近日，飛漲的以太坊價格和火熱的DeFi生態將以太坊網路手續費推上新的歷史高點，以太坊擴容，尤其是Layer 2方案的討論也越加熱烈，Layer 2作為解決以太坊網路擁堵問題的呼聲也會隨之水漲船高。
以太坊擴容方案分為兩個基本類別，一類是將以太坊網路的工作任務拆分給節點，也就是eth2要實現的分片。另外一類是讓用戶把大部分交易都放在以太坊鏈下的Layer 2協議裏，通過打包匯總交易提交到以太坊網路。L2擴容方案再細分大致又有四類，分別是State channels（狀態通道）、Sidechains（側鏈）、Rollups和Plasma。
這些擴容方案整理成了一張表，包含技術簡介、優缺點，方便大家對比理解。但其實乍一看，很多人還是很難理解，這裏舉個例子來說明究竟是怎麼回事。
在加密世界裏，有一家受歡迎的銀行叫以太坊，它只有一個營業廳，平均每秒只能處理數十筆業務，所以銀行有個霸王規定，誰給的手續費高就先處理誰的業務。結果在業務繁忙時段，成千上萬人過來這家銀行辦理業務，營業廳必然出現擁堵現象，排隊手續費也水漲船高。針對這個問題，各種號稱超越以太坊的銀行應運而生，它們宣稱可以同時處理幾千筆甚至百萬筆業務，可是並沒有多少人願意轉去其他這些銀行，因為這些銀行上面的生態太弱，沒有大家常用的金融、生活和購物消費等服務。（市場上存在很多所謂的以太坊殺手專案，號稱TPS幾千上萬，但是它們的生態相對以太坊太弱，用戶量不足。）
那麼以太坊這家銀行也意識到擁堵問題的嚴重性，於是它提出了ETH2.0計畫，打算將原本的1個營業廳拓展成最終的1024個營業廳，並且營業廳之間聯網互通，這樣業務處理能力將大大提升。但由於這個計畫宏大，於是它又被拆分成三期建設計畫，2020年底才剛啟動最開始第0期，整個計畫預計2022年都未必能完工。（ETH2.0是以太坊網路Layer 1的擴容方式，通過分片將工作分配給不同的節點，第0階段在2020年底啟動，但是據說最終實現最終的第2階段技術難度很高，能否在2022年底完成是一個疑問。）
遠水救不了近火，大家又紛紛為以太坊銀行出謀劃策。他們提出“狀態通道”的方案，對於某些業務，例如寬頻服務繳費不需要經常跑營業廳，用戶可以提前將一筆錢存入和服務商一個聯合帳戶，用戶開支票來支付寬頻費。服務商不需要每次都去營業廳排隊兌現支票，他只需要將新一期費用累加起來，讓用戶作廢舊支票，開一張新支票。最後，服務商再直接把最新支票交給銀行一次性處理多期費用，這樣就可以節省給營業廳的手續費。這種方案也有其風險，就是用戶需要經常簽支票，或者支票有可能被人盜取了。（狀態通道是鎖定資產到智能合約的通用型擴展方案，有很好隱私性和即時性，但是這種方案只能應用於某些情況，而且交易需要智能合約多簽參與者同時線上驗證，交易需要參與者多次更新驗證。對於頻繁交易驗證，意味著高額交易費。另外有多簽參與者代理人攻擊風險。）
於是有人提出了另外的一個叫“側鏈”的方案。用戶可以將錢從以太坊銀行存入類似“XX寶”的帳戶裏，換取對應的其內部積分，積分可以直接獨立進行各種日常消費，並在這類公司內部系統結算，有需要的時候再將積分提現回銀行。這個想法挺美好，但在加密世界裏，這類公司還屬於創業階段，團隊人數少，公司資產可能還沒用戶存過來的資金更值錢。雖然這類方案聲稱會通過各種辦法加強資金安全，但依然存在資產安全性的風險。（側鏈獨立於以太坊主鏈，與以太坊主鏈平行運行。側鏈大幅降低主網計算壓力，有成本低，開發時間短等。但由於側鏈獨立運行，安全性也完全脫離以太坊主鏈，多數側鏈驗證者少，共識機制偏弱，很容易出現資產安全問題。）
