一分钟了解以太坊layer2扩容

Ethereum二层扩容是怎么回事？Optimism、xDai、OMG和Loopring等项目之间又有什么区别？接下来我们将回答这些问题。

扩容的必要性

自以太坊网络推出以来，以太坊的扩容是讨论最多的话题之一。关于扩容的争论总是在以太坊网络出现重大拥堵后上演。

最早出现这样的争论是在2017年的加密牛市，名声不那么好的CryptoKitties与ICO，堵塞了整个以太坊网络，造成gas费的大幅飙升。

今年，网络拥堵又来了，且更为严重，这一次是由DeFi和流动性挖矿的火热造成的。有一段时间，即使支付高达500多gwei的gas费，也会出现一时无法验证交易的情况。

说到以太坊或其他区块链的扩展，主要有2种方式：扩展基础层本身，或将部分工作放到layer2上，以实现网络的扩容。

Tether CTO：比特币是持有财富的“终极方式”:金色财经报道，Tether和Bitfinex首席技术官Paolo Ardoino在谈及过去几个月发生的事情时表示，“这几个月发生的事情表明比特币支持者和比特币maxis一直是正确的，比特币是持有财富的“终极方式”。[2023/3/31 13:37:33]

Layer1扩展VSLayer2扩展

Layer1是标准的基础共识层，目前几乎所有的交易都在这一层结算。“层”的概念不是以太坊特有的，其他区块链也有这样的概念，如Bitcon或Zcash。?

Layer2是建立在Layer1之上的另一层。这里有几个重要的点。Layer2不需要对Layer1进行任何改变，只需利用Layer1现有的组成部分建立在它之上即可。Layer2还可通过将其状态锚定到Layer1来享用Layer1的安全性。

彭博社：英国数字、文化媒体和体育委员会将开始调查NFT并研究支持NFT的区块链技术:11月4日消息，据彭博社报道，英国议会下议院数字、文化、媒体和体育委员会表示，将开始调查（Inquiry）NFT，还将研究支持NFT的区块链技术。该委员会表示，预计国会议员将考虑NFT投资者是否会被市场置于风险之中。调查还可能研究NFT和区块链是否可以为英国经济提供的更广泛的利益。[2022/11/5 12:18:43]

以太坊目前在其基础层上每秒可以处理约15笔交易。Layer2的扩展可以大幅增加交易数量。根据解决方案，能达到2000-4000笔交易/秒。

那Ethereum2.0呢？那也是对以太坊进行扩容的吗？

是的，Ethereum2.0引入了POS和分片，这将大幅提高基础层的交易吞吐量。

矿企CipherMining将通过ATM增发2.5亿美元的股票:9月24日消息，CipherMining计划通过ATM方式增发2.5亿美元的股票，投资银行H.C.温赖特(H.C.Wainwright)将担任Cipher股票的销售代理。所谓ATM（at-the-market）增发是指上市公司为了在一段时间内筹集资金而进行的后续股票发行。在ATM发行中，上市公司通过指定的经纪人，以当时的市场价格，逐步向二级交易市场出售新发行的股票。（coindesk）[2022/9/24 7:18:01]

这是否意味着Ethereum2.0发布后，我们就不需要Layer2的扩展了？

并非如此，即使有了分片，Ethereum仍然需要Layer2的扩展，以便在未来能够处理每秒数十万甚至数百万量级的交易。

这也是著名的“可扩展性三难”问题。理论上，我们可以跳过layer2，专注于扩展基础层，但需要高度专业化的节点来处理增加的工作量，这样会造成更高程度的中心化，从而降低网络的安全性和抗审查性能。

a16z Crypto发布纪念以太坊合并的NFT“Proof-of-Merge”:9月15日消息，a16z Crypto 发布纪念以太坊合并的 NFT“Proof-of-Merge”，用户在合并发生前可免费铸造。该NFT是一个动态NFT，根据“难度”的值和合并的估计时间输出不同的元数据和插图，并以 ASCII 艺术为特色，用计算机语言呈现不同视觉效果。

其中该NFT的生命周期有三个阶段，所有阶段都基于对 EVM 中嵌入的上述“难度”的读取。第一阶段，预合并时显示两个分开的圆圈。在第二阶段，随着合并的临近，两个圆圈将开始相交，直到它们重叠，形成类似日食的画面；一旦合并发生，形状将转化为最终形式：阴阳符号。[2022/9/15 6:57:00]

