一文读懂以太坊扩容方案

以太网是一个单区块链，提供独特的安全性、独特的事务处理和独特的数据可用性。

然而，该常规区块链——提供独特的安全层、执行层和数据可用性层的链——由于其“全能”方法而面临固有的局限性。

这些限制可能会导致用户高昂的交易成本。

这是因为以太网运行层不足的封锁空间和不断增加的网络使用需求造成了交易堵塞，从而推高了交易成本。

也就是说，单区块链一次只能支持这么多交易。

为了解决这些限制，开发者和研究者近年来率先推出了各种扩展解决方案。 虽然这些方案有多种格式和容量，但在大多数情况下，作为以以太网为中心的执行层，它们提供了廉价、高速的加密交易。

这篇文章的这些扩展解决方案已经被尝试了，更多的还在途中。 为了赶上正在发生的事情，让我们深入理解并把握现代以太坊扩张场景的脉搏吧！

链下与链上扩容

以太网社区采用了链条下降和链条上升两种扩展战略。

链式扩展是指向底层区块链(如以太坊)提供外部执行的创新。 人们把这些创新叫做二楼(Layer 2)，叫做“L2”，也就是在一楼上面工作以优化“L1”的复仇能力。

链扩展是指直接修改区块链以提高吞吐量。 通过rollup和vslidium等链扩展的资源将在短期内扩展以太网，但网络的长期扩展补充是分片，将以太网L1分割为具有共享安全的多个链。

深入理解L2

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照片来自redditor用户emkoscp

Rollups

rollup是一种扩展的解决方案，可以在自己优化的执行层上执行事务，并将事务数据发布到以太网上。 在那之后，可能还有其他L1。 这样，rollup直接继承了以太坊的安全保证。

具体来说，有zk rollups和optimistic rollups两种类型。

Zk rollup使用zk-SNARK (特殊的加密证书)将许多链事务“合并”为可验证的批处理事务。 这些小有效性将被证明，并有效地公布在以太坊的区块链上。 链执行通过zk-SNARKs脸部数据=zk rollups。

Optimistic rollups也将许多连锁交易“汇总”为批量交易，但不使用知识零证明。 这些rollups“乐观”地假定交易有效，除非通过所谓的欺诈证明挑战成功。 链上的数据欺诈证明=在链下运行=optimistic rollups。

当前的Rollup包括：

arbitrumone (光学角色)。

环形环(ZK侧滚) )。

optimism (最佳滚动) )。

polygonhermez (ZK侧滚) )。

ZK同步(ZK侧滚) ) )。

Validiums

Rollup等扩展解决方案的另一个是validiums。

Validiums的功能类似于ZK滚动。 因为zk rollup依赖于零知识的证书来批处理和执行交易。 但是，与zkrollups相比，validiums保持了链中数据的可用性。 该解决方案为这些扩展解决方案提供了高性能，但在一定程度上是托管的。

Sorare呢！

换言之，在链下执行零知识证明链下的数据=validiums。

Validium项目包括：

DeversiFi，目前最大的基于Validium的去中心化交易所。

以Immutable X、NFT为中心的L2

由Sorare、validium驱动的梦幻足球游戏

Volitions

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Volitions是一种混合扩展解决方案，用户可以在“ZK滚动上升模式”和“validium模式”之间进行选择。

实际上，这意味着Volitions用户可以在链下执行交易的同时选择链上或链下数据的可用性。 也就是说，通过以太坊或通过validiums。

侧链

以太坊背景下，侧链是与以太坊兼容的区块链。

它们可以是独立的区块链，如Binancesmartchain(BSC )，也可以是更一般地明确迎合以太坊用户的自定义区块链，如Polygon的侧链。 这些链与以太网的兼容性来自以太网虚拟机(EVM )的支持。

因此，作为以太网L1的外部执行层，即使不直接继承以太网的安全保证，侧链也作为以太网L1的外部执行层发挥作用。 在一些项目(如Polygon的侧链)中，通过向以太坊提交检查点来模糊这种差异。

侧链项目如下。

奥利弗卡恩

xDai

Ronin，NFT游戏Axie Infinity的定制侧链

状态通道

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Connext :以太坊最有名的状态通道项目之一。

状态通道是基于多个签名智能合约的链式部署解决方案。 ETH等被锁定在这些合同中，可以用于在用户之间创建双向支付渠道。

也就是说，这些频道就像“打开的标签”。 用户可以相互进行100次链式交易，关闭标签并支付账单，就像将最后一次封闭式交易发送给以太坊一样。 很多交易可以通过状态渠道简化。

状态通道项目： Connext

Plasma

等离子链是一种经欺诈验证的扩展解决方案，如optimistic rollups，但可以保持链中数据的可用性。 作为L2研究最早的领域之一，Plasma的实现没有得到和后续扩展解决方案一样多的吸引力。

什么时候分片？

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照片来自trent.eth

以太坊开发社区计划在未来几年内推出瓷砖。

该更新将以太坊之前的孤立协议传播到64个新的“瓷砖”或链条上。 通过这样分配区块链的网络负载，以太网横向扩展的L1将大幅提高事务延迟和吞吐量能力。

值得注意的是，正如以太坊的创始人Vitalik Buterin以前强调的那样，“瓷砖和Rollup的扩张收益成倍增长”。 也就是说，这些创新可以让以太坊更容易地支持数十亿用户。

以太坊扩容的未来是模块化的

直到最近，以太网一直是单区块链，其安全性、执行力和数据可用性都依赖于自身。

我们现在开始看到的是，而且我们看到更多的未来是，以太坊变成了模块化的区块链。 总之，可以看到，为了提高基础能力，以太坊越来越依赖外部执行层和外部数据可用性层。

从rollup到侧链研究了这些初期的外部执行层的情况。 另外，请注意，定制的数据可用性链(如Polygon Avail )在扩展模块化区块链未来的可能性方面也扮演着重要的角色。