ROL:一文讀懂以太坊的各大擴容方案_RollerSwap

當前的以太坊是一條整體單片式區塊鏈(monolithic blockchain)：它為自己提供安全性，執行自己的交易，并維護自己的數據可用性。

然而，這種傳統類型的區塊鏈，即為自己提供安全性、執行和數據可用性層的鏈，由于其“包攬了所有的事情”而存在固有的局限性。

這些局限性會給用戶帶來較高的交易成本。

這是因為以太坊執行層稀缺的區塊空間，加上不斷增長的網絡使用需求，導致了網絡擁堵，推高了交易成本。

換句話說，單片式區塊鏈一次只能處理這么多的交易?(transactions)。

為了解決這些局限性，以太坊生態中的開發者和研究人員近年來開創了一系列不同的可擴展性解決方案。這些方案有著不同的呈現方式和規模，但絕大多數都是作為以以太坊為中心的執行層，提供廉價和快速的 Crypto 交易。

現如今，許多新的可擴展性解決方案都已經可以使用了，而且更多的方案即將到來。為了緊跟目前正在發生的一切，本文將帶領讀者深入了解當前各大以太坊可擴展性方案！

當前，以太坊社區同時在使用鏈下擴容性策略和鏈上擴容策略。

鏈下擴容 (off-chain scaling) 是指為以太坊等底層鏈提供外部執行的任何創新方式。人們將這些創新稱為「Layer 2」(簡稱 L2)， 也即將交易的執行放在以太坊之外的第二層網絡進行，從而優化以太坊 L1 的性能。

鏈上擴容 (on-chain scaling) 是指為了提高區塊鏈的吞吐量 (即每秒能夠處理的交易量) 而對其進行的任何直接修改。雖然諸如 Rollups 和 Validiums 等鏈下擴容方案會在短期內擴展以太坊，但以太坊網絡的長期補充策略是實現分片 (sharding)，也即將以太坊 L1 分成許多條有著共享安全性的分片鏈 (shard chains)。

基于StarkNet的去中心化合約交易平臺Rabbit X測試網正式上線:1月31日消息，基于StarkNet的去中心化合約交易平臺Rabbit X正式上線其測試網，并為用戶提供快速和0gasfee的交易體驗。據悉，Rabbit X曾通過代幣銷售獲得Multicoin Capital、紅杉資本印度、Fabric Ventures等機構的850萬美元投資。[2023/2/1 11:40:11]

制圖：u/emkoscp

1. Rollups

Rollup 是一種可擴展性解決方案，通過在其自己的經優化的執行層上面執行交易，并將交易數據發布到以太坊 (以后可能還有其他 L1s 公鏈) 上。通過這種方式，Rollups 鏈直接繼承了以太坊 L1 的安全性保障。

放大來看，當前有兩種類型的 Rollups：ZK-Rollups 和 Optimistic Rollups。

1) ZK-Rollups 通過使用一種稱為 zk-SNARK 的加密證明，將許多筆鏈下交易“卷起來”形成一筆可驗證的交易批次。然后，這些較小的加密證明將被有效地發布到以太坊 L1 上面。

簡單來說就是，鏈下執行 + 通過 zk-SNARKs 提交鏈上數據 = ZK-Rollups。

Crypto.com將針對加拿大用戶下架Tether的USDT穩定幣:金色財經報道，根據Crypto.com向客戶發送的一封電子郵件顯示，Crypto.com將從其加拿大用戶的交易平臺中移除 Tether 的美元掛鉤穩定幣USDT 。

該交易所的一位發言人在一封電子郵件中表示，該公司“根據安大略證券委員會 (OSC) 的指示做出了這一決定，作為我們對受限交易商許可證的預注冊承諾的一部分” 。

所有 USDT 交易對、交易、存款和取款將在美國東部時間 1 月 31 日下午 1 點之前下架，電子郵件繼續。之后所有剩余的 USDT 用戶在交易所的存款將轉換為 Circle 發行的USDC。Crypto.com采取行動之際，世界各地的監管機構在 FTX 急劇崩潰后加強了對中心化交易所的審查，與此同時，頂級穩定幣之間的競爭也在加劇。加拿大證券管理局 (CSA) 是加拿大最高的證券監管機構，由來自 10 個省和三個地區的監管機構組成，上個月表示將通過“擴大對在該國運營的交易平臺的現有要求”來加強對加密貨幣交易所的監督。根據一份新聞稿，CSA 表示，它“將繼續監測和評估穩定幣在加拿大資本市場中的存在和作用” 。[2023/1/11 11:05:07]

