以太坊扩容完整指南：主流扩容方案原理和进展

原文作者：ThorHartvigsen

原文编译：aididiaojp.eth，ForesightNews

本文旨在以易于理解的方式来介绍复杂的以太坊扩容主题，其中包括：

重要术语

Arbitrum

Optimism

Polygon

zkSync

重要术语

让我们首先定义模块化。区块链可以分为4个部分，当前的区块链是单个整体的，一个网络处理所有工作。而模块化区块链是将这些层中的一个或多个外包给外部区块链。

以太坊Rollups是一个单独的区块链，它扩展并继承了以太坊的安全性。Arbitrum和Optimism等Rollups是执行层，以太坊主网作为其数据可用性层、共识层和结算层。

以太坊Layer2总锁仓量为96.8亿美元，7日涨幅1.47%:金色财经报道，据L2BEAT数据显示，以太坊Layer2总锁仓量为96.8亿美元，7日涨幅1.47%。锁仓量前五分别为：ArbitrumOne（58.2亿美元，7日涨幅0.38%）；OPMainnet（21.7亿美元，7日涨幅2.5%）；zkSyncEra（7.02亿美元，7日涨幅6.51%）；dYdX（3.5亿美元，7日跌幅0.88%）；ImmutableX（1亿美元，7日涨幅3.04%）。[2023/7/6 22:21:24]

Rollups有两种类型：

OptimisticRollups：使用欺诈证明，例如Arbitrum和Optimism

zkRollups：使用有效性证明，例如zkSync、Starknet和zk-EVM

Avalanche与以太坊跨链桥即将完成，已进入最后测试阶段:去中心化服务平台雪崩协议Avalanche （AVAX）宣布由ChainSafe开发的首个跨链以太坊链桥即将完成，目前已经进入最后的测试阶段，即将进入主网，并会在未来开放简单、快捷的以太坊与 Avalanche网络之间的双向资产转移功能。该双向链桥能够无缝地将ERC-20和ERC-721在Avalanche（C-chain）和以太坊之间转移。[2020/11/23 21:50:14]

欺诈证明：信息在「证明者」和「验证者」之间交换。假设所有交易都是有效的，并被添加到交易批次中，这些交易随后交由「观察者」进行审查，以确保没有恶意行为发生。

有效性证明：有效性证明是在Rollups而不是以太坊上计算的。「证明者」和「验证者」之间的信息交换依赖于密码学和数学。信息是共享的，但不会被泄露。

当前以太坊上Defi协议总锁仓量约合127.7亿美元:据欧科云链OKLink数据显示，截至今日18时，以太坊上Defi协议总锁仓量约合127.7亿美元，环比上涨2.98%。其中排名前五的分别是Uniswap V2 26.6亿美元（+6.42%），Maker 18.6亿美元（+3.27%），Curve 14.3亿美元（+3.99%）Aave 11.1亿美元（+5.97%）以及WBTC 10.4亿美元（+4.28%）。[2020/10/9]

Rollups的一个关键方面是定序器：定序器是指定的节点，负责将用户的交易提交到L2。它进一步将Rollup交易包发布到以太坊主网以更新状态。

Arbitrum

截至目前，Arbitrum使用的是：

一个单一的中心化定序器，它接收用户的交易并将交易批次发送回主网。

当前以太坊未确认交易147013笔:金色财经报道，据btc.com数据显示，当前以太坊未确认交易147013笔。当前全网难度2,296.91T，平均出块时间为13.2S，每秒交易数约为9.95。截至目前以太坊全球均价为207.91美元，24h跌幅为0.40%。[2020/5/18]

