LAYER:一文看懂以太坊layer2擴容方案 | 火星號精選

Ethereum二層擴容是怎么回事？Optimism、xDai、OMG和Loopring等項目之間又有什么區別？接下來我們將回答這些問題。

擴容的必要性

自以太坊網絡推出以來，以太坊的擴容是討論最多的話題之一。關于擴容的爭論總是在以太坊網絡出現重大擁堵后上演。

最早出現這樣的爭論是在2017年的加密牛市，名聲不那么好的CryptoKitties與ICO，堵塞了整個以太坊網絡，造成gas費的大幅飆升。

今年，網絡擁堵又來了，且更為嚴重，這一次是由DeFi和流動性挖礦的火熱造成的。有一段時間，即使支付高達500多gwei的gas費，也會出現一時無法驗證交易的情況。

說到以太坊或其他區塊鏈的擴展，主要有2種方式：擴展基礎層本身，或將部分工作放到layer2上，以實現網絡的擴容。

報告：加密貨幣普及率高的地區房價高于沒有加密貨幣普及的地區:金色財經報道，美國國家經濟研究局的研究人員揭示了加密貨幣財富的增長與縣級房價上漲之間的直接聯系。數百萬家庭的交易級數據被用來確定個人加密貨幣財富的波動如何影響家庭消費、股權投資和當地房地產市場。7月份的論文題為“加密貨幣財富對家庭消費和投資的影響”，得出的結論是加密貨幣對實體經濟具有“巨大的溢出效應”。在2017年加密貨幣激增之后，加密貨幣財富普及率較高的縣的房價比沒有加密貨幣的縣的房價上漲了約46個基點。[2023/7/18 11:00:27]

Layer1擴展VSLayer2擴展

Layer1是標準的基礎共識層，目前幾乎所有的交易都在這一層結算。“層”的概念不是以太坊特有的，其他區塊鏈也有這樣的概念，如Bitcon或Zcash。

Layer2是建立在Layer1之上的另一層。這里有幾個重要的點。Layer2不需要對Layer1進行任何改變，只需利用Layer1現有的組成部分建立在它之上即可。Layer2還可通過將其狀態錨定到Layer1來享用Layer1的安全性。

由Cairo語言社區和貢獻者創作的The Cairo Book文檔現已發布:4月18日消息，由 Cairo 語言社區和貢獻者創作的The Cairo Programming Language Book 文檔現已發布，闡述了 Cairo 的概念、常見的編程概念、Cairo 的所有權系統、Cairo 函數測試等內容。[2023/4/18 14:11:42]

以太坊目前在其基礎層上每秒可以處理約15筆交易。Layer2的擴展可以大幅增加交易數量。根據解決方案，能達到2000-4000筆交易/秒。

那Ethereum2.0呢？那也是對以太坊進行擴容的嗎？

是的，Ethereum2.0引入了POS和分片，這將大幅提高基礎層的交易吞吐量。

這是否意味著Ethereum2.0發布后，我們就不需要Layer2的擴展了？

Ampleforth 開發人員首次推出基于以太坊的抗通脹代幣:金色財經報道，區塊鏈協議Ampleforth母公司Fragments推出了名為spot的抗通脹代幣，根據聲明，Spot是使用Buttonwood設計的最新項目，與Ampleforth的原生代幣ampl相關。ampl代幣是一種 rebase代幣，旨在使其價格接近CPI調整后的美元。CPI代表消費者價格指數，CPI調整后的美元是1美元，根據通貨膨脹進行調整。Ampl通過使用CPI調整后的美元來計算rebase的每日供應調整來保持平衡。

現貨代幣可作為由 ampleforth 代幣支持的一籃子鏈上抵押品的可自由贖回債權。由于現貨由 ampl 支持，因此 1 個現貨代幣的價格也應該趨向于 CPI 調整后的美元。?[2022/12/9 21:32:10]

并非如此，即使有了分片，Ethereum仍然需要Layer2的擴展，以便在未來能夠處理每秒數十萬甚至數百萬量級的交易。

報告：年輕人在其投資組合中持有加密貨幣的可能性是43歲及以上投資者的7.5倍:金色財經報道，美國銀行本周發布了 2022 年美國富豪私人銀行研究報告。報告顯示，美國銀行發現，年輕富有的美國人在其投資組合中持有加密貨幣的可能性是43歲及以上的投資者的 7.5 倍。此外，傳統的投資建議表明，年輕投資者比年長投資者持有更多而不是更少的股票。然而，21 至 42 歲年齡段的人僅持有四分之一的股票投資組合，而 43 歲及以上的投資者中這一比例為 55%，雖然 29% 的年輕人表示加密是創造財富的主要機會，但只有 7% 的老年人同意，年輕群體通常對私募股權或債務，以及與可持續或環境、社會和治理 (ESG) 相關的投資更感興趣。[2022/10/17 17:28:34]

