扩容方案-以太坊layer2提现解读

自以太坊推出以来，扩容一直是讨论最多的话题之一。每当以太坊网络出现拥堵时，关于扩容的讨论就会再次升温。最早的讨论发生在2017年的加密牛市时，当时CryptoKitties与ICO堵塞了整个以太坊网络，导致gas费大幅上涨。今年，由于DeFi和流动性挖矿的火热，网络拥堵问题再次出现，且更为严重。有一段时间，即使支付高昂的gas费，也可能出现无法验证交易的情况。

要解决以太坊及其他区块链的扩展问题，主要有两种方式：扩展基础层本身（layer1），或将部分工作放到layer2上以实现扩容。

Layer1是基础共识层，现在几乎所有的交易都在这一层结算。Layer1扩展涉及改变基础层本身的处理方式。目前，以太坊基础层每秒处理约15笔交易。相比之下，Layer2扩展可以显著增加交易数量，根据解决方案可达到2000-4000笔交易/秒。

然而，即使引入了Ethereum2.0的POS和分片技术来提高基础层的交易吞吐量，我们仍然需要Layer2的扩展来处理未来可能出现的数十万乃至数百万量级的交易。这是因为单纯扩展基础层会导致更高程度的中心化，从而降低网络的安全性和抗审查性能。

Layer2扩展是指通过处理链下交易（layer1链外）来提高Layer1性能的解决方案。Layer2可以提高交易速度和吞吐量，并大大降低gas费。在具体的扩容解决方案中，有多种选择。一些方案专注于特定应用，如支付通道。其他方案如OptimisticRollup，可以用于任何合约的执行。

通道是最早被广泛讨论的扩展解决方案之一，它允许参与者在链外进行多次交易，只需向基础层提交两个交易。目前有许多通道的变体，其中最受欢迎的是状态通道和支付通道。然而，通道的参与是有限的，参与者必须在多签合约中锁定资金，并且该解决方案只针对特定应用，不能扩展通用智能合约。

Plasma是一个由Joseph Poon和Vitalik Buterin提出的layer2扩展解决方案。它利用智能合约和Merkle树在以太坊上构建无限数量的子链。将交易从主链卸载到子链中可以实现快速和低成本的交易。然而，Plasma对于想要从layer2提取资金的用户来说，等待时间较长，并且也不适用于扩展通用的智能合约。OMG网络和Matic Network都是基于Plasma构建的项目。

侧链是兼容以太坊的独立区块链，拥有自己的共识模型和区块参数。由于使用相同的EVM，部署在以太坊基础层的合约可以直接部署到侧链上。xDai就是一个例子。

Rollups通过将侧链交易捆绑或"滚动"到一个交易中，并生成一个加密证明来提供扩展。这个证明会提交给基础层，而所有的交易状态和执行都在侧链中处理。Rollups主要分为Zkrollups和Optimisticrollups两种类型。Zkrollups比Optimisticrollups更快和高效，但它们对于迁移现有智能合约不够简单，因此Optimisticrollups更适用于主流的DeFi智能合约。Optimism是一个使用Optimisticrollups的项目，他们的主网即将发布。Loopring和Deversifi是建立在layer2的去中心化交易所的例子，他们使用了Zkrollups。此外，ZkSync实现了可扩展的加密支付。

尽管有多种layer2扩展解决方案可供选择，以太坊社区似乎倾向于通过rollup和以太坊2.0阶段1中的数据分片来进行主要扩展。这种方法也在Vitalik Buterin最近的一篇文章中得到了确认。