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二层网络 Layer 2

二层网络

在不影响安全性与去中心化的情况下扩展以太坊。

什么是二层网络?

二层网络 (L2) 是一个集体术语,用于描述一系列具体的以太坊扩容解决方案。二层网络是一条独立的区块链,它扩展了以太坊并继承了以太坊的安全保证。

现在让我们来深入地了解一下它,为此,我们需要解释一层网络 (L1)。

什么是二层网络?

二层网络 (L2) 是一个集体术语,用于描述一系列具体的以太坊扩容解决方案。二层网络是一条独立的区块链,它扩展了以太坊并继承了以太坊的安全保证。

现在让我们来深入地了解一下它,为此,我们需要解释一层网络 (L1)。

以太坊作为一层网络的情况包括:

  1. 用于维护和验证网络的节点操作员网络

  2. 区块生产者网络

  3. 区块链本身以及交易数据历史记录

  4. 网络共识机制

为什么我们需要二层网络?

区块链的三个目标属性是去中心化、安全和可扩展。区块链三难困境↗中指出,简单的区块链架构只能实现三个属性中的两个。想要安全的去中心化区块链吗?这意味着您需要牺牲可扩展性。

以太坊已达到目前网络容量的上限,即每天 100 多万笔交易,并且每笔交易都具有高需求。以太坊的成功及其使用需求导致燃料价格大幅上涨。因此,对扩容解决方案的呼声也是日益高涨。这就是二层网络诞生的原因。

可扩展性

可扩展性的主要目标是提升交易速度(更快确认交易)和交易吞吐量(提高每秒交易量),而不影响去中心化或安全性。

以太坊社区采取了坚定的立场,它们不会为了扩大规模而放弃去中心化或安全性。直到采用分片为止,以太坊主网(一层网络)每秒只能处理大约 15 笔交易。当以太坊使用需求增加时,网络就会出现拥塞,这就增加了交易费用,而高昂的价格使得用户难以负担。这就是我们当前通过二层网络为以太坊扩容的原因所在。

二层网络的好处

降低费用

通过将多笔脱链交易合并成一笔单独的一层网络交易,交易费将大幅降低,从而使所有人都能更容易地参与以太坊。

维护安全

二层网络区块链在以太坊主网上结算交易,使用户能够受益于以太坊网络的安全性。

拓展用例

随着每秒交易量的增加、交易费的降低和新技术的发展,项目将拓展到新的应用,并改进用户体验。

二层网络是如何工作的?

正如在上面所提到,二层网络是以太坊扩容解决方案的统称,这些解决方案在处理以太坊一层网络以外的交易的同时,还能利用以太坊一层网络强有力的去中心化安全性。二层网络是一个对以太坊进行扩展的单独区块链。那么它是如何运作的呢?

二层网络区块链定期与以太坊通信(提交交易捆绑),以确保具有与以太坊相似的安全性和去中心化保证。这些都要求不能对一层网络协议(以太坊)做任何更改。这种方法让一层网络来处理安全性、数据可用性和去中心化问题,而让二层网络处理扩容问题。二层网络分担了一层网络的交易负担,并将最终完成的证明回传给一层网络。通过卸下一层网络的这一交易负载,基础层能够减少拥堵,并且提高所有网络层的可扩展性。

卷叠

卷叠是目前用于以太坊扩容的首选二层网络解决方案。通过使用卷叠,与一层网络相比,用户可以将燃料费减少多达 100 倍。

卷叠将数百笔交易捆绑(“打包”)为一层网络上的单笔交易。这将把一层网络的费用分摊给卷叠中的每一个人,因而对每个用户都更便宜。卷叠交易在一层网络之外执行,但交易数据会被发布到一层网络。通过将交易数据发布到一层网络,卷叠继承了以太坊的安全性。有两种不同方式可以实现卷叠:乐观和零知识 ― 它们的主要区别在于如何将此交易数据发布到一层网络。

Optimistic 卷叠

乐观卷叠的“乐观”体现在其假定交易是有效的,但可以在必要时提出质疑。如果交易被怀疑无效,则会运行一项错误性证明,验证是否已经发生无效交易。

Zero-knowledge 卷叠

零知识卷叠使用有效性证明,其中的交易是脱链计算的,然后将压缩数据提供给以太坊主网,以证明其有效性。

自行研究:二层网络的风险

由于二层网络区块链继承了以太坊的安全性,在理想情况下,它们和一次能以太坊一样安全。但是,许多项目还不成熟,多少有些实验性。经过多年的研究和开发,2021 年发布了多种将对以太坊进行扩容的二层网络技术。许多项目在实现自身网络的去中心化方面仍存在额外的信任假设。请务必自行研究,确定您是否可以承受所涉的任何风险。

关于二层网络技术、风险和信任假设的更多信息,我们建议查阅 L2BEAT,其中为每个项目提供了全面的风险评估框架。

使用二层网络

现在您知道二层网络为什么存在以及它是如何工作的,下面让我们开始运行起来吧!

注意:当桥接并使用二层网络时,请务必注意,正如在以太坊主网上一样,你将控制外部帐户(外部帐户指只有一个私钥控制的帐户)的地址。但是,如果你使用的是合约帐户,例如 Argent,在你将合约帐户重新部署到二层网络上的地址之前,你将无法控制二层网络上的这一地址。如果你正在桥接或向合约帐户发送资金,并且无法控制合约帐户的地址,你的资金可能会丢失。

广义二层网络

广义二层网络的行为与以太坊别无二致,但成本更低。您在以太坊一层网络能做的任何事,在二层网络也能做到。许多去中心化应用已经开始迁移到这类二层网络,或是连同主网一起跳过,直接部署在二层网络上。

关于侧链、Validium 和替代区块链的注释

侧链和 Validium 是可以将以太坊资产桥接并用于另一个区块链的区块链。侧链和 Validium 与以太坊平行运行,通过桥接与以太坊交互,但它们并不能从以太坊继承其安全性或数据可用性。

二者的扩容方式都与二层网络相似 — 它们可以降低交易费并提高交易吞吐量,但具有不同的信任假设。

一些一层网络区块链与以太坊相比,具有更高的交易吞吐量和更低的交易费。这些备选的一层网络为了实现更高的每秒交易量和更低的交易费,不得不在安全性和去中心化方面做出牺牲。

以太坊生态系统非常坚定地支持二层网络,因为二层网络扩容是在解决可扩展性三难困境的同时,还能保持去中心化与安全性的唯一途径。

如何实现二层网络 目前将资产置入二层网络的方法主要有两种:通过智能合约将以太坊资金桥接到二层网络,或直接将您的资金从交易所提取到二层网络。