# Layer2 

By [Cryptocou](https://paragraph.com/@peoplepunk) · 2022-04-17

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什么是 Layer2
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随着以太坊的发展，其生态日益丰富。但与此同时，以太坊的可拓展性无法满足快速增长的需求。例如目前以太坊每秒可以处理大约 15 比交易，这是一个相当小的数值，与之对比 Visa 的平常的处理速度是每秒 2000 比交易，极限值甚至能达到好几万。而且但凡用过以太坊进行交易的朋友都应该都知道，以太坊的 gas 费相当昂贵，遇到某些知名 NFT 开放 mint 的时候更是会造成严重的网络拥堵，并进一步推高 gas 费。也正是这个原因，以太坊现在有了个贵族链的绰号。gas费个过于昂贵也成为了制约以太坊生态发展的一个很重要的因素。要解决这个问题，以太坊需要进行扩容。

![以太坊平均gas价格](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/96c23ea4eb6588d8239e672056a4c64dce8fb392f254cf97daba54d28286e5b5.png)

以太坊平均gas价格

目前以太坊扩容主要有两种方案：

一个是扩展以太坊本身，以太坊2.0中将要通过分片机制来解决部分与扩展性有关的问题。这个被认为是一层的扩展方案。我们这里先不做介绍。

另一个是第二层的拓展方案，所谓的二层就是将一部分资金锁在一层主链的智能合约里，在保证足够安全的情况下，把一部分交易放到主链以外进行，这样就可以有效缓解主网的压力。这个主链之外的这层网络就是二层网络（Layer2）。

Layer2 分类
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Matter labs 的 Alex Gluchowski 制作了一份指南，从多个维度，评估各种以太坊 Layer2 扩容解决方案。

![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/55a310b00a3bdfefe0f6fd4877b28e610d8e52545a0f608b5b303ee532f8c37a.png)

我们大致介绍一下以下几种

### 1\. 状态通道 （Channels）

状态通道是如今采用最广泛的 Layer2 方案。从发展历程来看，状态通道这类方案首先是实施在比特币上，第一个采用状态通道来解决支付类问题的项目是比特币的闪电网络，后面随着技术的成熟被引入到以太坊社区作为链下扩容的技术方案之一。

状态通道的设计思路是把一部分的交易放在区块链之外，把区块链的共识由确认每一步变成只确认结果。

举个不太恰当的例子就是做数学题的时候，本来是需要按步骤一步一步来进行求解的。使用了状态通道就变成了，没有解题过程，直接写上了解题结果。这无疑会使安全性降低。

当然实际的过程中会加上类似于多重签名的安全机制来保证资金安全。

从技术上来说状态通道虽然不是很完美，但是技术上是相当成熟的。不过整个以太坊生态的注意力已经在很大程度上被更灵活的扩展方案，比如 Rollup 吸引过去了，所以，目前状态通道基本被打入冷宫。

### 2\. 侧链 （Sidechains）

侧链就是一条平行于主网之外的链，它自己独立运行。侧链不依赖于主网，它们有自己的共识机制，有自己的节点，自己给自己提供安全性。

一般来说侧链的节点数量远小于以太坊节点。我们都知道节点越多，去中心化就越强，也就越安全，但是达成一致性的难度就越大。这些侧链的节点数量如果达到以太坊主网的数量的话速度也未必会强过以太坊主网。也就是说这些侧链其实是牺牲了去中心化和安全性换来的速度提升。

从某个角度来说，侧链可以看成是一个兼容 EVM 的一层公链。而其他的兼容 EVM 的一层公链其实也可以看成是以太坊的侧链。比如 BSC，雪崩协议等。

### 3\. 等离子体（Plasma）

2017年以太坊创始人 Vitalik Buterin 和闪电网络白皮书作者 Joseph Poon 共同发表了一篇名为《Plasma：自主智能合约》的文章，自此 Plasma 作为 Layer2 的一种可行性解决方案正式诞生。

