一文了解各种各样以太坊L2解决方案的好坏 因时制宜或才算是最好发展趋势对策_跨链

一文了解各种各样以太坊L2解决方案的好坏 因时制宜或才算是最好发展趋势对策

现如今以太坊的难题取决于，用户越多，以太坊的速率就越低，应用成本费越高。持续恶变的用户感受吸引住了来源于例如火币网智能化链BSC，Solana和Polkadot等关键竞争对手角逐智能合约服务平台王位。以太坊的不断执政影响力在于其提升 货运量和减少花费的工作能力。

即便以太坊的高級用户对ZK-Rollups，分块（Sharding）或Plasma等语汇没什么兴趣，但这一世界最活跃性的区块链技术的将来却在于这种。在本汇报中，大家将处理以太坊当今的拓展难题及其以太坊的潜在性解决方案。

以太坊每日适用很多的经济活动。它每日清算数十亿美元的交易，而且在迅猛发展的区块链技术金融业（DeFi）和非单一化代币总（NFT）行业中运作不计其数的区块链技术应用软件（Dapp）。可是，以太坊的区块链室内空间比较有限，全部这种应用软件都是在角逐同样的資源，这代表着当互联网时延时，交易越来越更为价格昂贵且延迟时间大量。事实上，针对用户来讲，以太坊上的每笔智能合约交易（比如Uniswap交易）花费很有可能会超出数百美元，实际在于互联网的时延水平，进而造成互动交易成本费过高。可是，这针对获益于这般高的交易费的挖矿而言很好，与2017年的大牛市高些对比，挖矿收益当今能够提升50％：

幸运的是，开发人员精英团队已经开发设计几类拓展解决方案，每个解决方案都是有自身与众不同的提升和选择。严格意义上来说，“扩展性”是单独连接点解决的交易量，“货运量”是互联网能够解决的总交易一量。为了更好地以便探讨，大家讨论的扩展性就是指解决的全部交易。

以太坊向着这一总体目标的演化看上去好像几个分离的路面，有时候会连接在一起，通往同样的到达站。每一个拓展解决方案看上去都类似树或管理中心辐射源实体模型，可是每一个解决方案都是有其自身的细微差别，能够处理特殊的测试用例。解决方案关键有两大类：

Layer 2——链下拓展（以太坊基本链以外的交易和测算）。各种各样项目实施解决方案的方式关键有四种。事实上，每一个新项目应用融合了不一样种类技术性的混和方式。

Layer 1——链上拓展，或将全部交易保存在以太坊上的拓展解决方案

1.情况安全通道

情况安全通道容许用户开展数次滑链交易，而仅向以太坊互联网递交2次交易-一次在开启时递交，一次在关掉安全通道时递交。

这使主互联网解决了认证很多事务管理的压力，但出示了同样等级的安全系数。互联网中的参加者必须将储蓄存进多种签字合同书，该合同书必须实行阀值总数的签字（比如五个中的3个）。一旦资产存进方式，参加者就可以依据必须开展数次交易。当参加者不会再必须方式时，她们能够递交結果，等候一段时间以保证对結果沒有一切挑戰，随后在链上递交最后交易并开启其资产。

举一个简易版的情况安全通道事例：一个双方或更多方面中间的付款方式。当已经知道总数的参加者中间有很多交易（比如小额贷款付款）时，这很有效。交易是及时的，而且大大减少了在以太坊区块链技术上解决交易需要的花费。

缺陷是创建安全通道并对其开展积极主动监控以保证沒有故意个人行为者，这一全过程必须花费时间。除此之外，资产在安全通道有效期限内被锁住，而且尚不兼容智能合约。

与此相关的新项目包含Raiden Network，Celer，Connext，Statechannels和Perun。比如，Raiden早已在以太坊上完成了类似BTC的闪电网络的系统软件，在其中包含对ERC20代币总的适用。Celer致力于情况安全通道技术性，但也出示了几类与以太坊，Polkadot和NEO兼容的相辅相成侧链。

2.Plasma（子链）

Plasma是一种以太坊区块链技术团本架构，称之为子链（childchain）。能够在这种Layer二区块中解决不计其数笔交易，并捆缚为一笔单一交易。Plasma能够有很多层，因而能够无尽地有着一个小孙子链和曾孙子链。子链是无信赖和非代管的链，用户能够操纵其资产。这代表着，假如产生不正确或被黑客入侵，用户能够引入Plasma链的全新恰当快照更新以修复情况并找到其代币总。这儿有一个挑戰期，用户从Plasma链中获取资产后将在以太坊碳链上付款一笔交易费。

