什么是 Polygon —— 以太坊扩容的瑞士军刀

以太坊面临一个问题：速度慢、费用高，连一款中等流行的手机游戏的流量都难以承载，更别提成为“全球计算机”了。Polygon 的意义就在于，在不让你完全放弃以太坊的基础上解决这些问题。

如果你最近几年用过以太坊还真花过 50 美元的代价来交易一个梗币，那么你应该能理解 Polygon 的重要性。就像以太坊和现实结合的“孩子”，这个“孩子”每天以低廉的成本处理数百万笔交易，同时保持与整个以太坊生态系统的兼容性。

快速解答 - 什么是 Polygon？

Polygon 是以太坊的多链扩容框架，旨在以更快更便宜的交易方式，保持与以太坊生态系统的完全兼容。它最初由印度开发者 Jaynti Kanani、Sandeep Nailwal 和 Anurag Arjun 于 2017 年推出，名为 Matic Network，以 Plasma 链开始，随后在 2021 年演变为一个全面的二层生态系统。

其主打产品 Polygon PoS 链大约每 2 秒处理一次交易，相比之下，以太坊需要 12 秒。费用为 0.01 至 0.10 美元，而以太坊费用为 1 至 50 美元不等。该网络每日处理超过 200 万笔交易，涵盖 37,000 个去中心化应用程序，包括 Starbucks、Reddit、Nike 和 Instagram。MATIC 代币是其运转的核心，无论是支付燃气费，还是通过质押保障网络安全，以及管理协议升级。

Polygon 存在的意义 - 以太坊的扩容难题

以太坊每秒处理大约 15 笔交易。而Visa 每秒处理 1,700 笔交易。当 NFT 发售或市场波动带来需求高峰时，以太坊的费用能达到每笔 100 美元，使其日常使用变得不切实际。

以太坊的路线图选择了二层扩容，而不是增加一层的容量。愿景是：以太坊成为一个安全的结算层，而二层解决方案则负责日常交易。这就是 Polygon 的用武之地。

Polygon 以 Plasma 实现的 Matic Network 启动，2020 年作为基于 Plasma 的侧链上线主网，运用了权益证明共识机制，交易快速且廉价。开发者可以几乎不作改变地部署以太坊合约。早期的吸引力来自于游戏项目如 Aavegotchi 和 Decentraland，以及 DeFi 协议如 QuickSwap。

2021 年 2 月，Matic 更名为 Polygon，其目标扩大。不再仅限于运行单个侧链，Polygon 成为一个构建和连接以太坊兼容链的框架。团队收购 Hermez 获得 zk-rollup 技术，购买 Mir Protocol 引入 ZK 证明技术，并在零知识研究上投入大量精力。

Polygon 如何运作 - 两大核心技术

Polygon PoS - 原始侧链

大多数人提到“Polygon”时指的就是 Polygon PoS。它是原始的 Matic Network 侧链，负责 Polygon 95% 的交易量。

网络由约 100 名质押 MATIC 代币的验证者保障安全。这些验证者根据质押权重和表现被选中生成区块，并获得交易费和质押奖励。Polygon 使用两层架构：Heimdall 负责验证者管理、质押和向以太坊提交检查点，而 Bor 负责区块生产和交易执行。

大约每 30 分钟到一个小时，Polygon 提交一个包含最近区块默克尔根的检查点到以太坊主网。这些检查点提供了最终性并允许资产提取。然而，相较于真实的 rollup，这些检查点提供的安全性有限——它们在特定时刻证明状态，而不是在检查点之间证明交易的有效性。

在以太坊和 Polygon 之间移动资产需通过桥接。你在以太坊智能合约中锁定资产，提交证明到 Polygon，并在 Polygon 侧铸造等量代币。提取大约需要 45 分钟到 3 小时。

Polygon zkEVM - 未来的 Rollup

于 2023 年 3 月推出，zkEVM 的基础工作方式有所不同。交易在二层执行，计算状态变化而无需触碰以太坊主网。序列发生器生成一个加密证明（ZK-SNARK），数学上证明所有交易正确执行。此证明提交至以太坊，并进行验证。一旦验证完毕，以太坊接受新的状态根为有效。

其美妙之处在于：zkEVM 继承了以太坊的完整安全性。即便 rollup 运算者恶意，他们也无法提交无效状态转移，因为证明验证将会失败。Polygon zkEVM 旨在实现几乎完全相同的以太坊兼容性。

当前现实是：zkEVM 仍处于早期阶段。序列发生器是中心化的，生成证明需要 20-30 分钟，生态系统较 PoS 链小，部分边缘情况仍存在错误。然而，技术正在快速进步，代表着 Polygon 的长期发展方向。

MATIC 代币 - 经济引擎

MATIC 代币推动着 Polygon 生态，并计划在 Polygon 2.0 中更名为 POL 代币。所有在 Polygon PoS 和 zkEVM 上的交易都以 MATIC 支付费用。费用大幅降低，但由于每日 200-300 万笔交易，量非常大。

