德邻资本研究院：浅析以太坊Layer-2 扩容解决方案

需求扩容

自从以太坊主网上线以来，其扩容问题一直是评论最多的话题之一，尤其是当某些热门事件引起网络拥堵时，关于扩容话题的重视和评论往往愈加白热化。

第一次就扩容问题打开的激烈评论发生在2017年全球加密商场的“牛市”，闻名的“CryptoKitties加密猫”和ICO一起造成了整个以太坊网络的拥堵，Gas费用在短时间内暴增。

今年，因为DeFi商场的普及和炽热，网络拥堵情况益发严重。用户有时乃至需求付出高达500+ Gwei的gas费用，即使如此，买卖也无法在短时间内得到验证。

一般来说，在考虑区块链或许以太坊扩容计划时，有两种首要方法：扩展根底层自身（第1层）或经过将一些作业分流另一层（第2层）来扩展网络。

Layer 1与 Layer 2对比

Layer 1是咱们通常所说的标准根底共同层，现在几乎一切的买卖都在此结算，Layer的概念并不是以太坊特定的概念，它还在Bitcoin和Zcash等其他区块链领域被广泛运用。

Layer 2是在Layer 1之上构建的另外一层，值得注意的是，Layer2不需求对Layer 1进行任何更改，它能够运用其现有的元素。例如：智能合约仅在Layer 1之上构建；Layer 2还可经过将其状况固定到Layer 1来运用Layer 1 稳固的安全性。

现在以太坊每秒可在其根底层“ Layer 1”上处理约15笔买卖。Layer 2扩展后能够明显增加平等时效内处理的买卖数量。依据现有不同的解决计划，咱们认为抱负的处理速度应该为2000-4000 tx/s。

以太坊2.0引入了权益证明和分片机制，这将明显提升根底层上的买卖吞吐量。即使选用分片机制，以太坊依然需求Layer 2扩容，才能在将来处理每秒数十万乃至高达数百万笔的买卖量。在不牺牲安全性和分散性的前提下，以太坊或许将Layer 1和Layer 扩展的组合性留给了社区与未来。

Layer 2扩容计划

Layer 2 扩容是解决计划的统称，这些解决计划经过脱链处理事物“Layer 1以外”来帮助进步Layer 1的功用。咱们能够这样了解，其功用的进步的首要表现在处理速度和处理吞吐量的进步。最重要的是，Layer 2扩容计划能够明显下降以太坊网络转账的Gas费用。

• 状况通道

状况通道是最早被广泛评论的扩容解决计划之一，它们允许参与者屡次脱链交流事物，而仅向根底层提交两个事物。

尽管付出通道具有每秒数千笔买卖的潜力，但它们也有一些缺陷。它们不供给公开参与—--有必要预先知道参与者，而且用户有必要在多重签名合约中锁定资金。最重要的是，这种扩容解决计划是特定用于应用程序的，不能适用于扩展通用智能合约。

Raiden是以太坊上运用状况通道的首要项目之一。此外，付出途径的概念也被根据比特币的闪电网络广泛运用。

• Plasma

Plasma是Layer 2扩容解决计划，最初由Joseph Poon和Vitalik Buterin提出。这是一个在以太坊上构建可扩展应用程序的结构。Plasma运用智能合约和Merkle树来创立无限数量的子链——父Ethereum区块链的副本。它能够将业务从主链卸载到子链并允许快速而廉价的业务。等离子的一个缺陷是，用户需求等待很长时间才能从第二层提取资金。与通道相似，等离子体不能用于扩大通用智能合约的规划。OMG网络构建在他们自己的Plasma链的完成上，称为MoreViable Plasma。而Matic网络是另一个运用Plasma结构的改版平台的比如。

• 侧链

侧链是与以太兼容的、独立的区块链，它具有自己的共同模型和区块参数。经过运用相同的以太坊虚拟机使得侧链与以太坊的互操作性成为可能，因此部署到以太坊根底层的合约能够直接部署到侧链。xDai就是这种侧链的一个比如。

• Rollups

Rollups经过将单边业务绑缚或“上卷”到单个业务并生成暗码证明(也称为SNARK——简写的非交互常识证明)来供给可伸缩性，只有这个暗码证明会提交给基层。关于Rollups，一切的业务状况和执行都在旁链中处理。以太坊主链只存储业务数据。

Rollups有两种类型：ZKRollup 和 Optimistic Rollup。

ZK Rollup尽管比OptimisticRollup更快更有用，但并没有为现有的智能契约迁移到Layer 2供给一种简略的方法。Optimistic Rollup运行一个名为OVM(Optimistic Virtual Machine)的EVM兼容虚拟机，该虚拟机上允许执行与在以太坊上执行的相同的智能合约。这是非常重要的，因为它使现有的智能合约更简单保护其可组合性，这在一切首要智能合约都已经过实战测验的DeFi中是极其相关的。当谈到ZK Rollup时，Loopring和Deversifi都是构建在Layer 2的分散交流的好比如。此外，还有ZkSync支撑可扩展的加密付出。

以太坊2.0还能够扩大Rollups的可伸缩性。实际上，因为Rollups只需求扩展数据层，所以它在以太坊2.0阶段1(关于数据切分)中就能够获得巨大的提升。

视野开拓

当我刚刚加入美联储之时，理事们汇聚一堂的机会并不多，很多实质性的工作都是由负责具体事务的委员会解决的。我们每两周都会在周一上午开会，听取美联储员工就经济、金融、国际发展等领域汇报最新动态，听完之后，理事们会提出问题。作为一位大学教授，我之前习惯于在研讨会上提出一些猜测性的或假设性的问题，但在美联储，我很快变得拘束了很多。曾有一次，我在会议上提出了一个非常随意的问题，结果那一天快要下班之际，工作人员给我送来了长达10页的备忘录，按照4种假设情况回答了我的问题，并且还附上了一份参考书目。从那之后，我只会在真正需要得到答复的时候才把问题说出来。-《行动的勇气》

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