举个例子，以太坊区块链技术便是最高人民法院，而Plasma链如同下属人民法院一样。

优点取决于，Plasma能够以较低的每单交易成本费保持每秒钟达到1,000笔交易（TPS），而每一个Plasma区块链的gas成本费是固定不动的。与情况安全通道不一样，Plasma还能够解决灵便总数的用户，从一开始就不用设定总数。资产的安全系数和可找到性也很高。

缺陷是Plasma沒有适用智能合约实行的协调能力，因为它仅适用迁移或swap等基本要素。除此之外，虽然用户能够获取资产，但她们还必须定期维护Plasma链以发觉一切不正确，以避免被网络黑客运用。与情况安全通道相近，必须“监控塔”来维护保养互联网快照更新。因为这种缘故，Plasma已不会再是优选解决方案。

与此相关的新项目包含Polygon（之前称之为Matic），OMG Network，Gluon，LeapDAO和Gazelle。Ploygon是Plasma和利益证实混和侧链，大家将在下一部分中详细介绍。

3.侧链

Plasma子链和侧链彼此之间类似，但从安全性视角看来各有不同。

Plasma子链在无信赖的自然环境中依靠以太坊的安全性体制，并因为其高货运量和安全性确保而对于付款开展了提升。可是，侧链是与以太坊并列运作并与之通讯的单独区块链技术。它应用另一个代币总与以太坊挂勾联接，进而建立了双重桥。侧链是彻底单独的区块链技术，具备自身的共识机制和安全系数确保。

如同他们支撑点以太坊一样，这种侧链不相干区块链技术，而且还能够根据应用ADA而不是ETH建立挂勾来适用别的基本层，比如Cardano。她们仅在升级分类账情况时与碳链开展互动。如同侧链能够与别的区块链技术友善一样，用户和营运商能够在没有依靠以太坊的状况下链下并存并维护保养好几个侧链。

优点取决于，侧链是具备自身的代币总的区块链技术，可以适用智能合约（没有碳链上），因而对于协调能力开展了提升，并具备多种多样测试用例。相对来说，此项技术性是做为拓展解决方案而创建的，依据侧链的设计方案，它能够出示大概10,000 TPS的速率。

缺陷是它并不是一个无信赖的自然环境，由于用户必须将资产代管迁移到侧链。安全系数也是另一个必须关心的难题，由于与以太坊对比，侧链不那麼完善，区块链技术也更差，以太坊过去两年中从区块链技术中获益匪浅。除此之外，双重挂勾代表着侧链代币总还必须维持使用价值并在上行得通，这一般 是根据在该侧链上扣除花费并具备合理的代币总社会经济学来完成的。

与此相关的新项目包含xDAI，Polygon，POA互联网，Liquid互联网和Skale网络。xDai Chain是一种付款区块链技术，致力于完成迅速，便宜的平稳交易。xDai用以交易，支付和花费。

Matic（现为Polygon）与Circle协作发售了USDC稳定币，并与Chainlink同盟，为以太坊手机游戏出示适用。Matic改名为Polygon，以运行Layer2汇聚架构为重心点。该精英团队将再次代管Matic Network的当今解决方案，即应用Plasma架构的PoS以太坊侧链。可是她们如今觉得这一目前的侧链是“不火爆的Layer2解决方案”。据报道，Polygon将要发布的SDK将使开发者可以建立好几个Layer2解决方案，比如Optimistic Rollups，ZK Rollups和Validium，这就是该精英团队将其称之为Layer2汇聚器的缘故。

4.Rollup

Rollup容许将数千个交易捆缚在单独Rollup区块链中。它很有可能会出示100倍的货运量，由于公布在Layer1以外传送的数据信息引言比Layer 1的储存和测算压力少且划算。引言数据信息仍在Layer1（以太坊）上获得维护，而不用在以太坊链上开展详细的测算和储存。

与情况安全通道不一样，Rollup中的资产是由智能合约拥有的，运作方在该合同里将资金分配Layer1智能合约中。全部交易都是在layer2上产生，而且假如用户觉得Layer2实际操作是故意的，则能够在Layer1上实行。各种不良行为者将被减少质押贷款物，检举的人将获得一部分被减少的质押贷款物做为酬劳。

