# Layer2  方案

**Published by:** [muranSquat](https://paragraph.com/@muransquat/)
**Published on:** 2022-09-16
**URL:** https://paragraph.com/@muransquat/layer2

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为什么区块链去中心化的特性，使得存储和计算性能受限，需要进行扩容（Scaling）分类扩容可以分为On-chain，Layer1。对区块链本身的性能提升共识。中心化换性能。Avalanche、Solana。Sharding。分库分表、并行计算。ETH2.0、Near。Off-chain，Layer2。链下计算，结果上链；离线批处理。Layer2 扩容方法典型区别点： data availability (DA) & State Validity (SV) 所有Layer2 扩容方案都在这两个方面有所不同SV，Layer2 维护者作恶问题如何保证Layer2 State的正确：ZK Proof？Fraud Proof？PoA多签？Light Cilent？防止Layer2的无效的状态回传到主链 举例：Solana Wormhole Bridge漏洞，导致Solana上whETH被凭空增发，最终将Ethereum上质押的ETH提走 将无效的状态同步到主链，并提币DA， 所有节点跑路后的问题 ， 所有的钱被锁在主链的合约里如果保证Layer2 state 的持久化，存去中心化的layer1 里 还是存中心化的layer2 里？举例：StarkEx为State的存储方式提供多种选择Untitledhttps://medium.com/starkware/volition-and-the-emerging-data-availability-spectrum-87e8bfa09bb Data On-Chain : Data 在layer1 上 Data Off-Chain: Data 在layer2 上 Valition：数据具体在哪个链上，由用户自己选择State channel原理： 链下交易，链上结算DA & SVDA：数据存在Layer2，由Channel双方保证DASV：Channel结束后提交Final State到Layer1，Layer1不验证，但要求提交者质押允许一周内提交Fraud Proof，Fraud Proof可验证（比如签名了更新的State），通过则扣除质押项目： 闪电网络分析：安全： Fraud Proof 非常安全，但就是提币慢性能： TPS 一般， 就是两个人之间转账兼容： 智能合约比较难， 就是两人质检的转账操作，不是一条链SideChain是一条完整的链， 和主链之间有一个桥Untitled原理：Two-way-pegged Cross-chain Bridge，主链质押Token，侧链生成Wrapped Token。主链Lock侧链Mint，侧链Burn主链Withdraw。DA & SVDA：数据存在Sidechain，由侧链的Validators保证DA， sideChain 本身有自己的安全机制SV（多种方案安全性由强到弱）Light Client Bridge（例如Near的Rainbow Bridge），trustless：任何人可以将侧链的State Root同步到主链，主链合约实现侧链的轻客户端，验证State Root （整个树的树根），保证SV 反过来也一样，如Solana 的彩虹桥Rainbow Bridge也会实现主链（ETH）的轻客户端，将ETH的header同步到Solana， Solana的智能合约会验证eth header的正确性，侧链会同步主链的状态 验证也很麻烦Plasma Bridge（例如Polygon的）trustless：侧链Validators定期将State Root同步到主链， 主链并不会像 Light client bridge 那样验证， 需要人提交质疑，主链通过Fraud Proof保证SV 如何验证 需要写复杂的代码，很麻烦Multi-signature Bridge（大多数）trusted： 桥的Validators定期将State Root或Burn Event同步到主链，主链检查多签保证SV 比如，avalanche的桥， 就是由几十个人来多签，通常是项目方开发者，或大持币者 ， 大部分桥都是多签 多签比较简单项目： 所有架设了wo-way-pegged Cross-chain Bridge的链， 都可以理解为eth的侧链， 通过wraped-token扩容主链分析兼容： 一条单独的链， 可完美支持智能合约性能： tps 高 不同的链 有自己的tps方案安全：根据桥不一样，安全性不一样Light client bridge 虽然安全，但开发难度大， 很多链不支持Light Client，比如eth2.0 后，共识算法换掉，不再支持light client？ https://notes.ethereum.org/@vbuterin/HF1_proposal ii. Plasma bridge ，虽然安全，但是提币慢 , iii. Multi-sign 的安全性低，必须要信任一些人， 跟PoA共识一样， 实现简单，充币提币快Rollup 及相关变体之前的State channel 和 Sidechain ，都是有layer2 来存储数据，保证数据的DA， State channel 的数据在channel 里， sideChain 的数据在Chain 上 ，不会把数据传到layer1 上 ， 只会把状态传到layer1 上， 都非常难以应对节点跑路的问题，如果维护者全跑了，数据全删掉后，所有的资金都会被所在主链的合约里（锁在桥上），在DA上不安全原理 & DA & SVDARollup: layer2的数据压缩后存到layer1 上， 由layer1 保证DA压缩Address， 用序号表示，而不是长地址压缩value， 用科学计数法表示zk Rollup 省去签名，Optimistic Rollup不省签名（签名也比较占存储） ，zk 比 opt 压缩的更多, zk不需要签名， 直接用zk proof 证明交易的有效性Validium 变体： 数据不上传到Layer1，还是由多个Validators 托管，（在Da上类似 sidechain， 但由于是从Rollup衍生出来的，所以会拿来和rollup 比较，其SV 就是rollup的方案）Volition & zkPorter ： 由用户自由选择数据是链上还是链下， 不同项目叫法不一样，在StarkWare 叫Volition， 在zkSync 叫zkPorter 有两类地址， 可供用户选择https://blog.matter-labs.io/zkporter-a-breakthrough-in-l2-scaling-ed5e48842fbfSVZK Rollup：定期同步State Root及其Validity Proof（ZK证明）到Layer1，Layer1用合约验证Proof保证SVOptimistic Rollup：定期同步State Root到Layer1，Layer1通过Fraud Proof保证SV ， 提币慢ZK少签名，数据量更小；ZK提币快；ZK暂时EVM兼容性不好，但在开发中。所以ZK是长期的更优方案。项目： https://l2beats.com/分析：安全： da & sv 都有layer1 保证，非常安全 ； validium安全性稍低性能： 一般，数据压缩上传至Layer1任消耗gas， 而且存储的空间受layer1的限制兼容Optimistic Rollup： 可较好兼容evm，提币慢ZK Rollup ： zkEVM 需要开发， StarkWare 有zk友好的合约编程语言Cairo； 提币快分析侧链是性能和兼容性最好的。虽然桥的安全性依赖于PoA，但是Validator通常大量持币，从经济角度保证了安全性。Rollup因为其安全性高，成为了后起之秀。性能和兼容性尚可，需要继续开发以进一步优化。zkSync的zkEVM（兼容）Ethereum社区的zkEVM（兼容），V神主导的Sharding+Rollup（性能）StarkWare的Cairo（兼容）、StarkNet（性能）市场对扩容抱有很大的期待，可以预期还将继续诞生新的方案和项目，已有的项目会因为落地而迎来市场（比如开发中的这些）。

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