一文读懂以太坊的主要扩张计划

目前的以太坊是一个单体区块链：它提供自己的安全性，执行自己的交易，并维护自己的数据可用性。

然而，这种为自身提供安全、执行和数据可用性层的传统类型的区块链，由于其“一刀切”的方法而具有固有的局限性。

这些限制会给用户带来高昂的交易成本。

这是由于以太坊执行层，加上网络使用需求不断增长比特币系统扩容方案，造成网络拥堵，推高交易成本。

换句话说，单体区块链一次只能处理这么多交易。

为了解决这些限制，以太坊生态系统的开发人员和研究人员近年来开创了一系列不同的可扩展性解决方案。 这些解决方案有不同的形式和规模，但大多数作为以以太坊为中心的执行层，提供廉价和快速的加密交易。

现在有许多新的可扩展性解决方案可用，而且还会有更多。 为了跟上眼下正在发生的一切，本文将带读者深入了解当前主要的以太坊可扩展性解决方案！

01. 链下扩容与链上扩容

目前，以太坊社区同时使用链下和链上扩展策略。

02. 了解L2

制图：u/emkoscp

1.汇总

Rollup 是一种可扩展性解决方案，它在自己优化的执行层上执行交易，并将交易数据发布到以太坊（以及未来可能的其他 L1 公链）。 这样，Rollups 链直接继承了以太坊 L1 的安全保障。

放大来看，目前有两种类型的 Rollups：ZK-Rollups 和 Optimistic Rollups。

1) ZK-Rollups 通过使用称为 zk-SNARK 的加密证明，“汇总”许多链下交易以形成可验证的交易批次。 然后将这些较小的密码证明有效地发布到以太坊 L1。

简单来说，链下执行+通过zk-SNARKs提交链上数据=ZK-Rollups。

Loopring 是 DeFi 领域最受欢迎的 zk-Rollup 项目之一

我们目前可以使用的基于 ZK-Rollup 方案的 Rollups 网络包括：

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＃介绍

2）Optimistic Rollups也将很多交易“汇总”起来，分批提交给以太坊L1链，但是这个方案并没有使用零知识证明来证明交易的有效性：Optimistic Rollups“乐观地”假设了交易的有效性交易，除非通过所谓的“欺诈证明”成功挑战了交易的有效性。

简单来说，链下执行+链上数据+欺诈证明=Optimistic Rollups。

Arbitrum 是一个基于 Optimistic Rollup 方案的 L2 网络

目前我们可以使用的基于Optimistic Rollup方案的Rollups网络包括：

关于Arbitrum One网络和Optimism网络的详细使用规则和注意事项，请参考之前发布的文章《》和《》

2. 验证

DeversiFi是目前最大的基于Validium方案的L2项目

另一个类似于 Rollups 的可扩展性解决方案是 Validiums。

Validiums 的操作类似于 ZK-Rollups，因为该方案也依赖于零知识证明来批量和执行交易。 但与ZK-Rollups相比，Validiums将其数据可用性保存在链下（即交易数据存储在链下），而ZK-Rollups的数据可用性存储在以太坊L1链上。

这种动态特性使得Validiums的扩容方案具有高性能（Validiums可以提供比ZK-Rollups更高的吞吐量），但也使得该方案在一定程度上具有托管性（意味着Validiums运营者可以冻结或没收用户的资金） ).

Sorare 是一款由 Validium 提供支持的梦幻足球游戏

也就是说，链下执行+零知识证明+链下数据=Validiums。

我们目前可以使用的基于Validium方案的项目包括：

3.意志

Volitions 是一种混合扩展解决方案，允许用户在“ZK-Rollup 模式”和“Validium 模式”之间进行选择。

实际上，这意味着 Volitions 的用户可以在链下执行交易，同时可以选择数据可用性是在链上还是链下，即选择将数据可用性存储在以太坊 L1 链上或在 Valildiums（链下））。

4. 侧链

就以太坊而言，侧链是与以太坊兼容的区块链。

侧链可以是独立的区块链，如 BSC（币安智能链）比特币系统扩容方案，或者更一般地说，是明确迎合以太坊用户的自定义区块链，如 Polygon 的侧链。 侧链与以太坊的兼容性源于它们对 EVM（以太坊虚拟机）的支持。

因此侧链可以作为以太坊L1的外部执行层，即使侧链不直接继承以太坊L1的安全保障。 但是一些侧链项目，例如 Polygon 的侧链，通过向以太坊提交检查点来模糊这种区别。

我们目前可用的侧链包括：

5.状态通道

Connext 是以太坊生态系统中最著名的状态通道项目之一

State Channels 是一种由多重签名智能合约支持的链下扩展解决方案。 在状态通道网络中，可以将 ETH 等加密资产锁定在这些合约中，用于创建用户之间的双向支付通道。

换句话说，状态通道就像“记账”，用户可以在链下相互进行数百次交易，然后通过将最后一笔交易发送到以太坊 L1 来停止记账。 这样，通过状态通道简化了很多交易。

目前我们可以使用的状态通道项目：

6.等离子

Plasma 链是一种依赖于欺诈证明的扩展解决方案，类似于 Optimistic Rollups。 但与 Optimistic Rollups 不同的是，Plasma 保持数据在链下的可用性。 尽管是以太坊 L2 研究最早的领域之一，但 Plasma 的实施未能像其他较新的扩展解决方案那样获得关注。

03. 以太坊L1什么时候实现分片？

上图：以太坊的更新路线图。 映射：trent.eth

以太坊开发者社区预计分片将在未来几年内推出。

该更新将以太坊长期存在的单一协议扩展到 64 个新的“分片链”。 通过这种方式将以太坊网络的负载分配到这些分片链上，以太坊L1可以实现水平扩展，大大提高交易延迟和吞吐能力。

值得注意的是，正如以太坊创始人 Vitalik Buterin 此前强调的那样，“分片和 Rollups 的可扩展性优势叠加在一起”，这些创新将使以太坊能够轻松支持数十亿用户。

04. 以太坊扩容的未来是模块化的

直到最近，以太坊一直是一个单一的区块链，它自己提供安全性、执行和数据可用性。

我们现在开始看到，并且将来会越来越多地看到，以太坊正在成为一个模块化的区块链。 也就是说，我们将看到以太坊越来越依赖外部执行层和外部数据可用性层来提升其底层性能。

从 Rollups 到侧链，我们已经讨论了这些早期的外部执行层是什么样子的。 还值得注意的是，像 Polygon Avail 这样的定制数据可用性区块链也将在扩展模块化区块链未来的可能性方面发挥重要作用。