原文：Ethereum Layer 2s: Enhancing scalability and UX
翻譯及校對：Starknet 中文社區
📑 轉載請註明出處 🕹️
精選速覽
-
主要的二層技術包括 Rollup 和狀態通道，前者通過打包交易減少數據存儲
-
狀態通道允許鏈下交易並最終在主網結算
-
二層解決方案的成功依賴於基礎設施和生態系統的支持，未來以太坊需要多種擴展方案的結合，以滿足不斷增長的用戶和 dApp 需求
引言
以太坊自誕生以來經歷了指數級增長。然而，隨著增長而來的是可擴展性挑戰，導致交易速度變慢，以及 gas 費上漲。為了解決這些問題，以太坊社區一直在積極研究和開發各種擴展解決方案，尤其關注二層技術。二層擴展解決方案旨在獨立於以太坊主網（一層）運行，同時仍然能夠受益於主網的安全模型。通過將大量的交易處理轉移到鏈下，二層解決方案旨在提高交易吞吐量並降低 gas 費，同時不影響以太坊的去中心化和安全性，而這正是以太坊的價值所在。
二層解決方案的必要性
隨著以太坊網絡的用戶和 dApp 的數量持續增長，當前基礎設施的侷限性愈發明顯。以太坊主網每秒只能處理有限的交易（TPS）— 大約為 15 筆。在高需求時期，會導致網絡擁堵和高昂的 gas 費。這不僅降低了用戶體驗，也增加了新用戶和開發者進入生態系統的難度。二層解決方案提供了若干關鍵優勢，來應對這些挑戰：
-
提升每秒交易量（TPS）： 通過在鏈下處理交易，可以更高效地處理交易，二層解決方案可顯著增加每秒可處理的交易數量，減少網絡擁堵，提升整體性能。
-
gas 費更低： 由於交易在計算成本更低的鏈下環境處理，每筆交易的 gas 費大幅降低，使用戶能夠以更低的成本與 dApp 互動並參與以太坊生態系統。
-
改善用戶體驗：更快的交易時間和更低的成本可帶來更無縫、更愉快的用戶體驗，從而鼓勵更多的人採用和參與基於以太坊的應用程序。
二層解決方案的類型
目前已經出現了許多二層擴展解決方案，每種解決方案都有其實現擴展的方法。其中最突出的兩類是 Rollup 和狀態通道（State channel）。
Rollup
Rollup 是一種二層解決方案，在以太坊主網之外執行交易，然後將交易數據提交回一層進行共識處理。通過將多個交易打包成一個批次提交，Rollup 可以顯著減少以太坊區塊鏈上存儲的數據量，從而實現更快的處理速度和更低的 gas 費用。Rollup 主要分為兩種類型：
-
樂觀 Rollup：樂觀 Rollup 默認假設交易是有效的，只有當交易受到質疑時才進行計算並生成「欺詐證明」，從而減少了以太坊網絡的計算負擔。這種方法可以加快交易處理速度，降低 gas 費用，因為大多數交易無需大量驗證即可處理。
-
有效性 Rollup：有效性 Rollup 採用不同的方法，在鏈下執行交易並向以太坊主網提交「有效性證明」。這些證明在不透露具體交易細節的情況下確認交易的有效性，既保護了用戶隱私，又確保了網絡的安全性。與樂觀 Rollup 相比，有效性 Rollup 的交易時間更快，成本更低，因為其無需為每筆交易設置質疑挑戰期。
通道（Channel）
通道是另一種二層解決方案，允許參與者在鏈下快速、自由地進行交易，最終狀態才會在以太坊主網結算。通道利用密碼學證明最終狀態確實是有效中間交易的結果。通過使用多籤合約，通道能夠最大限度地減少與鏈上交易相關的網絡擁堵、費用和延遲問題。通道主要分為兩種類型：
-
狀態通道：狀態通道用於通用的鏈下交互，允許用戶執行智能合約並進行各種類型的交易，而無需頻繁與以太坊主網交互。這種方法尤其適用於需要頻繁、低價值交易的應用，如遊戲或小額支付。
-
支付通道：支付通道是狀態通道的一種專門形式，旨在優化參與者之間的高效代幣轉移。最著名的支付通道實施例子是閃電網絡（Lightning Network），在比特幣區塊鏈上運行，以實現快速、低成本的交易。
二層基礎設施與生態系統
二層擴展解決方案的成功不僅依賴於其底層技術，還取決於支撐它們的基礎設施和生態系統。大多數二層解決方案依靠由服務器或節點組成的網絡，通常被稱為驗證器（validators）、操作器（operators）、排序器（sequencers）或區塊生產器（block producers）。這些節點可以由個人、企業或專門的第三方運營商運行。在二層網絡上，交易通常提交給這些節點，而不是直接提交到以太坊主網。根據具體的實現方式，二層解決方案可能會將多個交易打包在一起，再將其錨定到一層，以確保這些交易受到以太坊網絡的安全保障且無法被篡改。隨著二層解決方案的廣泛應用，開發者、項目和用戶組成的充滿活力的生態系統正在興起。這個生態系統對於推動創新、促進合作以及確保二層技術的長期成功至關重要。
以太坊可擴展性的未來
隨著以太坊社區不斷致力於擴展解決方案，二層技術顯然將在平臺的未來發展中發揮至關重要的作用。通過實現更快、更便宜和更高效的交易，二層解決方案可以幫助以太坊擴展，以滿足全球 dApp 和用戶日益增長的需求。然而，值得注意的是，單一的擴展解決方案可能不足以應對所有挑戰。以太坊生態系統可能需要依賴多種二層解決方案的組合，以及對以太坊主網本身的持續改進，才能實現其全部潛力。
結論
二層擴展解決方案是以太坊未來的關鍵組成部分，為提升可擴展性、降低成本和改善用戶體驗提供了路徑。通過利用 Rollup、狀態通道等二層技術，以太坊社區可以努力克服當前網絡的侷限性，釋放其全部潛力。隨著二層生態系統的不斷發展和成熟，開發者、項目方和用戶的合作與創新將至關重要，以確保這些解決方案的長期成功與廣泛採用。憑藉技術、基礎設施和社區支持的正確組合，以太坊有望繼續保持其作為去中心化應用領先平臺的地位，並在未來幾年推動整個區塊鏈行業的發展。