這也是著名的“可擴展性三難”問題。理論上，我們可以跳過layer2，專注于擴展基礎層，但需要高度專業化的節點來處理增加的工作量，這樣會造成更高程度的中心化，從而降低網絡的安全性和抗審查性能。

Cardano在過去一個月平均日增2340個新錢包:5月21日消息，Watcher.Guru發推稱，在過去的一個月里，Cardano平均每天增加2340個新錢包。[2022/5/22 3:33:20]

保證可擴展性決不能以犧牲安全性和去中心化為代價，在未來的發展中我們只能采用Layer1和Layer2擴展相結合的方式。

Layer2擴展解決方案

Layer2擴展是指通過處理鏈下交易來幫助提高Layer1性能的解決方案的統稱。Layer2主要是可以提高交易速度和交易吞吐量。除此之外，還可以大大降低gas費。

當涉及到具體的擴容解決方案時，有多種選擇。其中一些方案目前就可以使用，并且可以在短、中期內提高以太坊網絡的吞吐量。

一些擴展解決方案是針對特定應用的，例如，支付通道。其他的方案比如OptimisticRollup，可以用于任何任意合約的執行。

為了更好地理解這些差異，讓我們來探討一下最流行的layer2擴展解決方案。

通道

通道是最早被人們廣泛討論的擴展解決方案之一，它可以讓參與者在鏈外進行多次交易，而同時只向基礎層提交兩個交易。

最受歡迎的通道類型是狀態通道及其子分類——支付通道。

雖然通道具有每秒輕松處理數千筆交易的潛力，但它們也有一些缺點：它的參與不是開放的，參與者必須是提前被知悉的，用戶必須在多簽合約中鎖定自己的資金。最重要的是，這種擴展解決方案針對特定應用，不能用于擴展通用的智能合約。

在Ethereum上使用狀態通道的項目是Raiden，支付通道的概念也被比特幣的閃電網絡所使用。

Plasma

Plasma是最初由JosephPoon和VitalikButerin提出的一個layer2擴展解決方案。它是一個在以太坊上構建可擴展應用的框架。

Plasma利用智能合約和Merkle樹可以創建無限數量的子鏈，即以太坊區塊鏈的副本。

將交易從主鏈卸載到子鏈中，可以實現快速和便宜的交易。但Plasma的一個缺點是，對于想要從layer2提取資金的用戶來說，等待時間會很長。Plasma與通道類似，不能用于擴展通用的智能合約。

OMG網絡建立在他們自己的Plasma上，稱為MoreViablePlasma。而MaticNetwork是另一個使用改編版Plasma框架的平臺。

側鏈

側鏈是兼容以太坊的獨立區塊鏈，有自己的共識模型和區塊參數。

與以太坊的互操作性是通過使用相同的EVM來實現的，因此部署在以太坊基礎層的合約可以直接部署到側鏈上。xDai就是這樣一個側鏈的例子。

Rollups

Rollups通過將側鏈交易捆綁或"滾動"到一個交易中，并生成一個加密證明，也就是SNARK來提供擴展。只有這個證明才會提交給基礎層。

使用Rollups，所有的交易狀態和執行都在側鏈中處理。以太坊主鏈只存儲交易數據。

有2種類型的Rollup。Zkrollups和Optimisticrollups。

Zkrollups雖然比Optimisticrollups更快、更高效，但并沒有為現有的智能合約提供一個簡單的方式來遷移到layer2。

Optimisticrollups運行一個名為OVM的EVM兼容虛擬機，它允許執行與以太坊上相同的智能合約。它能夠使現有的智能合約更容易維護其可組合性，這在所有主要的智能合約均已經過battle測試的DeFi中極為重要。

運用Optimisticrollups的主要項目之一是Optimism，它們的主網很快就發布。

談到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，還有ZkSync實現了可擴展的加密支付。

Rollups的可擴展性也可以被以太坊2.0放大。事實上，由于rollups只需要擴展數據層，所以可擴展性在Ethereum2.0階段1(關于數據分片)中就可以獲得巨大的提升。

總結

盡管有一系列layer2擴展解決方案可供選擇，但看起來以太坊社區傾向于主要通過rollup和以太坊2.0階段1的數據分片進行擴展的方法。

這方法也在VitalikButerin最近發表的一篇名為"ArollupcentricEthereumroadmap"的文章中得到了確認。

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