Ethereum 和 Layer2的关系

文章目录

• [一、Ethereum 和 Layer2](#一、Ethereum 和 Layer2)
• • [1.1 以太坊（Ethereum）](#1.1 以太坊（Ethereum）)
  • [1.2 Layer 2（第二层解决方案）](#1.2 Layer 2（第二层解决方案）)
• [二、目前的 Layer2 不同的解决方案有什么优缺点？](#二、目前的 Layer2 不同的解决方案有什么优缺点？)
• • [2.1 状态通道（State Channels）](#2.1 状态通道（State Channels）)
  • [2.2 侧链（Sidechains）](#2.2 侧链（Sidechains）)
  • [2.3 Plasma](#2.3 Plasma)
  • [2.4 Rollups](#2.4 Rollups)
  • [2.5 Validium](#2.5 Validium)

一、Ethereum 和 Layer2

Ethereum（以太坊）和Layer 2（第二层解决方案）是区块链技术领域中的两个重要概念，它们在解决区块链网络的可扩展性和性能方面发挥着关键作用。

1.1 以太坊（Ethereum）

以太坊是一种基于区块链技术的开源平台，允许开发者构建和部署智能合约和分布式应用程序（DApps） 。与比特币等其他加密货币不同，以太坊的主要特点是它支持智能合约，这是一种可以自动执行和执行特定条件的计算机代码。 以太坊的原生加密货币是以太币（Ether），它是平台上智能合约的"燃料"。以太坊主网，也称为"layer 1"

以太坊在区块链领域中拥有巨大的影响力，因为它为开发者提供了一个强大的平台，可以构建各种去中心化应用程序。然而，随着以太坊网络的发展和应用数量的增加，它面临着可扩展性和性能方面的挑战，导致交易速度变慢和交易费用增加。

1.2 Layer 2（第二层解决方案）

要了解Layer2是什么？首先要从以太坊扩容说起，以太坊的拥堵无需赘述，大家深有感触，扩容作为提升以太坊性能的解决方案

Layer 2 就是一组解决方案，旨在通过在区块链之上构建第二层协议或网络，提高区块链网络的吞吐量和性能，从而解决可扩展性和交易速度等问题，而不必对底层区块链进行修改。

Layer 2 解决方案的主要思想是将部分交易或计算从主区块链（如以太坊）移至第二层网络，以减轻主链的负担。这些解决方案通常通过批量处理、状态通道、侧链等技术来实现。它们允许用户在不牺牲安全性的情况下进行更多的交易，并且通常具有更低的交易成本和更快的确认时间。

在我的理解里，Layer2 的主要理念就是在保证数据的完整性和安全性的同时，把一些计算、存储和传输的任务从 Layer1 迁移到 Layer2。从而达到它的三个目标。

三个目标即：

• 1、提高吞吐量
• 2、提高交易确认速度
• 3、降低交易费用

除了三个主要目标外，Layer2 其实也是对不可能三角的一种尝试，因为大家都知道区块链是无法同时满足安全性、去中心化和可扩展性的。所以 Layer2 也是通过技术手段来去做创新，试图解决不可能三角问题。

为了方便大家理解两种方案，我们来举一个例子说明。

如果把当下的以太坊主链Layer1比作一栋房子，那么搭载在主链上运行的DApp、DeFi以及智能合约可以看成是住进房子里的人，随着入住人数的不断增加，这栋老房子（Layer1)越来越难以承接更多的人来入住。目前的两种解决方案，方案一：Layer1扩容就相当于在老房子的基础上进行扩建，增加房间数量，依此来容纳更多的人入住；方案二：Layer2是保持原有的老房子不变，在老房子旁边建造新的房子，然后将一部分人转移到新房子里来，从而到达扩容的效果。

