请注意，要想在扩展方面取得进展，需要能够实现指数级改进的解决方案。以最大的容量运行时，以太坊处理的交易数量微乎其微，相比之下，它上面的活动才能被称为真正的、可观的经济活动。

2015年关于改变比特币区块大小的备受瞩目的辩论是一个很好的例子，它说明了在宏伟的计划中，精力被浪费在一个相对微不足道的改进上。2-8倍的改进可能对缓解短期压力很有用，但它也给所有节点带来了未来更高的交易处理成本。这就限制了可以参与共识的人群，从而降低了去中心化程度。

在底层扩展区块链的主要解决方案不应该是（大幅）增加所有节点的成本，而是将交易验证工作分割成更小的碎片（"shards"）。分片是许多顶级区块链项目扩展的方式--包括NEAR、Ethereum 2.0和Polkadot。通过从区块链的全局验证器池中随机抽样和轮换每个碎片的验证器，可以证明由此产生的安全性与使用整个验证器池（当前的方法）接近。

"Layer 2 "扩展解决方案的常见定义一般是指任何连接到以太坊的系统，它通过将交易（通过一种或另一种方法）批量化到主区块链，帮助提高交易处理能力。

然而，随着互操作性解决方案变得越来越普遍，什么是侧链（或完全是另一个区块链）和Layer 2技术，更好的分类取决于底层安全模型。侧链可以是特定于应用的（如去中心化的交换链），也可以是通用的，并对自己的安全性负责。Layer 2的安全性来自于底层区块链（如Ethereum）。

Layer 1区块链如NEAR和Solana有自己的验证人，负责区块生产，但已经建立了与以太坊的桥梁，将允许在链之间进行代币转移。tBTC有效地使比特币成为以太坊的侧链（或以太坊成为比特币的侧链，取决于你的角度）。

从比特币的角度来看，以太坊的验证人可以窃取用户的资金。这意味着如果以太坊是比特币的侧链，那么两者没有共享的安全性，因为比特币无法对以太坊执行其规则。这就是为什么Liquid不能被认为是比特币的完全安全的侧链--它有自己的验证人，可以窃取用户的资金。

这些模式一般有两种不同的类型：状态通道和非托管侧链（Plasma和Rollup）。对于这些方法，一般模式大约是：

• 资产可以从链上移动到链下环境（如ETH到Plasma链）。

• 交易在链外环境中进行。

• 链外发生的快照会提交给底层区块链（如以太坊）。

• 通过在经济上激励参与者（节点和用户）提交正确的数据--或者通过向底层区块链提供完整（零知识）证明--来保证安全性。

状态通道

状态通道是支付通道的一般形式，这也是比特币的闪电网络所建立的技术。

彼此之间要开通一个状态通道，用户将区块链的部分状态（比如他们的ETH）锁定在一个智能合约中。在通道中，用户可以通过签署按顺序排列的交易来更新彼此的状态（如交易）。如果发生纠纷或要退出通道，用户将最新更新的状态（如账户余额）发送给底层区块链，最新更新的状态就是真相。状态通道可以很好地保护隐私，因为交易对底层区块链是隐藏的，只登记用户的进入和退出。

从概念上看，状态通道很简单，但其设计有一些固有的局限性。

状态通道需要用户（或一些值得信赖的第三方）保持在线监控通道，以防其他用户试图用旧信息退出。它们也不太容易通用于轻松构建智能合约，因为对于开发者来说，与这些渠道进行交互比仅仅部署现有的智能合约代码更加复杂。

此外，状态通道的资本使用效率低下，因为它们需要高额的抵押品。

从Plasma到Rollup

长期来看，可能更重要的一类Layer 2扩展解决方案是非托管侧链。这是因为它们有可能在上面运行去中心化的金融和其他Web3应用。

非托管侧链的关键在于，用户可以上链和下链，其性能容量比L1区块链高得多，而不必信任侧链的操作者，即拥有与在以太坊主链上交易时相同的安全保障。

最初有希望的非托管侧链设计是Plasma，几年前它被炒作成扩展区块链的银弹。以安全和用户友好的方式实现Plasma的复杂性导致这种模式失宠。

Plasma建立在一个简单的前提下。如果Plasma链上的验证者试图向底层区块链提供关于状态转换的错误信息，即通过提供不正确的余额带着用户资金退出链，用户可以挑战这些信息，并构建自己的证明，证明Plasma链上发生了什么交易。

在实践中，Plasma遇到了一系列需要解决的并发症。比如：

• 数据不可用 一种攻击，Plasma链的验证者可以向底层链发布数据，但将交易数据留给自己。这样一来，用户就没有必要的数据来挑战验证者提供的信息。

• 在线要求。要求每个用户必须保持在线，并在恶意Plasma链验证者退出的情况下监控所有交易。

• 大规模退出问题。如果所有用户都需要退出Plasma链，那么整个Plasma链的状态就必须发布到底层区块链上，对于以太坊来说，这样的证明规模实际上是不可能处理的。

虽然Plasma现金等新的迭代为现有问题提供了解决方案，但确保用户资金安全退出的新问题不断出现。2018年12月，化名BarryWhiteHat以零知识证明的形式提供了这个问题的解决方案。

在ZK Rollups中，侧链的验证者（"中继者"）收集--或卷展--许多交易，以生成一个简洁的zk证明，证明所有进行的交易都是有效的。然后将证明发布在Ethereum链上。

这种方法完全避免了用户能够安全退出Plasma链的复杂性。但是，这种方法也有两个普遍的缺点：

• 在Ethereum链上发布的zk-proof的规模很大--这意味着与Plasma相比，zk-Rollups牺牲了最大的交易吞吐量。

• 以一般的方式构建简洁的zk-proof来执行智能合约是很困难的。目前，ZK Rollups更多的局限于代币转让等特定操作--虽然，去中心化交易所Loopring已经在主网上线，并建立在ZK-Rollups上。

Optimistic Rollups类似于Plasma，但区别在于所有的交易数据必须在链上提供--向底层区块链提供比Plasma更多的交易数据，并允许任何人构建交易有效性证明。具体来说，必须将足够多的数据发布到以太坊链上，以重建整个Optimistic Rollups侧链的状态。 (责任编辑：admin1)