Rollup针对减少花费，出示迅速的交易货运量和向用户对外开放参加很有效。有二种关键种类：Optimistic Rollup和ZK Rollup。

4a Optimistic Rollup

Optimistic Rollup应用了与以太坊碳链平行面运作的侧链。在进行一批交易以后，Rollup会向主网明确提出一个新情况。举个例子，她们商谈并公正了交易。她们每秒钟能够解决约300个智能合约启用或每秒钟约2,000个基本转帐。因为它与以太坊vm虚拟机（EVM）兼容，因而在以太坊上做的一切事儿还可以在Optimistic Rollup上做。它是一种用以拓展通用性智能合约的解决方案，而且是一种以有效的安全性水平转移区块链技术应用软件（DApp）的简易方式。

但其让步之处取决于，资产很有可能会遭受潜在性进攻媒体的威协。假如公布了有误的情况变换，则用户将可以注销有误的区块链并大幅度减少各种不良行为者的质押贷款资产。提现速率也比较慢，很有可能要花几日時间，以容许提出异议或纠纷案件期。

致力于此的新项目包含Optimism，Arbitrum，Fuel Network和Cartesi。Uniswap V3已经Optimism上运行，该版本号现阶段已经将此解决方案认证为优选的Layer2解决方案。Optimism的主网已于2021年1月应用Synthetix等纳入授权管理的协议书开展了软起动，虽然它如今提前准备在2021年7月以后的某一時间全方位交付使用。这种授权管理协议书的用户早已节约了超出1000万美金的花费。可是，依然没法明确具体的用户选用状况，因为它必须更改用户的个人行为，比如务必依靠适用这类新侧链提高作用的新钱夹。

4b ZK Rollup

尽管Optimism假设交易默认设置状况下是合理的，而且仅在碰到挑戰时才运作测算，但ZK Rollups会在链外运作全部测算，并递交要储存在以太坊上的实效性证实。零专业知识（Zero Knowledge，ZK）就是指外国投资者务必出示的数据加密证实，才可以将一系列交易纪录在以太坊区块链技术上。

该证实有时候被称作SNARK（简约的非互动式专业知识论述）。经营方必须为每一个情况变换转化成证实，以太坊上的Rollup合同对于此事开展了认证。该SNARK证实存有一系列从一个情况到另一个情况的次序交易。这类似向以太坊区块链技术展现数值，而不向她们展现全部交易数据信息或結果的得到方法。因而，认证区块链更快，更划算，由于涉及到的数据信息更少。

ZK Snarks（可与ZK Proofs交换应用）常常被例如Z Cash这类的隐私保护币应用。可是ZK Rollups使用零专业知识技术性来提高工作效率，而不是私密，方式是将不计其数笔交易放到链下开展，随后将他们做为单独Rollup交易递交到以太坊上。据报道，ZK Rollup将可以在ETH1上解决约3,000 TPS，在ETH2上解决20,000 TPS，而花费仅为Layer1成本费的1％。比较之下，透支卡一般 解决5,000 TPS，虽然听说他们能够解决高些的货运量（65,000 TPS）。

优势是，在Layer1和Layer2中间迁移资产沒有延迟时间，由于合同接纳的实效性证实早已认证了资产。因而，假如用户决策将其资产从Layer2撤出到Layer1，则清算比Optimistic Rollups迅速。可是，因为必须转化成ZK证实，因而Layer 2到Layer 2的交易大概必须10到三十分钟。另一个缺陷是，智能合约适用仍在开发设计中，因而ZK Rollup只有完成简易的交易迁移。现阶段也没法将EVM封裝在零知识证明中，因而DApps尚不可以转移到ZK Rollup。

ZK Rollup上的项目包含Loopring，ZkSync（Matter Labs），Aztec和Hermez。Loopring根据在链下数据网络和测算，另外运用零知识证明来维持信赖降到最低的特性，将该关键技术于搭建订单信息区块链技术交易市场。在Loopring 3.0上，实行买卖必须花销不上一美分的以太坊gas费。Aztec近期布署了zk.money，这是一个用以ETH及其未来的ERC-20代币总的独享Rollup服务项目。客户能够将ETH递交给Aztec rollup合同以屏蔽掉和推送个人买卖。

后退一步，如同ZK和Optimistic Rollups的共同之处取决于数据信息在链上一样，Plasma和Optimistic Rollups中间也是有共同之处，由于他们是根据防欺诈的系统软件。这里有四个象限，意味着不一样种类的系统软件。实效性认证系统软件的第二种种类是Validium。

