2層的加密貨幣縮放解決方案是什麼？它們如何提高交易效率？

2層的加密貨幣縮放解決方案是什麼？它們如何提高交易效率？

要點：

• 第2層縮放解決方案是建立在現有區塊鍊網絡（如以太坊）之上的技術，可增強交易吞吐量並降低成本而不會損害安全性。他們通過在將交易鏈接在主鏈上之前處理交易來實現這一目標。
• 存在幾種不同的第2層縮放解決方案，每種解決方案都有其自己的優勢和劣勢，包括狀態通道，匯總（樂觀和ZK）和側鏈。
• 交易效率的提高來自將大部分計算工作負載從主鏈中移出，從而減少了交通擁堵並降低交易費用。

第2層縮放解決方案解釋了：

• 州渠道：

想像一下，一群想要彼此之間經常進行小型交易的朋友。他們可以打開狀態渠道，而不是在公共區塊鏈上單獨記錄每個交易（昂貴且緩慢）。該渠道是參與者之間的私人簽訂合同，使他們能夠在鏈上進行許多交易。只有渠道的最終狀態（所有交易後的淨餘額）需要記錄在主區塊鏈上。這大大減少了鏈交易的數量，從而導致大量成本節省和速度提高。該過程通過在主要區塊鏈上創建智能合同來起作用，該合同充當有關資金的保管人。然後，參與者與該合同互動以啟動渠道。交易記錄在鏈上，由所有參與者簽署，最終將最終狀態提交給主鏈以進行和解。安全性依賴於加密簽名以及參與者對渠道完整性的承諾。國家渠道面臨的挑戰是所有參與者都需要在整個頻道的壽命中保持在線並積極參與。如果一個參與者脫機，則無法更新頻道，要求將其關閉並在主鏈上解決，從而否定了一些效率的提高。此外，渠道的建立和關閉本身會產生鏈交易費，儘管大大低於許多個人交易的成本。因此，州渠道的實用性通常僅限於一個可以保持一致的在線影響力的少數固定的參與者組的場景，例如付款應用程序或特定生態系統中的微交易。管理州渠道的技術複雜性也為廣泛採用的障礙帶來了障礙，尤其是對於沒有大量技術專業知識的用戶而言。因此，儘管狀態渠道為特定用例提供了可行的解決方案，但它們的局限性使它們無法成為區塊鏈可伸縮性的通用解決方案。需要進一步的開發以及用戶界面和安全協議的改進來克服這些障礙。但是，減少鏈上相互作用的固有效率仍然是一個重要的優勢。

• 滾動：

捲捲代表了第2層縮放的一種更複雜的方法。他們將多個交易捆綁到單個交易中，然後將其提交給主區塊鏈。這大大減少了主鏈需要處理的單個交易數量。匯總有兩種主要類型：樂觀和零知識（ZK）。

 * **Optimistic Rollups:** These rollups assume that all transactions within a batch are valid unless proven otherwise. A validity period is set, and if no challenges are raised within that period, the batch is considered finalized and settled on the main chain. If a challenge is issued, a dispute resolution mechanism is activated to verify the validity of the transactions. This process adds a layer of complexity and potentially increases the latency of transaction finality. However, optimistic rollups generally have lower computational overhead than ZK-rollups, making them potentially more efficient in terms of gas consumption on the main chain. The primary challenge with optimistic rollups lies in the fraud-proof mechanism. The system relies on individuals actively monitoring transactions and raising challenges if they detect fraudulent activity. This introduces the risk of missed fraud, especially with high transaction volumes, as well as the potential for malicious actors to deliberately clog the dispute resolution mechanism. The security of optimistic rollups relies heavily on the community's vigilance and the effectiveness of the challenge system. Despite these challenges, optimistic rollups offer a relatively simpler implementation compared to ZK-rollups, making them a popular choice for several projects. The lower computational requirements contribute to faster processing times compared to ZK-rollups, although finality is dependent on the challenge period. The scalability benefits are considerable, allowing for a significantly higher throughput than the base layer blockchain. * **Zero-Knowledge Rollups (ZK-Rollups):** These rollups utilize cryptographic proof systems to verify the validity of a batch of transactions without revealing the transaction data itself. This significantly improves privacy and reduces the computational burden on the main chain. ZK-rollups provide a succinct proof of the validity of the transactions, allowing the main chain to verify the entire batch quickly and efficiently without needing to process each transaction individually. The cryptographic techniques employed in ZK-rollups ensure that the integrity of the transactions can be verified without revealing the specific details of the transactions. This enhances privacy compared to optimistic rollups, which require the transaction data to be available for dispute resolution. However, the complexity of implementing ZK-rollups is significantly higher than that of optimistic rollups, leading to increased development costs and longer deployment times. The computational overhead for generating ZK-proofs can also be substantial, although this is generally offset by the efficiency gains on the main chain. The strong security guarantees offered by ZK-rollups make them an attractive option for high-value transactions and applications requiring a high degree of security and privacy. Despite the higher implementation costs, the long-term benefits of increased scalability, enhanced security, and improved privacy make ZK-rollups a promising technology for future blockchain development.

