给区块链扩容难吗？从比特币到以太坊

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DeFi业务的增长从2020年起飞，TVL从$600M到$25B，增长了40倍。从一个现象就能直观感受：DEX去年从每日数千笔到达数十万笔规模，Uniswap的单日交易量甚至一度超过了老牌中心化交易所Coinbase。

以太坊上的交易量不断攀升，区块容量却开始吃紧，而矿池选择GasPrice竞价排序交易使其利益最大化。同时考虑到DeFi业务技术上存在抢跑攻击，用户心理上存在FOMO等问题，导致最终大家愿意付出更高的价格让交易跑得飞快。高价矿工费，使我们离普惠金融的初衷渐行渐远。

那么以太坊为什么不选择直接提升区块容量，承载更多交易呢？原因很简单，区块链核心限制在于「每一笔交易都要由网络中每一个节点验证处理」，那么当区块大小扩大几倍时，则会让更多小型节点退出，逐渐走向中心化。

给区块链扩容难吗？

比特币金融服务提供商Unchained推出多签托管私人客户服务:金色财经报道，比特币金融服务提供商Unchained今天宣布推出Unchained Signature，这是一项会员制服务，帮助高净值个人、机构和企业投资和管理他们的比特币。

Unchained Signature为客户提供高接触式支持，类似于传统金融领域的优质银行服务，其关键区别在于协作托管，也称为多重签名托管。[2023/7/12 10:49:03]

早在2010年时中本聪就已经探讨过扩容问题，最初中本聪在比特币源码中设定区块容量为32M，但后来区块交易量一直很小，就把容量设置为了1M。他自己也认为如果有扩容需求，那么在代码中设定区块高度自动升级区块容量就好了。

但是后来比特币扩容却不是那么顺利，主要分歧在于是采用「隔离见证和闪电网络」，还是「增加区块容量」。前者认为「区块容量增大要求更高带宽和存储，会使节点逐渐走向中心化」，希望借助隔离见证和闪电网络这两项技术完成扩容，不增加区块容量。

注：这也是为什么Eth2希望采用PoS降低节点门槛，从而让更多人可以成为验证人，使其完成去中心化世界账本的理想。

当然这最后已经不是技术问题了，而是上升到了意识形态之战，经历香港共识的出尔反尔与不信任，最终走向硬分叉的道路，形成目前BitcoinCore和BitcoinClassic两条扩容路线。

Circle加入LOT Network以保护其免受专利诉讼影响:金色财经报道，稳定币发行商Circle加入LOT Network（一个旨在阻止专利流氓的非盈利公司组织）以保护其免受专利诉讼影响。[2023/3/23 13:22:33]

比特币扩容过程就像一场戏剧，我们可以看到诸如SegWit、SchnorrSignature、LightningNetwork等扩容技术落地实现，但还未有质的改变。

SegWit：交易数据压缩至25%；

SchnorrSignature：单签名数据压缩至50%；多重签名：多笔交易压缩成单笔交易体积；

LightningNetwork：缺少点对点小额支付场景，资产规模仅有1000+BTC。

后来闪电网络白皮书的作者JosephPoon转战以太坊社区，与Vitalik在2017年发布Plasma白皮书，试图解决以太坊的扩容问题。

麦肯锡、腾讯和埃森哲部分高管加入Animoca Brands:7月22日消息，近期部分原麦肯锡、腾讯和埃森哲高管加入了 Animoca Brands，包括原腾讯微保董事长刘家明（任 Animoca Brands 首席商务官）、原腾讯国际业务集团（IBG）高级业务发展总监 Benny Ho（任 Animoca Brands 业务发展主管）、原麦肯锡高管 Brian Chan（任 Animoca Brands 运营和项目副总裁）、原埃森哲高管 Kenneth Shek（任 Animoca Brands 项目管理总监）。此外，原 Gerson Lehrman Group 大中华区业务总经理 Minh Do、高级财务副总裁 Joanne Chan 也已加入 Animoca Brands，任联合首席运营官与副首席财务官副首席财务官。（The Block）[2022/7/22 2:30:48]

Plasma主张将交易的计算和存储搬到Layer2，然后将多笔交易压缩成一个区块，并将区块的默克尔根提交到Layer1Plasma合约，从而提高吞吐量和降低交易成本。

Layer2依赖Layer1Plasma合约作为安全信任和仲裁层，如果Layer2出现问题/作恶，那么用户可以借助Layer1Plasma合约退出资金。退出资金要等待约2周的挑战期，在此期间任何人都可以提交「欺诈性证明」证明退出无效，从而获得奖励。反之，若无问题则等待挑战期结束，顺利退出。

吉宏股份回复关注函：合伙企业拟投资项目与元宇宙相关 存不确定性风险:5月30日消息，吉宏股份回复深交所关注函称，股权投资合伙企业系公司与文广融创、文广投资共同出资设立，初步聚焦早中期元宇宙产业链领域。目前人们对元宇宙的认知仍处于早期阶段，相应技术的研究和发展方向尚未明确，相关产业及商业模式尚处于探索过程中，股权投资合伙企业拟投资项目与元宇宙产业息息相关，存在不确定性风险。[2022/5/30 3:49:16]

Vitalik称Plasma是sidechainsthathaveanon-custodialproperty，究其原因主要是用户需要信任SideChain机制，而无法保障自己资金的所有权，但Plasma通过交互式欺诈性证明可以让用户随时申请退出资金，即便Plasma子链出现问题/作恶。?