為了解決側鏈的安全性問題，又產生了Plasma方案。在這個方案裏，任何人可以根據其業務需求在以太坊銀行內創建一個特殊帳戶，這類帳戶公開透明，定期向銀行匯總其內部結算結果，帳戶內資金轉出都需要經過七天的公示期，任何用戶只要發現資金轉出有異樣都可以進行舉報。如果舉報成功可以得到獎勵，而這筆轉出交易也會取消。例如遊戲公司開設了這類帳戶，用戶將錢存入後就直接兌換成了對應的遊戲代幣，享受快捷順暢的遊戲體驗。但這個方案的缺點是提現時間長，而且因為內部交易記錄並不透明有做假賬的風險。（Plasma 是另一種側鏈，利用智能合約與默克爾樹依附主鏈建立無數子鏈。保證子鏈與以太坊主鏈有同等安全性前提下，增加子鏈間交互與通訊。解決了 Plasma 安全性問題，同時減少主鏈擁堵。由於Plasma 採用“欺詐證明”(fraud poof)，為保證資產安全側鏈提取資產到以太坊主鏈有鎖定期，一般七到十四天時間，對於小額資產高頻交易用戶並不友好。）
前面這幾種方案討論了幾年，都沒有能被外界廣泛採用，而以太坊擁堵現象隨著各種應用出現得越來越頻繁，一種新的改良擴容方案又出現了，Rollups。和前一個方案Plasma相比，Rollups會由操作人/協調人來收集並打包線下的所有交易記錄，通過各種壓縮技巧把記錄提交給營業廳，這樣用戶就可以從營業廳的公開帳本進行審計檢查是否有假數據。
根據數據審計方法的不同，Rollups又演化出了Optimsitic Rollups和ZK Rollups。Optimsitic Rollups提交給營業廳的數據是沒有經過審計的，因而和Plasma一樣預留了7天的緩衝期，好處是它內部結算系統是和銀行一樣的通用會計準則，商家的各種應用可以容易對接。而ZK Rollups提交給營業廳的數據是經過審計的，但目前只能支持轉賬、交易這些功能。（Optimistic Rollups 相容EVM ，預先提交交易沒有證明，任何人都可以提交欺詐證明。 通用運算靈活，資料鏈上存儲，用戶體驗好。但與 Plasma 一樣，交易等待時間長，網路吞吐量較其他方案有限，另外還有安全擔憂。而ZK Rollups是多筆交易聚合為單筆的二層網路解決方案，採用SNARK 或 STARK 零知識證明演算法作為有效性證明。交易費用低，相比Optimistic Rollup 和 Plasma 速度更快，ZK Rollups去中心化強，吞吐量和擴展性更好，無需欺詐證明。目前只有交易、轉賬這些簡單的功能。）
目前Rollups也有不同的專案在做Layer 2，生態越強的專案在未來可以獲得更多Layer 1過來的流動性，下麵是媒體整理的擴容方案生態全景。
（圖源：鏈聞）
（圖源：區塊律動）
雖然Layer 2這個賽道尤其是Rollups還屬於早期，但是以太坊2.0落地還有1、2年時間，這個時期正是Layer2的大好時機。以太坊的開發社區也已經把Rollups作為擴容核心，包括Synthetix、Uniswap和AAVE這些DeFi龍頭都計畫採用Rollups方案，創始人Vatilik稱 “ Rollups 是一個強大的新型的 Layer-2 擴容方案，並有望在短期和中期（也可能是長期）成為以太坊擴容的基石。另社區尤為興奮的一點原因在於，Rollups 與之前出現的 Layer-2 擴容方案不同，Rollups 能夠支持通用的 EVM 代碼，允許現有DApp 輕鬆遷移”。以太坊二層網路成功部署後，其他公鏈就不能再講TPS這個故事了，它們或許可以從其他方面來嘗試挑戰以太坊。
參考資料
一圖縱覽以太坊 Layer 2 擴容賽道主力選手
Vitalik：以太坊上的 Rollups 如何使用鏈上合約進行Layer-2 擴容
以太坊 Layer 2 生態如何站隊？
做成了 NFT 卡牌，Immutable 還想做基於ZK Rollup 的 NFT 交易平臺
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