严格意义上来讲，Plasma 也是侧链的一种实现，不过比侧链更进了一步。我们知道侧链的缺点是，侧链是独立运行的，如果侧链上出现问题，比如侧链节点作恶或遭到攻击，会导致侧链执行交易有误，返回给Layer 1的结果当然也是错误的。侧链的安全性不够。

而 Plasma 不是完全被托管的，它使用了欺诈性证明的退出机制，当检测到 Plasma 链上出现错误时，用户可以安全的从 Plasma 链上退出，因此 Plasma 具有更高的安全性。

作为区块链的可扩展性解决方案，又有 Vitalik 和 Joseph 两人的共同背书，Plasma 可谓是含着金钥匙出生，在 17 年和 18 年 Plasma 被加密社区给予厚望，但是随着时间的推移，人们逐渐发现 Plasma 所带来的问题比它本身需要解决的问题更多，主要有以下两个问题：

1、第一个问题是，每个用户必须监控和验证 Plasma 链上的所有交易，以检测恶意运营商的行为并及时退出。然而，事务验证成本高昂，并且这种监视需求为参与 Plasma 链增加了大量额外的开支。

2、退出时间长，当用户试图从 Plasma 链中提取资金时，他们必须提交退出交易请求，然后等待一段时间，而这段时间有时长达一周。

### 4\. 卷叠 （Rollups）

Rollup 的核心理念很简单，就是将计算转移到链下，只将最少的摘要数据存储在链上。

沿用上面的解数学题的例子就是，Rollup 就是个草稿纸，我们将详细的解题步骤写在上面，然后将几个关键的步骤写到答题卡，也就是以太坊上。这样以来可信程度就大幅度上升了。

在实际应用中 Rollup 将所有交易数据以打包和压缩过的形式存储在以太坊区块链上来解决数据可用性问题，这些成组的交易不会由以太坊共识机制来直接验证，而是用另一种机制来证明这些交易的有效性。

根据机制的不同 Rollup 方案有两个典型代表。一个是 Optimistic rollup ，另一个是 ZK rollup。Optimistic Rollup 方案使用错误性证明（Fraud Proof） 来揪出无效的交易，惩罚允许通过这些交易的验证者。ZK Rollup 使用零知识证明来证明所处理 Layer2 交易的有效性，证明本身也会跟交易数据一起存储在链上。

目前 Rollups 已经被 V 神钦点为最可行的 L2 扩容方案。

落地方面，由于其技术实现难度上的优势，短期看来 Optimistic 更容易实现，会最先落地。长期来看的话 ZK 更有技术优势，但是实现起来更为复杂，还需要更长的时间来落地。

短期来看 Optimistic Rollup 由于其更好的通用性会受到开发者的青睐。因为开发者在以太坊一层上面开发的智能合约可以很容易的转移过来。但是从长期来看，随着零知识证明虚拟机的演进， ZK Rollup 会在通用性上不断提高。所以从短期看来 Optimistic Rollup 优势明显，长期来看 ZK Rollup 更有潜力。

![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/de0b11492c0fdee1cd237dea81a2b9462a998a747885f7ca5d217bda85f84668.png)

总结
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![https://l2beat.com/](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/6d238ba6b70355b199035ee27b66f9463c6f5b2f07f072600216891df3c8bc39.png)

https://l2beat.com/

上图是一个 Layer2 对比与分析的网站的截图。其中 TVL 是其锁仓量，基本上可以看成是其目前热度的一种体现。我们可以看到目前前20的排行里面 基本上都是 Rollup。而其中 Optimistic Rollup 更是以压倒性的优势排在前面。因此我们平时可以多花点精力关注一下Optimistic Rollup 和 ZK Rollup。这也是未来的一个大的趋势。

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*Originally published on [Cryptocou](https://paragraph.com/@peoplepunk/layer2)*