确保 Polygon PoS 的验证者必须质押 MATIC 作为抵押。大约 20-30 亿枚 MATIC 当前被质押，约占总供应量的 25-30%。质押奖励来自交易费用加上每年约 4-5% 的通胀发行。MATIC 持有者还可以投票决定协议升级和生态系统资金。

总供应量最多为 100 亿枚 MATIC，当前流通约 93 亿枚。市值通常将 MATIC 排名在前 15-20 位加密货币之间，浮动在 50 亿至 150 亿美元之间。

即将到来的 POL 代币升级实现了增强的效用，验证者可以同时在多个 Polygon 链上质押 POL，赚取每个链上的费用。MATIC 持有者可以按 1:1 的比例迁移到 POL。

实际应用

Polygon 的杀手级应用不仅是更便宜的交易——是实际的主流应用。2022 年，Starbucks 在 Polygon 上推出了基于 NFT 的 Odyssey 忠诚计划。Reddit 在 2022 年推出 Collectible Avatars，吸引了数百万用户，超 1000 万个头像被铸造。Meta 为 Instagram 的 NFT 功能集成了 Polygon。Nike 的 .SWOOSH Web3 平台使用 Polygon 发布数字收藏品。

这样的模式：企业选择 Polygon 因为在大规模下交易费用很重要，用户体验不能有 12 秒延迟，以太坊的兼容性利用了现有基础设施，Polygon Labs 团队提供了细致入微的支持。

Polygon 承载着大量 DeFi 活动。Aave 根据市场条件锁定 2 到 4 亿美元不等。Uniswap 的每日交易额为 5,000 万至 1 亿美元。整体锁定价值在 8 亿至 15 亿美元之间波动，相较于以太坊主网的超 1,000 亿美元。

游戏交易量极大。Decentraland 和 The Sandbox 在 Polygon 上运行游戏内交易。Immutable X 和 Immutable zkEVM 利用了 Polygon 技术。像 OpenSea、Magic Eden 和 Rarible 的 NFT 市场都支持 Polygon。

优势与限制

显而易见的胜利是速度和成本。两秒的区块时间意味着接近实时的确认。0.01-0.10 美元的费用让区块链的日常使用成为可能。200-300 笔交易每秒的实际吞吐量应对了会让以太坊崩溃的应用。

以太坊的兼容性才是重要的生态杠杆。开发人员无需修改就可以使用相同的工具部署 Solidity 合约。钱包如 MetaMask 即便是简单的网络添加也支持 Polygon。现有的以太坊基础设施，从 The Graph 到 Chainlink 都能在 Polygon 上运行。

令人不安的事实是：Polygon PoS 的安全性不如以太坊或真正的二层 rollups 。Polygon 依赖大约 100 名验证者，以太坊则有 90 万。与继承以太坊安全性的 rollup 不同，Polygon 具有独立的安全模型。对于 10 到 1000 美元的小额交易，安全差异只是一个学术问题。对于超过 10,000 美元的大额交易，这种差异变得实质。

集中化超出了验证者。Polygon zkEVM 使用集中化的序列执行器。Polygon Labs 控制开发、金库和战略。对于需要最大去中心化的应用程序，以太坊主网是更好的选择。对于其他一切，Polygon 的集中化是一个可以接受的折衷。

竞争 - 二层战争

Polygon 面临激烈的竞争。Arbitrum 的 TVL 是 100 亿到 180 亿美元，Polygon 是 8 亿至 15 亿美元。Optimism 有 50 亿到 80 亿美元。Base 正在增长到 20 亿到 50 亿美元。按 TVL 指标，Polygon 正在失去，尽管有先发优势。

Arbitrum 和 Optimism 通过 optimistic rollup 提供真实的以太坊安全性。zkSync Era 直接与 Polygon zkEVM 竞争。Base 有 Coinbase 的支持。

那么为什么 Polygon 仍有竞争力？企业合作伙伴关系很重要。Starbucks、Reddit、Nike 和 Disney 选择了 Polygon，而非 Arbitrum。现有生态系统、已被证明的经验、强大的市场能力以及快速迭代的 zkEVM 保持了 Polygon 的相关性。

现实的预测是：多个成功的二层将为不同的细分市场服务。以太坊主网用于高价值结算。Arbitrum 和 Optimism 用于 DeFi。Polygon 用于游戏和消费应用。Base 为 Coinbase 用户服务。Polygon 通过良好地为特定用例服务而生存。

参考

1. Polygon 技术 - 官方文档 - https://docs.polygon.technology/
2. DeFi Llama - Polygon TVL 和分析 - https://defillama.com/chain/Polygon
3. L2Beat - Polygon 风险分析 - https://l2beat.com/scaling/projects/polygon-pos
4. PolygonScan - 区块浏览器 - https://polygonscan.com/
5. Vitalik Buterin - 不同类型的 ZK-EVM - https://vitalik.ca/general/2022/08/04/zkevm.html
6. Polygon Labs 博客 - Polygon 2.0 公告 - https://polygon.technology/blog