一组「白名单」Arbitrum验证者读取定序器的交易包，并以欺诈证明的形式向以太坊主网提交「Arbitrum状态根」。

任何验证者都可以挑战在主网上结算的「状态根」。只要有一个诚实验证者，正确的Layer2状态就会发布在主网上。

之前有人担心验证器被列入白名单。然而自以太坊合并以来，如果没有任何验证者在7天内提交「状态根」，则白名单功能将被绕过，从而显着提高了安全性。

路线图：

动态 | 以太坊官网中文版正式上线 为开发者和用户提供服务:据官方消息，以太坊官网中文版今日正式上线，网站目前支持中英日韩四种语言。网站分为初学者、使用、学习、开发者四个板块，供对以太坊了解程度不同的访问者使用。[2019/9/27]

Arbitrum于2022年部署了Nitro，显着降低了通信和执行成本

未来，排序将由一个定序器委员会而不是一个中心化定序器完成

Arbitrum可能会推出一种代币以提高网络安全性

Optimism

Optimism运行一个具有特殊权利的单一中心化定序器，通过它来排序交易和提交交易批次。与此同时，Optimism团队正在开发他们的交互式欺诈证明系统，以确保rollup状态的正确性。

因此，当前的欺诈证明机制已被暂时禁用，用户只能依靠定序器将有效rollup状态发布到以太坊主网。

然而，所有这一切都将随着「OPstack」而改变。让我们探索这个巨大的路线图。

Optimism不仅仅是以太坊上的Layer2Rollup，OPstack还是：「一个模块化的开源蓝图，适用于各种高度可扩展和可互操作的区块链。」

本质上，OPstack是构建区块链和Rollup的框架。开发人员可以合并OPstack中的一个或多个模块来构建可互操作的链，这些将被称为「OP链」，可以是L2、L3或完全不同的东西。

OPstack将引入一组去中心化定序器，OP链可以集成这些定序器，这样他们就不必担心自己的区块生产，这就能够允许引入高水平互操作性的「原子跨链可组合性」。

这个雄心勃勃的路线图的第一步是「OptimismBedrock」，它将实现：

以太坊等效

较低的费用

模块化

Optimism在技术上可以成为zk-rollup，通过能够更换OPstack组件来为未来做好准备。

Polygon

Polygon诞生于Layer2概念，但此后不断发展，更类似于EVMLayer1区块链。但是POSChain只是Polygon的未来众多项目之一。

Polygon正在使用有效性证明构建四个具有零知识结构的不同区块链。一个是可能要即将到来的PolygonHermez，属于zk-EVM。zk-EVM可根据以太坊兼容性和性能分为四类。Polygon的zk-EVM是类型2。类型2比类型4与以太坊更兼容，但在性能方面不如类型4

Polygon的其他zk产品：

Miden

Zero

Nightfall

Polygon还在构建一个名为Avail的模块化区块链，它在充当数据可用性层的意义上类似于Celestia。

zkSync

MatterLabs正在构建zkSync2.0，一个类型4的zkEVM，根据最近在Twitter上的一些信息，它距离主网启动已经不远了。zkSync2.0具有领先的性能和可扩展性，但与以太坊的兼容性较差。

从理论上讲，较低的兼容性使得从开发人员的角度来看更难以实施，并且对以太坊dApps在部署上也具有挑战性。然而，zkSync构建了多种解决方案，包括他们自己的虚拟机和编程语言。

zkSync2.0将分为两个可互操作的链zkRollup和zkPorter。zkPorter是一个「volition」，又名Layer3，具有「链下数据可用性」，数据在L2zk-rollup上处理。这种设计据称可以让zkPorter的TPS达到20000。

由于有额外层存在，Layer3的安全性略低于Layer2，但可扩展性高一个数量级。例如Uniswap在Layer2上部署他们的智能合约，而dApp的用户使用zkPorter，由此极大程度地降低了费用成本。

拼图的最后一块是所谓的超级区块链，它们建立在Layer2zkEVM之上并由其提供支持的Layer3网络。这些超级链允许更多的扩展性和可定制性，但安全性略低于以太坊主网。

还有一些其他的以太坊扩展方案本文并未提及，包括Celestia、Fuel、Scroll和Starknet等。

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