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来源：屏幕
原标题：科普丨以太坊layer2扩容
以太坊第二层（layer2）扩容是怎么回事？ Optimism、xDai、OMG、Loopring等项目有什么区别？接下来我们将回答这些问题。
扩张的需要
自以太坊网络推出以来，扩展以太坊一直是讨论最多的话题之一。关于扩容的争论总是在以太坊网络出现严重拥塞之后展开。
这样的争论首先出现在2017年的加密牛市期间，当时名气不大的CryptoKitties和ICO堵塞了整个以太坊网络，导致gas费用飙升。
今年，网络拥堵再次出现，而且更加严重，这一次是由DeFi 和流动性挖矿的流行造成的。在一段时间内，即使你支付了500gwei以上的gas费，也会出现交易暂时无法验证的情况。
当谈到以太坊或其他区块链的扩展时，主要有两种方式：扩展基础层本身（第1层），或者将部分工作放在第2层上以实现网络扩展。
Layer1 扩展VS Layer2 扩展
Layer1是标准的基础共识层，目前几乎所有的交易都在这一层进行结算。 “层”的概念并不是以太坊独有的，其他区块链也有这个概念，例如Bitcon 或Zcash。
Layer2 是建立在Layer1 之上的另一层。这里有几个要点。 Layer2不需要对Layer1做任何改变，只需要使用Layer1现有的组件（比如智能合约）在其上构建即可。 Layer2也可以通过将其状态锚定到Layer1来享受Layer1的安全性。
以太坊目前在其基础层（Layer1）上每秒可以处理大约15 笔交易。第2 层扩展可以显着增加交易数量。根据解决方案，每秒可以实现2000-4000 笔交易。
以太坊2.0呢？这也是以太坊的扩展吗？
是的，以太坊2.0引入了POS和分片，这将显着提高基础层的交易吞吐量。
这是否意味着以太坊2.0发布后，我们就不再需要Layer 2扩展了？
事实并非如此，即使有了分片，以太坊仍然需要第2 层扩展才能在未来每秒处理数十万甚至数百万笔交易。
这也是著名的“可扩展性三难”问题。理论上，我们可以跳过第2 层并专注于扩展基础层，但这将需要高度专业化的节点来处理增加的工作负载，这将产生更高程度的集中化，从而降低网络的安全性和审查阻力。
确保可扩展性不得以牺牲安全性和去中心化为代价。在以后的开发中，我们只能采用Layer1和Layer2相结合的扩展方式。
Layer2扩展方案
第2 层扩展是通过处理链下交易（第1 层为链下）来帮助提高第1 层性能的解决方案的统称。 Layer 2主要提高交易速度和交易吞吐量。此外，gas费也可以大大降低。
当涉及到特定的扩展解决方案时，有很多选择。其中一些解决方案现已推出，可以在中短期内提高以太坊网络的吞吐量。
一些扩展解决方案是特定于应用程序的，例如支付渠道。其他解决方案，例如Optimistic Rollup，可用于执行任意合约。
为了更好地理解差异，我们来探讨一下最流行的Layer2 扩展解决方案。
走道
通道是最早被广泛讨论的扩展解决方案之一，它允许参与者在链外进行多个交易，同时只向基础层提交两个交易。
最流行的通道类型是状态通道及其子类别—— 支付通道。
虽然通道有潜力每秒轻松处理数千笔交易，但它们也有一些缺点：参与不公开，参与者必须提前知道，用户必须将资金锁定在多重签名合约中。最重要的是，这种扩展解决方案是特定于应用程序的，不能用于扩展通用智能合约。
以太坊上使用状态通道的项目是Raiden，比特币的闪电网络也使用了支付通道的概念。
等离子体
Plasma 是一个Layer2 扩展解决方案，最初由Joseph Poon 和Vitalik Buterin 提出。它是一个用于在以太坊上构建可扩展应用程序的框架。
Plasma 利用智能合约和Merkle 树创建无限数量的子链，这些子链是以太坊区块链的副本。
将交易从主链转移到子链可以实现快速且廉价的交易。但Plasma 的一个缺点是，用户想要从Layer 2 提取资金将会有很长的等待时间。Plasma 与通道类似，不能用于扩展通用智能合约。
OMG 网络建立在他们自己的Plasma 之上，称为MoreViable Plasma。 Matic Network 是另一个使用Plasma 框架改编版本的平台。
侧链
侧链是一条与以太坊兼容的独立区块链，有自己的共识模型和区块参数。
与以太坊的互操作性是通过使用相同的EVM（以太坊虚拟机）来实现的，因此部署在以太坊基础层上的合约可以直接部署在侧链上。 xDai 就是此类侧链的一个例子。
汇总
Rollups 通过将侧链交易捆绑或“滚动”为单个交易并生成加密证明（也称为SNARK（简洁非交互式知识论证））来提供扩展。只有这个证明才会提交给基础层。
使用Rollups，所有交易状态和执行都在侧链中处理。以太坊主链只存储交易数据。
Rollup 有2 种类型。 Zk 汇总和乐观汇总。
Zk rollups 虽然比Optimistic rollups 更快、更高效，但并没有为现有智能合约迁移到第2 层提供简单的方法。
乐观汇总运行一个名为OVM（乐观虚拟机）的EVM 兼容虚拟机，它允许执行与以太坊上相同的智能合约。它使现有智能合约更容易保持其可组合性，这在所有主要智能合约都经过实战考验的DeFi 中极其重要。
使用Optimistic rollups 的主要项目之一是Optimism，他们的主网即将发布。
说到Zk rollups，Loopring 和Deversifi 是基于第2 层构建的去中心化交易所的好例子。除此之外，还有ZkSync 支持可扩展的加密支付。
Rollups 的可扩展性也可以通过以太坊2.0 来放大。事实上，由于rollup只需要数据层的扩展，因此可扩展性将在以太坊2.0第一阶段（关于数据分片）获得巨大的提升。
总结
虽然有一系列第2 层扩展解决方案可供选择，但以太坊社区似乎倾向于主要通过以太坊2.0 第一阶段的汇总和数据分片进行扩展的方法。
Vitalik Buterin 最近发表的一篇题为“以汇总为中心的以太坊路线图”的文章也证实了这种方法。