5. Validium

Validium应用实效性证实（比如ZK Rollup），但数据信息未储存在以太坊链中。因为每一次转帐都务必历经受权，因而Validium中的资产是安全性的。将数据信息保存在碳链以外，每一个Validium链数最多可完成20,000 TPS，这能够彼此之间并行处理运作。

那样做的益处是沒有取现延迟时间，而且不易遭到根据的系统软件所遭遇的进攻。衡量的地方是它对智能合约的适用比较有限，而且必须强劲的数学计算和10到三十分钟的時间来转化成ZK证实，这针对低扩散系数运用来讲既不省时省力，都不具备成本效益。因而，它很有可能会在入门的情况下碰到鸡和蛋的难题。

Starkware和Matter Labs应用了Validium。Deversifi是第一个应用StarkWare批处理命令技术性的服务平台，不用付款gas费，沒有回退风险或支付失败就可以买卖和出让代币总。Matter Labs开发设计了zkPorter。

扩充解决方案：混和计划方案

虽然以上扩展解决方案可以说干净整洁，但实际是技术性能够组成在一起，每个都是有分别的衡量。比如，Matic转为Polygon，运行了Layer2汇聚器。除此之外，Celer融合了情况安全通道和主链解决方案。

Layer2扩展解决方案的缺陷

这种对映异构扩展解决方案的衡量取决于，没有一个单一的全局性情况适用可组成的智能合约。当今，大部分客户都依靠简易的单一系统软件Layer1。Layer2扩展规定在客户个人行为，钱夹，推测机和DApps中开展重特大变更。创建智能合约的开发者很有可能不愿解决Layer2，或跨Layer2情况，或主链中的安全性实体模型，或情况安全通道互联网中的流通性路由器。她们很有可能也不愿应用ZK证实解决怎样在链下运作测算。

每个Layer2项目中间也欠缺通讯。这代表着跨Layer2的传送并不是无缝拼接的，或是必须中继主链。应用软件很有可能还必须考虑到外生情况，这依然必须开展科学研究。

这种艰难及其来源于别的智能合约服务平台的市场竞争驱使以太坊优先选择考虑到开发设计Layer2解决方案，尤其是Rollup。ETH2开发者已更改路线地图以表明Rollup的兴起，以太坊方案使ETH2分块和Rollup协调工作。

ETH 1.x到ETH 2.0的扩展解决方案

ETH2是初次一种大中型区块链技术在全方位运行的状况下到新的共识机制下开展复建。它是以太坊最开疆辟土的全系统更新，比如在试着修建新船的另外维持再次出航。ETH2的一个重要层面是以太坊从劳动量证实（PoW）到利益证实（PoS）体制的衔接，这有利于迅速地解决买卖。

PoW：在这类的共识方式中，全部买卖都务必由挖矿应用蛮干测算对区块链开展hach确定。这使互联网维持安全性，但限定了挖矿能够迅速散播区块链的速率。每一个新的以太坊区块链务必是依照次序的，不可以并行计算。

PoS：在PoS的共识实体模型中，ETH2使随意总数的认证器（最少32 ETH）能够运作认证器，而不用价格昂贵的挖币机器设备或维护保养规定。本次升級对挖矿的交易手续费沒有危害，挖矿的交易手续费近期已占挖矿全年收入的约50％（客户程序挖矿收益数据图表）。PoS根据使参加者更便于浏览来完成以太坊区块链技术。区块链時间将更为可预测分析，由于与PoW链上的状况一样，该全过程沒有有关的起伏。虽然因为分块（或分拆区块链技术），终端用户的花费较低。在编写文中时，有360万只以太坊已存进ETH2，使用价值70亿美金，占总供给量的3％。

结果

以太坊是已经开展系统软件级复建的最有使用价值的互联网。能够了解，开发者已经慎重地执行变更。在以太坊专注于ETH2的另外，项目另外出示了多种多样技术性，以出示最好的扩展解决方案。各种各样扩展解决方案的交货次序无关痛痒。DeFi的兴盛证实，可组成性是取得成功的重要，并具有网络效应。一样，扩展以太坊也不是赢家通吃的赛事。

从Layer1和Layer2改善中得到的可扩展性盈利将互相累加，尤其是假如项目能够为可组成的扩展体制共同奋斗得话。获胜将是向PoS和以太坊的有序推进，维持其做为区块链技术应用软件实际上的智能合约服务平台的最大影响力。

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