1、Layer2起源和必要性

2、Layer2分類（Rollup、狀態通道、側鏈、Plasma）

一、Layer2起源

Key Take Away:

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一、Layer2起源

自以太坊誕生以來，其低下的交易速度就一直被社區詬病，尤其是以太坊目前已經成為了聚集最多生態的公鏈，越來越多的Dapps（去中心化應用）被部署在以太坊上，越發顯得以太坊的交易處理速度低下了。 2017年一款去中心化的遊戲應用——加密貓，幾乎導致以太坊整條公鏈癱瘓，加密貓盛行的那段時間，以太坊上的大部分應用都無法正常使用。 2020年DeFi的大規模爆發，更是讓用戶感受到以太坊的局限性（那段時間挖礦的用戶燒毀了大量的ETH用於支付gas費，相信這些ETH放在今天應該也是一筆不小的財富）。因此，以太坊官方從2019年就開始推進ETH2.0相關事宜，直到2020年正式對ETH2.0的規劃有了相對清晰的說明，但是目前不管是社區還是官方，大家一致的共識都是ETH2. 0起碼也要在兩年之後才有可能落地，而這輪牛市加上DeFi的爆發，讓用戶以及項目方都不願意再等待兩年以上的時間。

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二、Layer2分類

Layer2從概念提出發展到現在，經歷了非常多的變化。在本文，我們不會對Layer2的技術方案展開非常詳細的介紹，更多的是從讀者易於理解的角度去做闡釋和對比，以幫助大家對於Layer2的整體發展演變過程有一個基本認知。

其實從Layer2的命名上就可以看出來，最初它的邏輯就是和Layer1（即以太坊公鏈）做了區分，簡單點說，以太坊公鍊是Layer1，本來所有部署在以太坊上的應用都是直接在以太坊上進行運算及轉賬的，但是由於這些應用越來越多，因此導致以太坊上擁堵不堪，於是有人提出，是不是可以把一部分的運算工作拿到鏈下或者其他公鏈上，然後再把運算結果返回到以太坊上，這樣就可以減輕以太坊公鏈的負擔，提高以太坊的性能，打個比方，以太坊就相當於是一條高速公路（Layer1），每一個應用就相當於是一輛汽車，汽車裡裝滿了貨物（合約交互數據），隨著汽車和貨物越來越多，尤其是貨物又直接在高速公路上裝卸，導致以太坊這條高速公路也越來越堵，於是人們就想了個辦法，在高速公路下修建一些站點（Layer2），讓貨物在這些站點上裝卸（在Layer2上做運算和交互），等到貨物都裝上車以後再把車開到高速公路上（運算結果返回到Layer1上），這樣就可以大大緩解高速公路的擁堵情況了。

這個例子基本上就是Layer2和Layer1的一個簡單的說明，在這個基礎之上形成了一套不同的Layer2的方案。

圖片描述

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Rollup方案其實更像是Layer1和Layer2的結合，就是把運算放到鏈下，然後把數據存在鏈上，這樣就可以實現既提高運算速度，又利用了以太坊主網的安全性，又解決了數據可得性的問題。這三類Rollup的方案其實是用不同的方式解決了信任的問題。

Optimistic Rollup沿用了Plasma「欺詐證明」的方式，即任何人都可以對返回鏈上的數據進行驗證和質疑，一旦發現問題，這些數據就將被回滾以保證安全，但是這種方式有個致命問題就是驗證期的存在，通常驗證期都是2週左右，也就意味著當用戶想要從Layer2往Layer1轉賬的時候，需要等候兩週左右的時間，這估計正常用戶都會發瘋。

ZK Rollup採用了ZK-SNARK （簡明的非交互式零知識證明，zero-knowledge succinct non-interactive argument of knowledge）的方式，有興趣的用戶可以詳細了解零知識證明的相關信息，這種方式解決了驗證期的問題，但其缺點是計算量大，技術難度高且難以支持虛擬機。不過ZK Rollup正在推出圖靈完備的虛擬機，所以將來很有可能取代Optimistic Rollup。

Arbitrum Rollup的設計方案裡有一個驗證人的角色，驗證人需要在鏈上記錄，就需要發送一個主張到以太坊上。同時驗證人需要存一筆保證金。如果驗證人的主張是假的，那麼驗證節點的保證金就會喪失。當驗證人把主張發送到鏈上，會有一段時間任何人都可以提出自己的質疑。如果你不同意就會有爭端，爭端的解決機制就是Arbitrum 能夠實現可擴展性最核心和關鍵的所在。 Arbitrum爭端解決機制是這樣的，如果雙方對某件事持不同意見，有效的解決機制是由大到小進行拆分。比如某筆交易涉及到10 億步產生了爭議，那麼便將10 億步拆分成100 份更小的主張，每個主張包含1000 萬步，這樣就把10 億規模的爭端縮小成了千萬規模的。不同意的一方再從這1000 萬中挑出他不同意的，再進一步的由大化小，直到找到最關鍵的有爭議的那一步。找到關鍵的一步之後，再動用以太坊的合約來決定這一步到底是正確還是錯誤的。通過這樣的方式就可以實現高效的爭端的解決。