二、目前的 Layer2 不同的解决方案有什么优缺点？

目前存在多种 Layer 2 解决方案，每种方案都有不同的代表项目和优缺点。以下是几种主要的 Layer 2 解决方案、代表项目以及它们的优缺点：

2.1 状态通道（State Channels）

允许参与者在链下进行交易，并将最终的状态提交到主链上，以实现高吞吐量和低延迟的交易处理。

• 代表项目：

1. Raiden Network
2. Celer Network
3. Connext Network

缺点就是需要交易双方都在线；另外用户人数有上限。它比较适合用来做预测市场、赌球、赛马这类场景。

• 优点：

1. 高吞吐量：允许链下交易，因此能够实现高吞吐量和低延迟的交易处理。
2. 低交易成本：大部分交易在链下进行，因此交易成本较低。
3. 隐私保护：链下交易提供一定程度的隐私保护，交易信息不会公开到主链上。

缺点：

1. 资金锁定：参与者需要在通道中锁定资金，可能会导致资金效率低下。
2. 通道管理：管理状态通道需要与通道内的其他参与者协调，可能引入复杂性和管理成本。
3. 需要出口交易：通道内的参与者想要提交最终状态到主链上时，需要执行出口交易，可能需要等待时间和支付额外的交易费用。

2.2 侧链（Sidechains）

是与主链平行运行的独立区块链，可以处理不同的交易负载，并将结果最终提交到主链上。

• 代表项目：

1. Polygon（前身为Matic Network）
2. xDai Chain
3. Ronin Network

• 优点：

1. 独立性：侧链是与主链平行运行的独立区块链，具有较高的灵活性和自治性。
2. 可扩展性：侧链可以处理不同的交易负载，提高整体系统的可扩展性和吞吐量。
3. 多资产支持：侧链可以支持多种加密资产和代币，提供多样化的资产操作和交易。

缺点：

1. 安全性风险：侧链的安全性取决于共识机制和安全模型，可能存在安全风险。
2. 互操作性挑战：侧链与主链之间的互操作性可能面临挑战，限制了其应用范围。
3. 中心化风险：某些侧链可能采用集中的共识机制，可能引入中心化风险。

2.3 Plasma

是一种构建在主链之上的框架，通过创建树状结构的侧链来扩展主链的处理能力，并提高吞吐量和性能。

• 代表项目：

1.OmiseGO（现为OMG Network）

2.Matter Labs

3.Fuel Labs

• 优点：
  1.高扩展性：通过创建树状结构的侧链来扩展主链的处理能力，提高吞吐量和性能。
  2.低交易成本：较低的交易成本和更快的交易确认。
  3.提高了主链的数据压缩和验证。

缺点：

1.复杂性：实现和管理 Plasma 需要解决诸多技术和安全问题，因此复杂性较高。

2.安全性考虑：依赖于主链的安全性，如果主链出现问题，可能会影响 Plasma 的安全性。

3.需要出口交易：需要将最终状态提交到主链上，可能需要等待时间和支付额外的交易费用。

2.4 Rollups

是一种技术，通过将交易数据批量压缩，并将其提交到主链上，从而提高了主链的吞吐量和性能。

• 代表项目：

1. Optimism（Optimistic Rollups）
2. zkSync（Zk-Rollups）
3. StarkWare

• 优点：

1. 高吞吐量：通过批量处理交易数据，提高了主链的吞吐量和性能。
2. 低成本：较低的交易成本和更快的交易确认。
3. 提高了主链的数据压缩和验证。

• 缺点：

某些 Rollup 解决方案可能需要一定的时间来验证数据，可能存在一定的延迟。

2.5 Validium

是一种结合了状态通道和零知识证明技术的解决方案，旨在提供高吞吐量和隐私保护。

• 代表项目：

1. zkPorter
2. Arbitrum
3. zkSync

• 优点：

1. 高吞吐量：提供高吞吐量的链下交易。
2. 低成本：较低的交易成本和更快的交易确认。
3. 隐私保护：结合了状态通道和零知识证明技术，提供了一定程度的隐私保护。

缺点：

部分依赖于主链：虽然链下处理，但最终状态需要提交到主链上，可能存在安全风险。