【收藏帖】为什么需要Layer2，有哪些项目值得关注？

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比特币犹如这两天的判断，跌不动，开启向上了。

安心躺着了，如果12000能站稳，可以期待更高的位置。

今天还是继续来看Layer2，其实，Layer2并不是一个新概念。

每逢牛市或者结构性牛市的时候，交易活跃，Layer2就会冲上热点。

早在 2017 年，以太坊和比特币拥堵、无法满足用户需求的弊病就已经显现了，

从那时起，陆续有开发团队提出相应的解决方案。

之后，到18年熊市降低了人们的交易热情，这类方案也就淡出了投资者的视野。

直到今年 6 月份开始，随着Defi流动性挖矿及 Uniswap 的火爆，人们再次发现：

Gas price 一路飙升到 500 Gwei，未确定交易数达 14 万余笔。

后面甚至上千Gwei，人们不堪重负，小资金更是望而却步。

有人调侃，以太坊的性能都不足以提供一个 DeFi 项目的正常使用。

也因此，Layer2的问题又重新成为了热议的话题。

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很多人也都知道，提到Layer2，提到可扩展性，就不得不提到区块链的不可能三角。

对一条公链来说，安全性、去中心化程度、可扩展性三者不可兼得。

理论上，为确保去中心化程度及安全性，链上的每一条信息都需要通过所有节点的认证才能达成共识，

这意味着一条链的吞吐量就等于一个节点的吞吐量，受制约于最弱的节点。

要安全和去中心化，就只能牺牲一定的效率了。

人们尝试从多个角度来解决扩容问题。最直接的方式就是从不同维度修改这条链：

小到调整区块大小、尝试不同共识算法，

大到改变链的组成及数据传输结构——每种改变都会不同程度地妥协系统的去中心化程度和安全性。

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利用分片技术是一种新的尝试：让每一分片处理各自片中产生的交易。

想法很美好，但目前分片技术在区块链上的应用还不成熟，诸多问题尚未被解决，尤其是跨片通信与互操作性。

链下扩容算是唯一还算成熟的技术。这一方案的主要逻辑是将一层主链负担减到最低，二层完成应用逻辑。

能够实现这一方案的原因是并非所有的交易都需要达成全局共识，

并非每一笔交易都需要改变全局状态，一层公链只需要负责保证公共可验证性就已足够。

根据不同的扩容技术目前以太坊上的Layer2主要代表为：

ZK Rollup派：路印协议Loopring，zk Sync；

侧链派：SKALE Network，xDai Stable Chain，Injective Protocol；

状态通道派：Celer Network，Raiden Network，State Channels，Liquidity Network，Connext；

Plasma派：OMG Network，Loom Network，Matic Network；

Optimistic Rollup派：Optimism，Unipig demo；

Arbitrum Rollup派： Arbitrum Rollup；

Validium派：Starkware

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具体来看下主要的派系方案，其实Plasma 方案是最早出现的，

以 Vitalik 的 Plasma 论文为标志。Plasma 是一种具有非托管特征的侧链，

与一般的侧链相比，如果 Plasma 链中出现任何错误，那该错误可以被检测到，且用户可以安全地从 Plasma 链中退出，阻止攻击者造成任何持久的破坏。

Plasma创建了依附于主以太坊区块链的子区块链来实现性能扩展，子链可以更快迁移，并承担更低的交易费用，我们可以在子链层级中执行许多复杂的操作，在与以太坊主链保持最低限度交互的情况下，运行拥有数千名用户的完整应用程序。

第一个 Palsma 的产品级实现是 Loom Network 于 2018 年使用 Plasma 的变种 Plasma Cash 做出来的， 主打非同质代币（NFT）和游戏。

如今，Palsma目前最杰出代表是Matic 和 OMG Network，两个项目都致力于扩展通用的以太坊交易。

Matic 在侧链上使用了 PoS 共识机制，OMG network 在方向上与 Matic 相似，不过当前的网络依赖于一组固定的验证者。

今年6月，OMG Network V1公开主网Beta版，可将以太坊扩容至每秒数千笔交易，同时将交易费用降低到三分之一。

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再看下状态通道方案，状态通道是入门级的 Layer 2 方案，

也是如今采用最广泛的 Layer 2 方案，比如比特币上的闪电网络就是一种状态通道。

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。

通常包含三个步骤：

首先，交易双方将初始的区块链状态 (比如双方的余额) 锁定在一个智能合约中，该智能合约非常类似于一个多重签名的钱包。这确保了只有当双方都已经对更新进行签名之后，钱包中的资金才能被解锁并进行转移；

其次，双方通过在批次之间传递状态更新 (比如余额的更新) 来实现交易。如果双方同意，则对某个状态更新进行「签名」，该状态更新会被提交给智能合约中以便解锁资金；

最后，当双方完成交易时，他们各自都会将状态更新提交给智能合约。如果双方提交的状态更新相匹配，那双方的区块链的状态 (比如双方的余额) 将会被解锁，该状态通常会与双方的初始状态不一样。

Celer Network、Raiden Network 、Connext/SpankChain 和 Liquidity Network 都有使用相关的技术。

但由于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。

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然后是Rollup方案，如果说状态通道进入冷宫，

Plasma是昨日明星，那么Rollup 方案就是当红炸子鸡，是V神如今的最爱。

当Tether决定采用OMG网络后，Vitalik忍不住向Tether CTO推荐起了Rollup家族的解决方案。

Rollup 方案通过把所有交易数据以打包/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。

Rollup 方案目前主要分为了ZK Rollup和Optimistic rollup这两个分支，它们也是当前最被寄予厚望的以太坊layery2扩容方案。

Optimistic Rollup 方案使用欺诈证明（Fraud Proof） 来揪出无效的交易，惩罚允许通过这些交易的验证者。

而zk Rollup 使用零知识证明（例如 SNARKs）来证明所处理 Layer-2 交易的有效性，证明本身也会跟交易数据一起存储在链上。

Optimistic Rollup领域的主力是 Optimism；zk主要有两个项目在激烈竞争：Loopring（路印协议） 和 Matter labs 的 zkSync 项目。

Loopring 一开始使用 zk Rollup 来实现一个 Layer 2 上的去中心化所，而且已经杀入 Layer2 支付领域，启动了 Loopring Pay。

相比Loopring 专注去中心化交易所，zkSync则专注核心架构，最新的消息是，他们即将发行自己的治理代币。

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最后是新贵Validum方案，在V神向Tether CTO推荐的rollup家族解决方案中，

有一个项目名为StarkWare，但其实，它们并没有采用ZK Rollup解决方案，

在推特上，其创始人仔细向V神解释了一番，最后得出结论，这并不是 Rollup。

Starkware使用的可扩展性技术算是融合了Plasma和Rollup ，

既将交易数据放在链下（类似于 Plasma），又使用零知识证明来将链下交易打包在一起，

他们所用的零知识证明方案叫 STARKs，是一种不需要可信任启动设置的方案。

它可以提高区块链的可扩展性和隐私性，提供零知识证明和后量子安全的加密证明。

StarkWare联合创始人Eli Ben-Sasson便建议将此方案命名为validium。

值得注意的是，StarkWare的几位创始人都是区块链领域的首席科学家和经验丰富的开发人员。

Alessandro Chiesa和Eli Ben Sasson是ZCash公司的前任开发人员及创始人，非常老道。

嗯嗯，就这样！

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编译者/作者：Tolian

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