Plasma曾是社区的希望，我们可以看到许多Plasma变体实现诸如OmiseGo、Matic、Loom等，但因为一些缺陷，它并没有获得社区最终的青睐：

缺少数据可用性，用户不得不依赖Plasma可信任节点数据或不断监控网络是否作恶，无法获得同等于Layer1的安全性。

提款周期长，依赖长达两周的欺诈性证明挑战期，如果有人作恶，同时挑战期内无人发现并提交作恶(欺诈)证明，那么用户资金存在损失风险。

Coinbase客户由于Gyen币种大跌发起诉讼:5月13日消息，加密货币交易所Coinbase客户发起诉讼由于Gyen币种大跌，跌到“什么也不剩”的地步，加密货币交易所Coinbase客户就该平台在加密货币稳定币的推广交易中扮演的角色提出诉讼。根据周四提交给美国加州北部联邦法院的集体诉讼文件，数字资产交易平台和GYEN代币的发行人被指控在稳定代币的稳定性方面误导投资者，导致了数百万美元的损失。据称，GYEN的价值与日元的价格挂钩。但诉讼文件称，2021年11月，当Coinbase开始提供GYEN交易时，该代币就立即与日元脱钩。（金十）[2022/5/13 3:13:40]

上面这段话可能有些难以理解，我们来举个数据可用性的例子：

当你去玩德州扑克时，你从柜台(Layer1)将美元换取筹码，然后你开始随便找了一张桌子玩了几个小时德州(Layer2交易)，当你赢到盆满钵满的时候，你准备起身到柜台兑换筹码。此时的坏人给你当头一棒，你失去了记忆(数据不可用)，牌桌上的荷官当作什么事情没有发生过一样，重新开始刚才的牌局，走你本应赢到的筹码。

从过去比特币和以太坊扩容情况来看，我们逐渐找到了理想扩容方案应该有的样子

保持区块容量大小，避免走向中心化；

支持数据可用性，用户可以从L1上重建交易状态；

随着2019年以太坊硬分叉升级-Istanbul，我们离理想扩容方案越来越近，此次升级包含两个Layer2友好的EIP提案

EIP-1108：使SNARKs和STARKs验证运算更便宜；

EIP-2028：降低CalldataGas消耗量，以便L2数据采用Calldata形式低成本上链。

Layer2Rollup的现状

什么是Rollup？?

Rollup有不少中文译名，其中一个打趣的翻译是「春卷」，你可以想象将食物卷起来一口吃下去的感觉。实际上，Rollup就是将交易数据压缩放到Layer1上，从而实现同样的区块容量可以塞下更多交易，将30TPS扩容到3000TPS级别，再搭配上Eth2Sharding扩容，效果可以媲美当下Visa的水准。

如何压缩数据？

压缩是Rollup的精华，巧妙的压缩技巧可以塞下更多的交易，同时压缩数据上链可以提供「数据可用性」，保障用户资产安全。

一笔简单的以太坊交易(比如发送ETH)通常消耗约110字节。然而，在Rollup上发送ETH仅消耗约12字节。我们以收款地址和交易签名举例：

To：使用「索引」来代替20字节的地址(例如：一个地址是「状态树」中的第4,527个地址，我们就可以用索引4,527来表示它)；

Signature：利用零知识证明的特性，将数千笔交易签名转化为零知识证明，通过检查证明的有效性，从而证实数千笔交易有效。

Rollup方案对比

Rollup方案主要分为两种：ZKRollup和OptimisticRollup。前者采用有效性证明，后者采用欺诈性证明，这两种证明方式背后的理念是不同的：

有效性证明：采用数学的方式保障资金安全、用户体验流畅和隐私，但短期内无法支持通用的EVM计算；

欺诈性证明：支持通用EVM计算(方便以太坊项目迁移)，但短期内无法采取零知识证明，所以折衷选择欺诈性证明，保障资金安全。

最后，本文为了讲述Layer2发展历程提及了一些过往不同的扩容方案，但这并不意味这些方案的思路是失败的。这其中除了技术问题，商业可行性也是值得深思的，正如Vitalik对这两种Rollup方案的评价：

短期内，OptimiticRollup很可能在通用的EVM计算中胜出，而ZKRollup则可能在简单的支付、交易和其他特定应用场景中胜出。但从中长期来看，随着ZK-SNARK技术的改进，ZKRollup最终将在所有场景中胜出。

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本文来源：

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文章作者：阿树

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