2层的加密货币缩放解决方案是什么？它们如何提高交易效率？

2层的加密货币缩放解决方案是什么？它们如何提高交易效率？

要点：

• 第2层缩放解决方案是建立在现有区块链网络（如以太坊）之上的技术，可增强交易吞吐量并降低成本而不会损害安全性。他们通过在将交易链接在主链上之前处理交易来实现这一目标。
• 存在几种不同的第2层缩放解决方案，每种解决方案都有其自己的优势和劣势，包括状态通道，汇总（乐观和ZK）和侧链。
• 交易效率的提高来自将大部分计算工作负载从主链中移出，从而减少了交通拥堵并降低交易费用。

第2层缩放解决方案解释了：

• 州渠道：

想象一下，一群想要彼此之间经常进行小型交易的朋友。他们可以打开状态渠道，而不是在公共区块链上单独记录每个交易（昂贵且缓慢）。该渠道是参与者之间的私人持有合同，使他们能够在链上进行许多交易。只有渠道的最终状态（所有交易后的净余额）需要记录在主区块链上。这大大减少了链交易的数量，从而导致大量成本节省和速度提高。该过程通过在主要区块链上创建智能合同来起作用，该合同充当有关资金的保管人。然后，参与者与该合同互动以启动渠道。交易记录在链上，由所有参与者签署，最终将最终状态提交给主链以进行和解。安全性依赖于加密签名以及参与者对渠道完整性的承诺。国家渠道面临的挑战是所有参与者都需要在整个频道的寿命中保持在线并积极参与。如果一个参与者脱机，则无法更新频道，要求将其关闭并在主链上解决，从而否定了一些效率的提高。此外，渠道的建立和关闭本身会产生链交易费，尽管大大低于许多个人交易的成本。因此，州渠道的实用性通常仅限于一个可以保持一致的在线影响力的少数固定的参与者组的场景，例如付款应用程序或特定生态系统中的微交易。管理州渠道的技术复杂性也为广泛采用的障碍带来了障碍，尤其是对于没有大量技术专业知识的用户而言。因此，尽管状态渠道为特定用例提供了可行的解决方案，但它们的局限性使它们无法成为区块链可伸缩性的通用解决方案。需要进一步的开发以及用户界面和安全协议的改进来克服这些障碍。但是，减少链上相互作用的固有效率仍然是一个重要的优势。

• 滚动：

卷卷代表了第2层缩放的一种更复杂的方法。他们将多个交易捆绑到单个交易中，然后将其提交给主区块链。这大大减少了主链需要处理的单个交易数量。汇总有两种主要类型：乐观和零知识（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是独立的区块链，将其固定在主区块链上。这意味着可以在主链和Sidechain之间传递令牌。 Sidechains可以具有自己的共识机制和参数，从而在交易速度和可扩展性方面具有更大的灵活性。但是，他们引入了安全风险，因为主链的安全性并不能直接保证Sidechain的安全性。该过程通常涉及双向PEG机制，使用户可以将其令牌锁定在主链上，从而在Sidechain和vice-cice-a上接收等效令牌。这种机制依靠加密技术来确保令牌转移的完整性和可信度。 Sidechain的安全通常取决于其自身的共识机制及其参与者网络的实力。因此，Sidechain可能比主链更容易受到攻击，尤其是在它具有较小或更安全的网络时。 Sidechains的好处包括增加吞吐量和尝试不同的区块链参数而不会影响主链的能力。这使它们对于在主链上实施新功能和技术之前都可以测试它们。但是，安全考虑和双向PEG机制的复杂性仍然是广泛采用的重大挑战。 Sidechains更适合于优先于主链提供的安全保证的应用程序。

第2层解决方案如何提高交易效率：

第2层缩放解决方案主要通过减少主区块链上的负载来提高交易效率。通过处理交易后，它们可以显着减少需要验证并添加到主要区块链分类帐中的交易数量。这导致了几个关键的改进：

• 交易吞吐量的增加：主要区块链每秒可以处理更多的交易，从而导致更快的确认时间并减少拥塞。
• 较低的交易费用：主链上的减少负载转化为用户的较低交易费用。
• 提高的可伸缩性：区块链网络的整体容量得到了显着增强，从而使其可以处理大量的用户和交易。

每个第2层解决方案通过不同的机制来实现这些改进，但是基本原理保持不变：将大部分计算工作从主链中移出，同时保持基础区块链的安全保证。

常见问题解答：问：第1层和第2层解决方案之间有什么区别？

答：第1层是指基础区块链本身（例如，以太坊，比特币）。第2层解决方案建立在第1层的顶部，以提高其可扩展性和效率，而无需更改第1层的核心协议。第1层提供了基本的安全性和共识机制，而第2层则增强了性能特征。

问：第2层解决方案是否安全？

答：第2层解决方案的安全性取决于特定的实现。尽管他们旨在利用基础第1层区块链的安全性，但他们引入了自己的安全考虑。例如，乐观的汇总依靠防欺诈机制，而ZK滚动利用加密证明。但是，Sidechains由于其独立于主链的独立性而可以引入额外的安全风险。彻底的安全审核对于任何2层解决方案都至关重要。

问：哪个第2层解决方案是最好的？

答：没有单个“最佳”第2层解决方案。最佳选择取决于应用程序的特定需求。要考虑的因素包括交易吞吐量要求，成本敏感性，隐私需求和实施的复杂性。乐观的汇总可能适用于成本是主要因素的高通量应用程序，而对于需要强大隐私保证的应用程序，ZK滚动可能是首选的。州渠道最适合一小部分频繁的互动者，而侧chains则提供了最大的灵活性，但可能会牺牲一些安全性。

问：第2层解决方案如何影响权力下放？

答：对权力下放的影响是一个复杂的问题。尽管第2层解决方案可以提高效率和可扩展性，但某些实施可能依赖于集中的测序仪或验证器，这可能会损害分散的分散化。权力下放程度因特定层第2层解决方案及其实现而有所不同。例如，与依靠集中序列仪的乐观汇总相比，ZK滚动通常提供更高的权力下放化。在部署前评估每个第2层解决方案中的集中化水平至关重要。

问：第2层扩展解决方案的未来前景是什么？

答：第2层缩放解决方案被认为对区块链技术的未来至关重要。随着区块链采用的增长，对较高吞吐量和较低交易费用的需求将增加。第2层解决方案提供了解决这些挑战的实用途径，同时保持基础区块链的安全性和权力下放属性。正在进行的研究和开发重点是提高第二层解决方案的效率，安全性和用户体验。我们可以期望在未来几年看到这个领域的更广泛的采用和创新。