特定需求。特别地，网络扩展（NE）通过部署一个速度优化的 SVM 实例，可以为永久去中心化交易所（Perp DEX）提供更高效的操作。它们还可以通过引入意图（Intents）和账户抽象（Account Abstraction），减少 Solana 生态系统中去中心化应用（dApp）的用户界面和用户体验摩擦。这一能力可能成为 Solana 上 Web3 游戏增长的催化剂。

NE 实例与 Solana 的配置独立性进一步为企业级产品、机构解决方案、PayFi 应用，甚至是像保险产品这样的细分应用场景铺平了道路。

最终，Lollipop 的设计为 Solana 上的 dApp 扩展性提供了一个前瞻性解决方案，为高性能区块链环境的新时代奠定了基础。随着 Solana 生态的持续增长，Lollipop 独特的架构使其成为未来创新的关键推动力，赋予开发者构建安全、高效和可持续应用所需的工具。