以太坊擴容指南：深入理解第 2 層網絡與側鏈技術

第 2 層網絡使用多種技術來解決以太坊等第 1 層區塊鏈的可擴展性瓶頸。

區塊鏈基礎設施已經發展成爲包含第 1 層和第 2 層網絡的生態系統。

在本文中，我們將探討兩者之間的區別，以及第 2 層網絡和側鏈等其他擴展方法如何嘗試解決第 1 層區塊鏈的可擴展性挑战。

什么是第 2 層網絡？

簡單來說，第 2 層網絡是位於以太坊等第 1 層網絡之上的區塊鏈網絡，第 1 層網絡爲在其上構建的網絡提供基礎架構和安全性、驗證交易和達成共識。

第 2 層網絡使用各種技術來解決第 1 層區塊鏈上的可擴展性瓶頸，這些瓶頸是由吞吐量和交易成本引的。

例如，根據區塊鏈瀏覽器 Etherscan 的數據，以太坊目前每秒處理約 14 筆交易 (TPS)。相比之下，Visa每秒處理約 65,000 筆交易。

可擴展性問題在網絡活動高峰期最爲明顯，此時區塊鏈網絡面臨交易費用（也稱爲 gas 費用）增加、網絡擁塞和交易時間減少的問題。

2017 年，以太坊創始人 Vitalik Buterin 提出了區塊鏈的“可擴展性三難困境”，認爲區塊鏈面臨的挑战是每秒處理數千筆交易，同時保持安全性並堅持去中心化的精神，即在不需要集中控制的情況下運行。

該理論源自計算機科學，其認爲網絡只能專注於其中兩個原則，而必須犧牲第三個原則做出讓步。

以太坊解決可擴展性問題的方法就是專注於使其自己的第 1 層區塊鏈網絡盡可能安全和去中心化，同時將可擴展性外包給在其基礎設施之上構建的第 2 層網絡。

擴展網絡如何工作？

擴展網絡部署了各種不同的解決方案來幫助解決第 1 層網絡的可擴展性挑战。

這些網絡包括捆綁交易或鏈下處理交易、使用側鏈或第 2 層匯總。

側鏈

側鏈是獨立於第 1 層鏈運行的區塊鏈，具有自己的共識機制和代幣。

它們通過橋接器連接到第 1 層區塊鏈，該橋接器使用智能合約“鎖定”第 1 層鏈中的資產，並在側鏈上鑄造這些代幣的鏡像，這些代幣的價值與鎖定的資產掛鉤。

然後使用這些鏡像代幣執行交易，之後可以銷毀它們，從而釋放第 1 層鏈上的鎖定代幣。

Rollups

Rollups 採用不同的方法，通過匯總（因此得名）多個交易，將它們作爲單個交易呈現給第 1 層區塊鏈，這樣可以比單個交易更快地進行處理。

Rollups 主要有兩種類型：樂觀匯總和零知識 (zk) 匯總。

樂觀匯總假設所有匯總數據都是有效的，允許人們事後對交易提出異議，以確定它們是否合法。有爭議的交易直接提交給第 1 層網絡以解決爭議，如果雙方被證明是錯誤的，雙方都將失去質押的代幣。

零知識匯總採用零知識證明，這是一種加密技術，可用於證明某事是已知的，而無需直接泄露已知信息。交易被匯總成在鏈下執行的批次，完成的批次使用 zk 證明提交到第 1 層鏈，以證明提議的狀態更改是正確的。

你需要知道的以太坊擴容

有許多不同的第 2 層和側鏈網絡建立在以太坊之上或與之並列，每個網絡都有自己首選的技術解決方案來擴展第 1 層。根據 CoinGecko 的數據，截至 2024 年 11 月，按總鎖定價值 (TVL) 計算，以下是最大的以太坊鏈。

Base

Base 由加密貨幣交易所 Coinbase 孵化，建立在以太坊擴展解決方案 Optimism 之上。自 2023 年 8 月推出以來，它迅速成爲第 2 層領域的領先者，僅用 11 天就飆升至超過 100 萬個地址。據 Coinbase 首席執行官 Brian Armstrong 稱，該交易所沒有爲 Base 發行代幣的計劃，並試圖讓 Base 成爲“比 Coinbase 主導的項目更廣泛的東西”。

Arbitrum

Arbitrum 由 Offchain Labs 創建，利用樂觀匯總來擴展以太坊，聲稱其 tps 爲 40,000，而以太坊的 tps 僅爲 14。2023 年 3 月，Arbitrum 推出了其原生 ARB 代幣用於治理，將項目的控制權移交給由社區成員組成的去中心化自治組織 (DAO)。

Polygon

Polygon 原名爲 Matic Network，採用多管齊下的方法來擴展，部署了多種解決方案，包括其主 POS 鏈（側鏈）、Plasma 鏈、zk-rollups 和optimistic rollups。它立志成爲不僅僅是一個擴展解決方案，而是將自己標榜爲推出可互操作區塊鏈的平台。2024 年 9 月，它完成了從原始原生代幣 MATIC 到新代幣 POL 的遷移。

Optimism

Optimism 於 2021 年 1 月在主網上推出，顧名思義，它使用樂觀匯總，假設匯總中的所有交易都是有效的。Optimism 使用序列器進一步壓縮其匯總中的數據，然後將交易數據提交到主以太坊鏈。每個匯總的驗證者都有一周的時間來查詢匯總，如果他們認爲匯總包含欺詐數據。

Scroll

Scroll 是第二層領域的一個相對較新的參與者，於 2023 年 10 月在主網上推出。該平台使用 zkEVM 技術進行批量證明，利用“字節碼級兼容性”和以太坊虛擬機支持來確保 EVM 應用程序和工具“开箱即用”兼容。Scroll 在 2024 年 10 月的空投中推出了其 SCR 代幣。

Blast

Blast 由 NFT 市場 Blur 創始人 Tieshun “Pacman” Roquerre 領導的團隊於 2024 年 2 月推出，與其他第 2 層網絡不同，其特點包括 ETH 和穩定幣的原生收益。第 2 層網絡於 2024 年 6 月對其原生代幣 BLAST 進行了空投。

第 2 層網絡的未來

以太坊聯合創始人 Vitalik Buterin 表示，第 2 層網絡是以太坊“以匯總爲中心路线圖”的關鍵部分，他希望使用第 2 層解決方案來提高區塊鏈每秒處理超過 100,000 筆交易的能力。

Buterin 概述了將以太坊的兩種擴展策略（分片和第 2 層協議）融合在一起的計劃，他將其稱爲“The Surge”。該路线圖將使第 2 層區塊鏈實現加密解決方案，例如 SNARK（簡潔的非交互式知識論證），以確保交易的完整性。Buterin 還尋求確保第 2 層網絡繼承以太坊的核心原則，即無需信任、开放和抗審查。

第 2 層網絡不僅限於以太坊。2024 年 6 月，BitcoinOS 的程序員聲稱首次在比特幣主網上驗證了零知識證明，從而开啓了使用匯總來擴展比特幣的可能性。Solana 也看到了越來越多的第 2 層活動，例如通過以遊戲爲中心的 Sonic SVM 網絡。

與此同時，新的第 2 層網絡繼續在以太坊上湧現。2024 年 10 月，去中心化交易所 Uniswap 宣布計劃使用 Optimism 技術开發自己的第 2 層網絡 Unichain，此外中心化交易所 Kraken 將推出自己的基於 Optimism 的第 2 層網絡 Ink。

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