撰文：Yasmine Karimi，Nansen
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撰文：Yasmine Karimi，Nansen
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以太坊gas費在2015至2021年的漲跌情況
每當gas費再次暴漲時，一場關於以太坊區塊鏈的可擴展性的討論便又再次回到了舞台中央，同時許多人還競相尋找下一個具有競爭性的區塊鏈來投資。實際上，我們不得不面對gas費只是冰山一角。 gas費如此之高的原因是當前的以太坊還沒有能夠擴大規模，也就是說，對交易的需求仍然多於以太坊區塊鏈每次實際能夠承擔的數量。
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區塊鍊是一種處理交易並將其記錄在區塊中的模式，區塊鏈的創建不需要可信的權威機構，並且可以避免重複消費。早期的區塊鏈，如比特幣和以太坊，基於他們的共識模型來處理和記錄這些交易的工作量證明。
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由此可見，為了解決這些問題，以太坊必須進行擴展，這可以通過增加網絡可以處理的交易數量（以TPS，每秒交易量衡量）以及交易速度來實現。為此，一些擴展方案已經在開發中，其中主要是以太坊2.0，對標第1層擴展方案、側鍊和第2層擴展方案。以太坊2.0、Polkadot和Solana等第1層擴展方案在結構上改變了以太坊的底層共識和鏈模式，而第2層擴展方案則是建立在以太坊主網及其協議之上的。
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以太坊可擴展性解決方案的簡要概況
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第1層擴展方案
分片
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協議改進是對底層協議所做的改變，以擴大交易吞吐量，具體而言是通過增加一個區塊中可放置的交易數量（僅在短期內可持續），減少區塊創建之間的時間差，或通過從工作量證明共識模式到權益證明的結構性轉變來實現。與“工作量證明”模式不同，“權益證明”根據他們在協議中投入的虛擬幣數量來選擇驗證者。由於驗證者是在此基礎上選擇的，因此不再需要大量的計算能力，也不存在讓gas費達到天文數字的礦工之間的競爭。交易的驗證時間要短得多，因為單個節點不必像基於PoS的區塊鏈Solana 30,000 TPS和Polkadot 1000 TPS那樣投入那麼多處理能力。作為比較，以太坊只能處理16個TPS。
側鏈
側鏈
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Plasma
狀態通道
狀態通道
第2層擴展方案
Rollups
首先，你可以將資產轉移到交易費用和速度更理想的側鏈上（例如，xDai使用的委託的權益證明共識機制允許在0.000021美元的情況下實現5秒的TPS）。資產的跨鏈轉移是通過雙向錨定（2WP）協議實現的，該協議在第一條鏈上鎖定資產，然後在第二條區塊鏈上創建一個交易，其輸入的信息包含加密證明，證明鎖定是正確的。這方面的一個完美例子是Polygon。
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狀態通道是指允許參與者在鏈外進行x次交易但只向以太坊網絡提交兩次鏈上交易的開源協議和智能合約。用戶在第一次打開通道時，必須創建並支付一筆以太坊交易。而當其準備要關閉通道時，用戶又必須支付費用來處理以太坊區塊鏈上的交易。這減少了必須處理和存儲的交易數量，並將gas費用減少到只打開和關閉一個通道所需要的花費。在以太坊上利用狀態通道的主要項目有State Channels、Celer、Perun和Raiden。
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Rollups通過在單個“批次”中進行匯總交易，使用壓縮工具（例如，減少價值長度的科學符號，以字節為單位）以及在鏈外驗證它們，然後將狀態數據存儲在第1層擴展方案上，從而來擴大主網。壓縮和批處理帶來了更高的吞吐量，使得每個交易的速度加快以及成本最小化。
Arbitrum解決了區塊鏈的三難問題：可擴展性、去中心化、安全性。
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在一段時間內Arbitrum上獨立地址的總數
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簡單來說，它建立在加密貨幣領域的王者——以太坊——之上
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我們相信像Arbitrum這樣的rollups將在未來幾年主導以太坊的可擴展性的另一個原因是，它們是建立在以太坊上的，而以太坊是加密貨幣領域的王者。這使他們具有先發優勢。首先，就使用情況而言，以太坊仍然是世界上最流行的區塊鏈協議，上面有3000多個dApps、DeFi、NFT、DAO和虛擬世界生態系統。比特幣是這方面唯一可以相提並論的區塊鏈，但其缺乏承載rollups的能力。
其次，與大多數人所認為的以太坊2.0會使rollups過時的觀點不同，考慮到以太坊2.0在幾年後才會全面部署，Arbitrum等rollups應該是第一個事實上的擴展解決方案。而恰恰相反，數據分片，即以太坊2.0的第二步，主要是為了加速rollups。有rollups分割存儲的狀態，有分片分割交易的歷史，還有rollups將自己註冊到特定的分片中，rollups的吞吐量的可擴展性是指數級的，到2030年有可能達到1500萬TPS 。
由於這些原因，很明顯，像Arbitrum這樣的rollups在不久的將來會有獨特的地位來領導以太坊可擴展性解決方案的浪潮。
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目前rollups面臨的一些挑戰
第一個挑戰是，對於optimistic rollups來說，提款期很長。提款可能需要7天時間，因為提款需要有一定的延遲，以便在交易被懷疑為欺詐的情況下，有時間公佈欺詐的證據並取消提款。
其次，保證optimistic rollups安全的條件是，至少有一個節點是誠實的，並能識別欺詐性交易。
從現在起五年後的rollups
結論
結論
實事求是地講，從長遠來看，rollup的潛力並不限於以太坊。可擴展性解決方案的未來實際上是一個由多個第1層擴展方案鏈上的相互依賴的擴展解決方案組成的更複雜的系統。在這個複雜的未來，我們還是可以期待三個主要趨勢。
如上所述，在短期內，Arbitrum等以太坊上的rollups將主導擴展解決方案的格局，然後將通過部署以太坊2.0及其分片方案進一步加強。第2層擴展方案，包括但不限於rollups，將展現出其進步的方面並使其性能變得越來越高，從而在執行方面與第1層擴展方案競爭。
接下來，當其他具有競爭性的第1層擴展方案達到滿容量時，它們將越來越多地開始在其主網的基礎上建立rollups。事實上，大多數人仍然不能搞清楚rollups的潛力，每個第1層擴展方案都會需要rollups。以太坊只是第一個一直在為它做準備的，而且已經有相當長的一段時間了（自2015年以來）。例如，Tezos正在接受一個以rollups為中心的路線圖。同樣，NEAR、Celestia和Polygon也是如此，他們最近剛剛宣布了基於擴展解決方案Polygon Maiden的高級zk-STARKs（源自zk-Rollup）。
