可扩展性解决方案:了解第一层与第二层区块链

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摘要: 第一层 (L1) 和第二层 (L2) 区块链提供了扩展分布式账本网络的不同方法。虽然 L1 区块链的开发人员专注于改进基础协议,但 L2 程序员已将交易移出链下,以实现更快、更便宜的交易。 什么是第一层区块链?……

第一层 (L1) 和第二层 (L2) 区块链提供了扩展分布式账本网络的不同方法。虽然 L1 区块链的开发人员专注于改进基础协议,但 L2 程序员已将交易移出链下,以实现更快、更便宜的交易。

什么是第一层区块链?
第一层或 L1 指的是比特币或以太坊等基础区块链协议。这些网络在由工作量证明 (PoW) 挖矿或权益证明 (PoS) 质押保护的去中心化账本上运行。比特币和以太坊等 L1 链提供无与伦比的安全性。然而,在高峰时段,这两条链都面临着交易速度缓慢和费用高昂的问题。

来自多个 L1 网络的开发人员正在努力通过增加区块大小、分片和引入权益证明共识等方法来改善第一层扩展。然而,实质性的第一层升级需要节点运营商之间的协调,并且可能需要数年时间才能实现。一些区块链打算使用 L2 协议作为临时或长期解决方案。

什么是第二层区块链?
第二层或 L2 解决方案利用现有第一层区块链的安全性,同时实现更快、更便宜的链下交易。然后,数据在 L1 上汇总和结算,但情况并非总是如此。

以下是一些关键的 L2 解决方案:

1.比特币的闪电网络
比特币的闪电网络(LN) 是一种第二层扩展解决方案,旨在促进比特币区块链 (L1) 上更快、更低成本的交易。它在比特币的基础层上运行,通过规避区块确认的需要来实现即时支付。

闪电网络上的交易在用户之间的支付渠道中以链下方式进行。只有渠道开启和关闭交易才会记录在比特币区块链上。参与者可以在这些渠道内进行多次交易,从而减少 L1 上的拥堵和费用。

批评者指责 LN 普遍使用托管钱包,因为这要求用户信任第三方来处理他们的资金。此外,链下方法还存在风险:如果节点缺乏适当的备份,可能会引发不可挽回的资金损失。

2.以太坊的 Loopring 和 ZK-Rollups
Loopring 使用零知识汇总(ZK-rollups)在链下批量处理数百笔交易,并生成验证其有效性的加密证明。此证明提交给第一层(以太坊),避免了在链上处理每笔交易的需要。

Polygon ZKEVM 还使用 ZK-rollup 技术来提供高吞吐量以太坊交易和较低的费用。在风险方面,一些人认为,过度依赖 ZK-rollup 可能会带来中心化风险,因为验证者和排序器将成为系统的关键。

ZK-rollups 的理论基础和实现都很复杂。如果实施不当或审查不彻底,这种复杂性可能会导致潜在的漏洞。

3.乐观汇总
Optimism 和 Arbitrum 等Optimistic Rollup通过在链下处理交易来提供类似的吞吐量改进。但它们在第一层上结算数据的方法与 ZK Rollup 不同。

虽然 ZK-rollups 以加密方式证明有效性,但 Optimistic rollups 假设交易有效,并且仅在需要时在第一层结算/争议交易。这需要一个单独的防欺诈流程。

Optimistic Rollup 也很复杂,就像 ZK Rollup 一样,该技术可能会导致无法预见的漏洞或错误。另一个批评是从 Optimistic Rollup 提款回主链的延迟。

4.Starknet 和 Validium
Starknet 利用Stark 证明来验证链下交易,以便稍后在以太坊上结算。Boba Network 等 Validium 平台也将合约执行转移到链下,但不会回到第一层。

Starknet 和 Validium 受到的批评包括复杂性、信任假设和计算强度。此外,依赖特定实体进行链下数据存储可能会导致中心化,从而使系统更容易受到攻击或操纵。

可扩展性三难困境
没有一种解决方案能够同时兼顾速度、安全性和去中心化。第二层的目标是在不牺牲第一层安全性的情况下提高交易速度。然而,一些人认为,将计算转移到链下会失去去中心化。

其他人则坚持认为,理想的长期解决方案可能是将第一层和第二层结合起来。与此同时,许多加密爱好者仍然坚信,只有 L1 在未来的发展中才具有重要意义。

总而言之,第二层平台通过处理链下交易提供了不同的可扩展性途径,而一些平台仍受益于第一层的强大安全模型。对于一些人来说,这种速度和安全性的平衡使得第二层解决方案对区块链采用具有吸引力。

虽然有些人认为 L2 完全是在浪费时间,或者认为它们毫无意义,但这种讨论仍在继续。然而,经过多年的讨论,人们仍在继续努力增强这两个层,以实现可扩展性、安全性和去中心化的最佳结合。

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