總體過程如下，當一個節點發送了一個主張，主張是正確的，沒有問題，那每10 分鐘發一個哈希。哈希到以太坊鏈上後沒有爭端，系統就可以順利的運行下去。如果有爭端則可以通過剛才介紹的高效的方式將爭端由大化小，最終得到很好的仲裁，這就是Arbitrum系統高效的所在。

目前為止，這三種Rollup的方式都有了一些支持者，也有一些應用開始嘗試部署。

2、狀態通道（State Channel）

相當於是用戶和用戶之間直接建立了一條通道，舉個例子，用戶A和用戶B經常發生轉賬，因此他們決定直接建立一條通道，然後每個人都在這個通道裡存放一定數量的代幣，當需要轉賬時，就從這裡直接進行轉賬交易就好了。

如果用上面的例子進行解釋，那麼就是用戶A和用戶B經常有貨物往來，他們覺得每次都用公共貨車太麻煩，於是乾脆兩個人一起買了輛貨車，來回運貨，一起分擔費用。但是這裡面有兩個問題，第一A和B不可能一直做交易，第二是因為這輛車的使用者只有A和B，所以如果一方沒有按照約定支付費用的話是沒有辦法驗證的（此處忽略轉賬證據這類的說法，因為轉賬證據也可以偽造，同時也沒有一個公平的仲裁機制可以快速解決糾紛），因此狀態通道的方案不可能大規模的複用，尤其是我們回到以太坊上的交易上來，我們會發現，大部分的交易都是和不同的用戶在進行，因此這類方案並沒有真正解決以太坊擁堵的問題。

3、側鏈（SideChain）

側鏈相對來說比較容易理解，就是乾脆直接另外運行一條公鏈，然後把大部分的運算都轉移到這條公鏈上，然後在需要返回結果的時候再把結果返回到以太坊上。這個方案聽上去好像非常可行，但是有一個最大的問題就是這條公鏈的安全性問題。以太坊上之所以能吸引這麼多的應用和用戶，正是因為它的生態已經構建成形，有足夠多的算力（ETH2.0實現以後是節點）來保證以太坊的安全性，但是其他公鏈並不具備這個安全係數。打個比方，以太坊就像一條非常完備的高速公路，有警察，有救護車，一旦發生問題，可以及時解決，但是如果你在其他路上開車運貨，不管是遇到車禍還是遇到搶匪，可能都沒有保護措施，那麼用戶怎麼敢在這條路上運貨呢。

4、Plasma

Plasma 的特別之處在於設計了一套欺詐證明機制：Plasma 將特定的底層數據發送給用戶自己進行保管，解決了數據可得性問題；此外，Plasma 有一個「退出期」設計，即便黑客取得側鏈的控制權並嘗試取款時，任何用戶都可以在「退出期」內提交證據來進行挑戰，如果挑戰成功，任何人都不能提取這筆資產，並且運營方也將被罰款，由此保證了數據的真實、有效和準確性，解決了資金安全性問題。

結語

結語

結語

目前來看，Layer2的所有方案裡，Rollup的方案相對來說可行性最高，其中Optimistic Rollup的代表項目是Optimism，ZK Rollup的代表項目是Zksync，Arbitrum Rollup的代表項目是Arbitrum，大家可以對每個項目再做深入了解；

Layer2方案在ETH2.0沒有推出之前的確有非常大的價值，因為目前以太坊的擁堵已經對以太坊的生態發展形成阻礙，如果再不提高性能，以太坊第一公鏈的地位能否保住都是問題，所以中短期來看，Layer2一定會有一波爆發；Layer2方案具備經濟捕獲價值，原因在於它可以幫助用戶節省gas費，因此這部分節省的gas費既可以讓項目方創收，又可以賦能代幣，因此，Layer2的項目值得關注；

各個Layer2方案對以太坊生態的撕裂是個巨大的問題，因此如果不能在ETH2.0正式推出以前進行生態融合的話，那麼Layer2方案將徹底淪為一個過度方案，並且喪失它的價值。

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聲明:

本文不構成任何投資建議。