Loopring (路印) 是 DeFi 領域最受歡迎的 zk-Rollup 項目之一

當前我們可以使用的基于 ZK-Rollup 方案的 Rollups 網絡包括：

派盾：偽造推特賬號@Aptos_Fond發布虛假空投鏈接，提醒用戶請勿上當:11月4日消息，派盾發布提醒稱，推特賬號@Aptos_Fond是一個偽造的Aptos帳號，其主頁上的aptosfond[.]org是釣魚網站，提醒用戶切勿點擊虛假空投鏈接。[2022/11/4 12:17:30]

Loopring：

https://loopring.io/#/

Polygon Hermez：

https://hermez.io/

zkSync：

https://zksync.io/faq/intro.html#introduction

2) Optimistic Rollups?也是將許多交易“卷起來”以批次的方式提交至以太坊 L1 鏈上，但這種方案并不使用零知識證明來證明交易的有效性：Optimistic Rollups “樂觀地”假設了交易的有效性，除非通過所謂的“欺詐證明”(fraud proofs) 成功地挑戰了交易的有效性。

簡單來說就是，鏈下執行 + 鏈上數據 + 欺詐證明 = Optimistic Rollups。

Arbitrum 是基于 Optimistic Rollup 方案的 L2 網絡

廣西開展基于區塊鏈的冷藏集裝箱港航服務提升行動:9月17日消息，近日，《廣西壯族自治區交通運輸廳關于冷藏集裝箱港航服務提升行動示范創新工作的方案》正式印發。進一步提高廣西冷藏集裝箱港航服務品質，推進冷鏈物流運輸高質量發展。（新浪）[2022/9/18 7:03:53]

當前我們可以使用的基于 Optimistic Rollup 方案的 Rollups 網絡包括：

Arbitrum One：

https://arbitrum.io/bridge-tutorial/

Optimism：

https://gateway.optimism.io/welcome

2. Validiums

DeversiFi 是目前最大的基于 Validium 方案的 L2 項目

另一種類似于 Rollups 的可擴展性解決方案是 Validiums。?

Validiums 的運作方式類似于 ZK-Rollups，因為這種方案也依賴于零知識證明來批處理和執行交易。但與 ZK-Rollups 相比，Validiums 在鏈下保存其數據可用性 (即交易數據存儲在鏈下)，而 ZK-Rollups 的數據可用性存儲在以太坊 L1 鏈上。

加密礦企Applied Blockchain獲得1500萬美元信貸額度，將用于償還債務及建設數據中心:8月12日消息，比特幣挖礦托管服務商Applied Blockchain獲得1500萬美元信貸額度，該筆信貸由一家位于北達科他州的銀行發放，前13個月利息為1.5%，剩余期限為6.5%。公司CEO Wes Cummins表示，該筆信貸資金將用于償還債務及建設數據中心。

此前報道，4月8日，Applied Blockchain申請在納斯達克IPO。根據該公司美國SEC提交的文件顯示，Applied Blockchain的IPO將融資6000萬美元。[2022/8/13 12:22:23]

這種動態特征使得 Validiums 這種擴容方案具有很高的性能(Validiums 能夠提供比 ZK-Rollups 更高的吞吐量)，但同時也在一定程度上使這種方案具有托管的性質 (這意味著 Validiums 的運營商可以凍結或者沒收用戶的資金)。

