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區塊鏈的TPS（每秒可處理交易）在很大程度上限制了區塊鏈的普及，由此也限制了普惠金融。最近出現了一個新詞叫DeFi 後現代，而我以為DeFi 的現代還未到來，過去半年間流行的DeFi 可能只是公元前。受限於TPS，價高者得的交易處理機制使DeFi 熱潮時以太坊網絡貴且擁堵，最擁堵時gas 值突破了1000 gwei，單筆交易花費幾十上百美元成為家常便飯。這樣的交易代價也將很多人拒於DeFi 門外。

Plasma

Layer2 方案主要是從減輕Layer1 負擔的角度出發，將Layer1 的大量計算需求搬到Layer2 上；分片則是從更基礎的角度，通過增加Layer1 數量達到提升基礎帶寬的目的。 Eth2 預計總共將分為4 個階段實施，目前處於階段0 存款合約的啟動階段，關於Eth2 的具體信息不在本文展開，後續我們會對Eth2 的最新進展持續跟進。這篇文章接下來將和大家介紹Layer2 的常見方案和主要進展。

二級標題

我們知道當前以太坊交易處理能力主要受限於區塊體積和出塊時間。區塊體積決定了當前以太坊網絡單個區塊可容納的交易筆數；出塊時間決定了平均每12 秒才能產生一個區塊。

二級標題

在介紹Plasma 前需要先了解「側鏈」的概念。由於以太坊主網拓展不易，開發者就想到了創建一個連接到主網的獨立區塊鏈，也就是側鏈，通過在側鏈上高效處理交易來實現對主網的擴容。而側鏈的潛在問題是安全性，作為一個獨立的區塊鏈，側鏈需要有自己的礦工，建立足夠的算力來保障安全，而足夠的算力和不作惡的礦工，對於當前除比特幣和以太坊之外的區塊鏈來說，都是一個不小的門檻。

Rollup

理論狀態下，Plasma 可將以太坊的TPS 提升至1-9k。由此Plasma 受到了廣泛關注。但在隨後的開發中，更多現實問題暴露出來：

二級標題

所有用戶都被要求監控Plasma 鏈上的所有交易

二級標題

ZK Rollup

再往後，Plasma 的發展陷入停滯，進展緩慢，不過近期我們也觀察到一些項目基於Plasma 再繼續探索並有所突破，下文中將介紹相關項目的進展。

>二級標題

Rollup 是當前最受關注，也是最有可能真正落地的Layer2 方案。上面提到以太坊網絡每個區塊中可包含的交易數量是有限的，而Rollup 則是通過將數千筆交易打包壓縮，然後將處理後簡潔的數據同步到以太坊主網中實現TPS 的提升，解決網絡交易處理能力有限的問題。

和Plasma 的區別在於，Plasma 是將交易處理後的結果同步到Layer1，我們無法直接通過它上傳Layer1 的數據了解到每一筆交易的信息，而Rollup 壓縮處理後同步到Layer1 的交易數據中包含了每筆交易的基本信息。

通過上面的描述也可以了解到，Rollup 方案對交易處理能力的提升是線性的，打包壓縮的交易數量越多，打包後的數據也就越大。在實際測試中，Rollup 可將TPS 提升100 倍。在當前的以太坊網絡下（即第一代以太坊），TPS 最高可達到2k，也就是Visa 處理能力均值；和Eth2 的分片結合後，理論TPS 可達到20k+，接近或超過Visa 網絡峰值水平。

根據如何確保壓縮數據的正確性，Rollup 又可分為ZK Rollup 和Optimistic Rollup。

ZK Rollup 通過零知識證明zk-SNARKs 的密碼學技術來確保安全性，ZK 是zero knowledge（零知識）的縮寫。

Optimistic Rollup

零知識證明：證明者能夠在不向驗證者提供任何有用信息的情況下，使驗證者相信某個論斷是正確的。

ZK Rollup = 交易壓縮+ 零知識證明（zk-SNARK）

通過下圖對比，可以更直觀地認識零知識證明是如何壓縮交易數據的：

但由於對智能合約創建零知識證明的過程較長，所以目前零知識證明算法對通用型的智能合約支持不友好。當前ZK Rollup 方案更適用於普通轉賬交易等場景。

二級標題

Optimistic Rollup 方案採用了OVM（Optimistic 虛擬機），OVM 是功能完備、與EVM（以太坊虛擬機）基本兼容的環境。通過OVM，將DApp 移植到Layer2 變得簡單，而且也使得項目方無需部署各種Layer2 擴容方案，而只需接入OVM，就可以使用其中的各類Layer2 結構。

因此，目前Optimistic Rollup 更適合於DeFi 應用，此方案可將TPS 提升至100，通過BLS 簽名聚合技術可進一步提升至500。

Photo by Nick Fewings on Unsplash

各方案的採用情況

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