Layer 2 真的为以太坊扩容了吗？

来源：Footprint

构建一个安全、对用户友好的去中心化网络的愿景，依赖于关键基础设施的发展。这个愿景由一个共享的经济框架支持，得到了亿万人的拥护。Layer 2 的扩展解决方案在构建这一基础和增强以太坊的能力方面起着至关重要的作用。这些项目相互协作，形成一个强大的生态系统，推动以太坊充分发挥其潜力。

本文将深入探讨 Layer 2 的创新、叙事、面临的挑战以及它们对以太坊大规模采用的变革性影响。我们的分析将基于 Footprint Analytics 的 Layer 2 研究页面的数据，为这个不断发展的生态系统提供有价值的见解。

为什么我们需要 Layer 2？

长期以来，区块链技术一直因其去中心化、安全性和可扩展性等优点而受到赞赏。然而，“区块链三难题”表明，在一个简单的架构内同时实现这三点是极具挑战性的。以太坊目前每天处理超过 100 万笔交易，但由于需求不断增加，往往面临网络拥堵及交易费高昂的问题。为了解决这个问题，Layer 2 网络作为一种创新解决方案应运而生。

Layer 2 的主要目标是通过实现更高的每秒交易量（TPS）来提高交易吞吐量，同时保持去中心化和安全性。这些 Layer 2 将多个链下交易合并为单个 Layer 1 交易来实现这一目标。因此，交易费用大大降低，使以太坊对更广泛的用户来说更具易用性和包容性。

Layer 2 的种类

目前 Layer 2 主要有 3 个种类：Rollups, State channels 以及 Plasma。

Rollups

作为一种 Layer 2 解决方案，Rollups 将多个交易聚合到 Layer 1 的单个交易中，通过在 Rollup 内的参与者之间分配交易费用来节省用户成本。Rollups 主要有两种类型：Optimistic Rollups 和 Zero-knowledge Rollups（ZK-Rollups）。Optimistic Rollups 利用欺诈证明确保链下交易的有效性，而 ZK-Rollups 则使用零知识证明来增强隐私和安全性。

Optimistic Rollups 的例子包括 Arbitrum（Arbitrum One）、Optimism（OP Mainnet）和 Base。

Arbitrum 由 Offchain Labs 团队于 2021 年 8 月推出，现已成为行业中的佼佼者，占据了 50% 以上的市场份额。通过 Nitro 升级，Arbitrum 实现了 EVM 完全等效性， 只需极少修改或无需修改，开发人员就可以把智能合约从以太坊无缝迁移到 Layer 2。

Optimism 是第二大以太坊 Layer 2 解决方案，于 2021 年 1 月进行了软启动，并于同年 12 月对所有人全面开放。Optimism 采用了 EVM 等效的架构，为以太坊应用程序提供了无缝的扩展解决方案。

Base 是与 Optimism 合作，基于 OP Stack 构建的，于 2023 年 7 月在主网上线。在短短几个月内，它就取得了巨大成功，在 Layer 2 市场中获得了第三大份额。Base 由 Coinbase 孵化，借助了 Coinbase 在构建加密产品方面的专业能力。

另一方面，ZK-rollup 的应用包括 zkSync Era、Starknet、Linea 和 Polygon zkEVM。

zkSync Era 是全球第一个 zkEVM 区块链，于 2023 年 3 月面向所有用户在主网上发布，并迅速在 Layer 2 市场中占据了第四的市场份额。在用户活动（包括 TPS 和交易笔数）方面，zkSync Era 已成为占主导地位的 Rollup 解决方案。

Starknet 于 2021 年 11 月上线主网。它使用 STARK 密码学证明系统，实现了安全、低成本和高性能。Starknet 使用 Cairo 作为开发语言，不与 EVM 兼容。目前正在努力通过名为 Warp 的转译器实现 Solidity 与 Cairo 之间的兼容性。

Linea，ConsenSys 旗下的 Layer 2 解决方案，于 2023 年 7月 上线主网。它提供 EVM 兼容性，使开发人员可以轻松迁移并在其网络上构建应用程序。

Polygon zkEVM 公共测试版于 2023 年 3 月推出，它的目标是与 EVM 等效。Polygon（前身为 Matic）是一个提供多样化区块链解决方案的区块链平台。Polygon zkEVM 是 Polygon 的产品之一。

State channels

State channels 是一种机制，允许参与者进行快速且无限制的链下交易，并在以太坊上结算最终结果。这种方法可以减少网络拥堵、费用和交易延迟。

Raiden Network 是一种链下扩容解决方案，专注于研究 State channels 技术、定义协议并开发参考应用。它实现了近乎实时、低费用和可扩展的支付功能，与以太坊上的 ERC20 代币兼容。该网络旨在提高可扩展性和可用性，同时保持与以太坊生态系统的兼容性。

Plasma

Plasma 链是一种通过锚定与以太坊主链相连的独立区块链，它利用欺诈证明（类似于 Optimistic Rollups）来解决争议。