區塊鏈的Layer2擴展方案是什麼？

第2層擴展方案簡介

第2層擴展方案是旨在提高區塊鍊網絡的可擴展性和效率的關鍵技術。隨著區塊鏈技術的採用的增長，對可以處理較高交易量的解決方案的需求越來越重要。 Layer2解決方案在基本區塊鏈（Layer1）的頂部運行，並旨在卸載網絡的某些工作負載，從而改善其整體性能。在本文中，我們將探討各種第2層擴展方案，它們的機制以及它們如何對區塊鏈技術的更廣泛的生態系統做出貢獻。

什麼是layer2，為什麼需要它？

第2層是指在現有區塊鏈系統頂部（通常稱為layer1）頂部構建的二級框架或協議。 Layer2解決方案的主要目的是解決Layer1網絡的固有局限性，例如緩慢的交易處理時間和高費用，尤其是在高網絡擁塞期間。通過處理鍊鍊交易並僅在主要區塊鏈上解決最終狀態，Layer2解決方案可以顯著增加吞吐量並降低成本，從而使區塊鏈技術更容易訪問和實用。

第2層擴展方案的類型

Layer2擴展方案有幾種類型，每種方案都具有可增強區塊鏈可伸縮性的獨特方法。一些最突出的包括：

• 付款渠道：這些允許參與者多次交易鏈，而僅記錄區塊鏈上的最終狀態。
• Sidechains ：這些是單獨的區塊鏈，它們平行於主鏈，並且可以通過雙向釘子與之相互作用。
• 等離子體鏈：這些是固定在主鏈上的兒童區塊鏈，旨在獨立處理交易。
• 匯總：這些批次多次交易到單個交易中，從而減少了主區塊鏈上的負載。

這些計劃中的每一個都有其自己的一套優勢和權衡，我們將在以下各節中詳細探討。

支付渠道：提高交易速度和成本效益

支付渠道是最早，最直接的Layer2解決方案之一。它們使參與者能夠在鏈上進行眾多交易，僅在區塊鏈上解決淨結果。這種方法對於需要經常進行低價值交易的應用特別有用。

要了解支付渠道的工作方式，請考慮以下過程：

• 打開渠道：兩個政黨將資金存入區塊鏈上的多西格錢包中，創建一個頻道。
• 離鏈交易：當事方現在可以互相交易，從鏈上進行交易，更新頻道的餘額而不涉及區塊鏈。
• 關閉渠道：當雙方完成交易時，它們可以關閉通道，並在區塊鏈上記錄最終狀態。

此方法大大減少了主區塊鏈上的負載，因為只有通道的開口和關閉以及最終狀態才能記錄。付款渠道的示例包括用於以太坊的Bitcoin和Raiden網絡的閃電網絡。

Sidechains：並行處理以提高可擴展性

Sidechains是與主區塊鏈一起運行的獨立區塊鏈，但通過雙向PEG連接到它。該連接允許資產在主鍊和側鏈之間轉移，從而使Sidechain能夠獨立處理交易。

使用Sidechain的過程涉及：

• 轉移資產：用戶將其資產鎖定在主鏈上，然後將其鎖定在Sidechain上。
• 處理交易：Sidechain處理交易，可能具有不同的規則和共識機制。
• 返回資產：當用戶想將其資產返回主鏈時，他們將其鎖定在側chain上，並且在主鏈上釋放了同等金額。

可以定制Sidechains以適合特定用例，從而提供靈活性和可擴展性。 Sidechains的示例包括用於以太坊的Bitcoin和Polygon（以前是Matic網絡）的液體網絡。

血漿鏈：兒童區塊鏈可伸縮

等離子體鏈是另一種類型的layer2解決方案，涉及創建錨定在主區塊鏈上的兒童區塊鏈。這些兒童連鎖店可以獨立處理交易，並且只能定期將其狀態報告回主鏈。

血漿鏈的操作可以分解為：

• 建立一個等離子鏈：主鏈上的智能合約是血漿鏈的錨點。
• 交易處理：血漿鏈具有獨立的一套規則和驗證器，獨立處理交易。
• 國家報告：週期性地，等離子鏈將其狀態報告回主鏈，以確保主鏈仍然是真理的根源。

血漿鏈對於需要高通量並可以忍受一定程度的集中化的應用特別有用。血漿鏈實現的一個示例是OMG網絡，旨在擴展以太坊。

匯總：批處理交易以提高效率

匯總是一種類型的layer2解決方案，該解決方案將多個事務批量化為單個事務，然後將其記錄在主區塊鏈上。這種方法大大減少了主區塊鏈上的負載，因為它只需要處理單個交易而不是多個交易。

有兩種主要類型的匯總類型：

• 樂觀的匯總：這些假定交易默認情況下是有效的，並且只有在爭議期內沒有人挑戰時才執行它們。
• 零知識匯總（ZK-Rollups） ：這些使用加密證明來驗證交易外鏈，以確保其在將其提交給主鏈之前的有效性。

使用匯總的過程涉及：

• 批處理交易：多個交易是跨鏈的批處理。
• 生成證明：對於ZK滾動，生成加密證明以驗證批次。
• 提交給主鏈：批次以及任何必要的證據都會提交給主區塊鏈。

匯總對於縮放以太坊特別有效，其中包括樂觀和樂觀匯總的仲裁，以及ZKSYNC和ZK-Rollups的Starkware。

常見問題

問：Layer2解決方案如何影響主要區塊鏈的安全性？

答：第2層解決方案旨在通過確保始終將交易的最終狀態記錄在主鏈上，以維持主區塊鏈的安全性。儘管某些Layer2解決方案可能會引入額外的安全風險，例如在某些Sidechain實現中對受信任的操作員的需求，但只要主鏈的共識機制不妥協，總體安全模型仍然堅固。

問：是否可以在不同的區塊鏈上使用Layer2解決方案？

答：雖然大多數Layer2解決方案旨在與特定的區塊鏈一起使用，但仍在努力創建跨鏈Layer2解決方案。例如，諸如Cosmos和Polkadot之類的互操作性協議旨在使不同的區塊鏈之間進行通信，從而允許Layer2解決方案在多個網絡上運行。

問：採用第2層解決方案的主要挑戰是什麼？

答：採用第2層解決方案的主要挑戰包括用戶體驗，因為用戶需要了解並與鍊鍊機制進行交互；技術複雜性，因為開發和維護第2層解決方案需要專業知識；和監管的不確定性，因為在某些司法管轄區中，第2層交易的法律地位尚不清楚。

問：Layer2解決方案如何影響區塊鍊網絡的分散化？

答：第2層解決方案可能會對分散化產生不同的影響。一些解決方案（例如支付渠道）保持了高度的權力下放化，而另一些解決方案，例如某些Sidechain實施，可能會引入更集中的元素。關鍵是要平衡可擴展性與區塊鏈技術固有的權力下放和安全性的核心原則。