• Sidechains：

Sidechains是獨立的區塊鏈，將其固定在主區塊鏈上。這意味著可以在主鍊和Sidechain之間傳遞令牌。 Sidechains可以具有自己的共識機制和參數，從而在交易速度和可擴展性方面具有更大的靈活性。但是，他們引入了安全風險，因為主鏈的安全性並不能直接保證Sidechain的安全性。該過程通常涉及雙向PEG機制，使用戶可以將其令牌鎖定在主鏈上，從而在Sidechain和vice-cice-a上接收等效令牌。這種機制依靠加密技術來確保令牌轉移的完整性和可信度。 Sidechain的安全通常取決於其自身的共識機制及其參與者網絡的實力。因此，Sidechain可能比主鏈更容易受到攻擊，尤其是在它具有較小或更安全的網絡時。 Sidechains的好處包括增加吞吐量和嘗試不同的區塊鏈參數而不會影響主鏈的能力。這使它們對於在主鏈上實施新功能和技術之前都可以測試它們。但是，安全考慮和雙向PEG機制的複雜性仍然是廣泛採用的重大挑戰。 Sidechains更適合於優先於主鏈提供的安全保證的應用程序。

第2層解決方案如何提高交易效率：

第2層縮放解決方案主要通過減少主區塊鏈上的負載來提高交易效率。通過處理交易後，它們可以顯著減少需要驗證並添加到主要區塊鏈分類帳中的交易數量。這導致了幾個關鍵的改進：

• 交易吞吐量的增加：主要區塊鏈每秒可以處理更多的交易，從而導致更快的確認時間並減少擁塞。
• 較低的交易費用：主鏈上的減少負載轉化為用戶的較低交易費用。
• 提高的可伸縮性：區塊鍊網絡的整體容量得到了顯著增強，從而使其可以處理大量的用戶和交易。

每個第2層解決方案通過不同的機制來實現這些改進，但是基本原理保持不變：將大部分計算工作從主鏈中移出，同時保持基礎區塊鏈的安全保證。

常見問題解答：問：第1層和第2層解決方案之間有什麼區別？

答：第1層是指基礎區塊鏈本身（例如，以太坊，比特幣）。第2層解決方案建立在第1層的頂部，以提高其可擴展性和效率，而無需更改第1層的核心協議。第1層提供了基本的安全性和共識機制，而第2層則增強了性能特徵。

問：第2層解決方案是否安全？

答：第2層解決方案的安全性取決於特定的實現。儘管他們旨在利用基礎第1層區塊鏈的安全性，但他們引入了自己的安全考慮。例如，樂觀的匯總依靠防欺詐機制，而ZK滾動利用加密證明。但是，Sidechains由於其獨立於主鏈的獨立性，可以引入額外的安全風險。徹底的安全審核對於任何2層解決方案都至關重要。

問：哪個第2層解決方案是最好的？

答：沒有單個“最佳”第2層解決方案。最佳選擇取決於應用程序的特定需求。要考慮的因素包括交易吞吐量要求，成本敏感性，隱私需求和實施的複雜性。樂觀的匯總可能適用於成本是主要因素的高通量應用程序，而對於需要強大隱私保證的應用程序，ZK滾動可能是首選的。州渠道最適合一小部分頻繁的互動者，而側chains則提供了最大的靈活性，但可能會犧牲一些安全性。

問：第2層解決方案如何影響權力下放？

答：對權力下放的影響是一個複雜的問題。儘管第2層解決方案可以提高效率和可擴展性，但某些實施可能依賴於集中的測序儀或驗證器，這可能會損害分散的分散化。權力下放程度因特定層第2層解決方案及其實現而有所不同。例如，與依靠集中序列儀的樂觀匯總相比，ZK滾動通常提供更高的權力下放化。在部署前評估每個第2層解決方案中的集中化水平至關重要。

問：第2層擴展解決方案的未來前景是什麼？

答：第2層縮放解決方案被認為對區塊鏈技術的未來至關重要。隨著區塊鏈採用的增長，對較高吞吐量和較低交易費用的需求將增加。第2層解決方案提供了解決這些挑戰的實用途徑，同時保持基礎區塊鏈的安全性和權力下放屬性。正在進行的研究和開發重點是提高第二層解決方案的效率，安全性和用戶體驗。我們可以期望在未來幾年看到這個領域的更廣泛的採用和創新。