保证可扩展性决不能以牺牲安全性和去中心化为代价，在未来的发展中我们只能采用Layer1和Layer2扩展相结合的方式。

Coinbase Ventures公布Q2数据：共投资47笔，环比下降34%:7月21日消息，Coinbase Ventures公布Q2投资备忘录，该季度投资数量为47笔，环比下降34%，但同比增长68%。在具体赛道方面，Web3/协议基础设施占比最多，为38%，平台/开发者工具占比为21%，NFT/元宇宙占比为17%，DeFi占比为15%。[2022/7/21 2:29:49]

Layer2扩展解决方案

Layer2扩展是指通过处理链下交易来帮助提高Layer1性能的解决方案的统称。Layer2主要是可以提高交易速度和交易吞吐量。除此之外，还可以大大降低gas费。

当涉及到具体的扩容解决方案时，有多种选择。其中一些方案目前就可以使用，并且可以在短、中期内提高以太坊网络的吞吐量。

一些扩展解决方案是针对特定应用的，例如，支付通道。其他的方案比如OptimisticRollup，可以用于任何任意合约的执行。

为了更好地理解这些差异，让我们来探讨一下最流行的layer2扩展解决方案。

通道

通道是最早被人们广泛讨论的扩展解决方案之一，它可以让参与者在链外进行多次交易，而同时只向基础层提交两个交易。

最受欢迎的通道类型是状态通道及其子分类——支付通道。

虽然通道具有每秒轻松处理数千笔交易的潜力，但它们也有一些缺点：它的参与不是开放的，参与者必须是提前被知悉的，用户必须在多签合约中锁定自己的资金。最重要的是，这种扩展解决方案针对特定应用，不能用于扩展通用的智能合约。

在Ethereum上使用状态通道的项目是Raiden，支付通道的概念也被比特币的闪电网络所使用。

Plasma

Plasma是最初由JosephPoon和VitalikButerin提出的一个layer2扩展解决方案。它是一个在以太坊上构建可扩展应用的框架。

Plasma利用智能合约和Merkle树可以创建无限数量的子链，即以太坊区块链的副本。

将交易从主链卸载到子链中，可以实现快速和便宜的交易。但Plasma的一个缺点是，对于想要从layer2提取资金的用户来说，等待时间会很长。Plasma与通道类似，不能用于扩展通用的智能合约。

OMG网络建立在他们自己的Plasma上，称为MoreViablePlasma。而MaticNetwork是另一个使用改编版Plasma框架的平台。

侧链

侧链是兼容以太坊的独立区块链，有自己的共识模型和区块参数。

与以太坊的互操作性是通过使用相同的EVM来实现的，因此部署在以太坊基础层的合约可以直接部署到侧链上。xDai就是这样一个侧链的例子。

Rollups

Rollups通过将侧链交易捆绑或"滚动"到一个交易中，并生成一个加密证明，也就是SNARK来提供扩展。只有这个证明才会提交给基础层。

使用Rollups，所有的交易状态和执行都在侧链中处理。以太坊主链只存储交易数据。

有2种类型的Rollup。Zkrollups和Optimisticrollups。

Zkrollups虽然比Optimisticrollups更快、更高效，但并没有为现有的智能合约提供一个简单的方式来迁移到layer2。

Optimisticrollups运行一个名为OVM的EVM兼容虚拟机，它允许执行与以太坊上相同的智能合约。它能够使现有的智能合约更容易维护其可组合性，这在所有主要的智能合约均已经过battle测试的DeFi中极为重要。

运用Optimisticrollups的主要项目之一是Optimism，它们的主网很快就发布。

谈到Zkrollups，Loopring和Deversifi是建立在layer2的去中心化交易所的好例子。除此之外，还有ZkSync实现了可扩展的加密支付。

Rollups的可扩展性也可以被以太坊2.0放大。事实上，由于rollups只需要扩展数据层，所以可扩展性在Ethereum2.0阶段1(关于数据分片)中就可以获得巨大的提升。

总结

尽管有一系列layer2扩展解决方案可供选择，但看起来以太坊社区倾向于主要通过rollup和以太坊2.0阶段1的数据分片进行扩展的方法。

这方法也在VitalikButerin最近发表的一篇名为"ArollupcentricEthereumroadmap"的文章中得到了确认。

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