Sorare 是一款由 Validium 驅動的夢幻足球游戲

換句話說，鏈下執行 + 零知識證明 + 鏈下數據 = Validiums。

當前我們可以使用的基于 Validium 方案的項目包括：

DeversiFi?(去中心化交易所)：

https://l2beat.com/projects/deversifi/

Immutable X?(一個以 NFTs 為中心的 L2 網絡)：

https://www.immutable.com/

Sorare?(一款夢幻足球游戲)：

https://l2beat.com/projects/sorare/

3. Volitions

Volitions 是一種混合式擴容解決方案，讓用戶能夠在“ZK-Rollup模式”和“Validium模式”之間進行選擇。

在實踐中，這意味著 Volitions 的用戶能夠使交易在鏈下執行，同時可以選擇鏈上數據可用性或者鏈下數據可用性，也即選擇將數據可用性保存在以太坊 L1 鏈上或者在 Valildiums (鏈下)。

4. 側鏈

就以太坊而言，側鏈是與以太坊兼容的區塊鏈。

側鏈 (sidechains) 可以是獨立的區塊鏈，比如 BSC (幣安智能鏈)，或者更普遍的是，為了明確地迎合以太坊用戶的定制區塊鏈，比如 Polygon 的側鏈。側鏈與以太坊的兼容性源于它們支持 EVM (以太坊虛擬機)。

因此，側鏈可以作為以太坊 L1 的外部執行層，即便側鏈并沒有直接繼承以太坊 L1 的安全性保障。但一些側鏈項目，比如 Polygon 的側鏈，通過向以太坊提交檢查點 (checkpoints)，模糊了這種區別。

當前我們可以使用的側鏈包括：

Polygon：

https://wallet.polygon.technology/

xDai：

https://bridge.xdaichain.com/

Ronin?(NFT 游戲 Axie Infinity 量身定制的側鏈)：

https://bridge.roninchain.com/

5. 狀態通道

Connext 是以太坊生態中最知名的狀態通道項目之一

狀態通道 (State Channels) 是一種由多簽智能合約支撐的鏈下擴容方案。在狀態通道網絡中，ETH 等加密資產可以鎖定在這些合約中，用于在用戶之間創建雙向支付通道。

換句話說，狀態通道就像是在“記賬”，用戶彼此之間可以在鏈下進行數百次交易，然后通過向以太坊 L1 發送最后一筆交易來停止記賬。這樣一來，原本是許多筆的交易，通過狀態通道得以簡化。

目前我們可以使用的狀態通道項目：

Connext：

https://connext.network/

6. Plasma

Plasma 鏈是一種依賴于欺詐證明 (fraud proofs) 的擴容方案，類似于 Optimistic Rollups。但與 Optimistic Rollups 不同的是，Plasma 將數據可用性保存在鏈下。盡管是以太坊 L2 研究的最早領域之一，Plasma 的實現未能像其他更新的擴容方案那樣獲得足夠的吸引力。

上圖：以太坊的更新路線圖。制圖：trent.eth

以太坊開發者社區預計，分片 (sharding) 將在未來幾年內推出。

這一更新將把以太坊一直以來的單一協議擴展到 64 條新的“分片鏈”上。通過這種方式將以太坊網絡的負荷分布到這些分片鏈上，以太坊 L1 得以實現水平擴展，極大地改善了交易延遲和吞吐量能力。

值得注意的是，正如以太坊創始人 Vitalik Buterin 之前強調的那樣，“分片和 Rollups 帶來的可擴展性好處相互疊加”，這些創新將使以太坊輕松地支持數十億用戶。

直到最近，以太坊一直是一條整體單片式區塊鏈，僅依靠自己提供安全性、執行和數據可用性。

我們現在正開始看到，以及未來會越來越多地看到，以太坊正在成為一條模塊化的區塊鏈。也就是說，我們將看到以太坊越來越依賴外部執行層和外部數據可用性層來推進其基礎性能。

從 Rollups 到側鏈，我們已經討論了這些早期的外部執行層是什么樣子。同樣值得注意的是，像 Polygon Avail 這樣的定制化數據可用性區塊鏈，也將在擴大模塊化區塊鏈未來的可能性方面發揮重要作用。

撰文：William Peaster，來源：DeFi Pulse

編輯：南風

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