第二層解決方案如何解決以太坊網絡的擴展性問題？

理解以太坊的第二層解決方案以提升擴展性

介紹

第二層解決方案已成為增強以太坊網絡擴展性的關鍵技術。儘管在去中心化應用（dApps）和智能合約方面取得了先驅性進展，但以太坊仍面臨高交易費用、處理速度慢和交易吞吐量有限等挑戰。在本文中，我們深入探討第二層解決方案如何旨在解決這些擴展性問題。

背景：以太坊的擴展性挑戰

基於工作量證明（PoW）共識算法的以太坊當前架構面臨固有限制，限制了其容量。區塊大小和挖礦時間的限制導致在高峰使用期間出現擁堵，從而導致高油價和緩慢的交易處理速度。這些挑戰阻礙了以太坊在各種應用中的主流採用。

探索第二層解決方案

第二層解決方案通過將一些計算工作從主要的以太坊區塊鏈轉移到次要層來緩解擴展性問題。這些解決方案可以大致分為不同類型：

狀態通道

狀態通道促進各方之間持續交易，而無需將每筆交易記錄在主區塊鏈上。通過創建臨時的鏈下通道來處理交易，然後定期結算到主鏈上，狀態通道提高了效率。

Rollups

Rollups 將多筆交易整合為一筆交易，在主要的以太坊區塊鏈上進行處理。這種聚合減少了個別交易處理數量，因此降低了油費。

側鏈

側鏈是與主以太坊鏈透過橋接連接的獨立區塊鏈。在獨立處理完畢後，它們再將結果轉回主鏈，以增強可擴展性和互操作性。

分片技術

分片技術涉及將網絡劃分為更小的小組（分片），使其能夠自主地處理事務。這種並行化提高了整體網絡容量，因為它將事務處理分散到多個分片中。

第二層解決方案中的最新發展

Optimism

Optimism 是一個於2021年7月推出的 rollup 解決方案，它聚合链下事務，再安全地結算到主要的以太坊链上。在去中心化金融（DeFi）平台和遊戲 dApps 等多個高流量應用中獲得顯著吸引力。

Polygon（前身為 Matic Network）

Polygon 是另一個於2021年重新品牌化的 rollup 解決方案，專注於快速且具成本效益的事務，透過將多筆事務整合成單一事務來實現其目標。在 DeFi 領域內，其採納情況顯著，有助於提升可擴展性的合作夥伴關係。

以太坊2.0（Serenity）

Ethereum 的重大升級包括分片及其他旨在改善網絡容量及減少自2020年12月Phase 0啟動後之事務時間之改進。

未來潛在挑戰

1. 安全風險：如果未有效管理，链下事务可能引入新的安全漏洞。

2. 互操作性問題：由於缺乏不同第二層解决方案之间互操作性的碎片化可能阻碍生态系统增长。

3. 法規不確定性：圍繞 DeFi 的演變法規環境可能影響 Layer-2 技術採納率。

4. 用戶體驗：導航多樣化 Layer-2 解決方案所帶來複雜度可能對用戶體驗產生負面影響並影響採納率。

關鍵日期與數據

• 關鍵日期：

  • 2021年7月： Optimism 上線其主網。
  • 2020年12月： Ethreum Serenity 的 Phase Zero 啟動。
  • 2017年： Matic Network 更名為 Polygon。

• 關鍵數據：

  • 目前 Ethereum 區塊時間：約每15秒一次。
  • 目前 Ethereum tx 容量：約每秒15-20 tx。
  • Optimism 的 tx 容量：最多100K tx 每秒链下处理。
  • Polygon 的 tx 容量：最多7K tx 每秒链下处理。

了解圍繞 Layer-2 解決方案針對 Ethereum 生態系統內部拓寬問題所做出的發展，可以清楚看出它們對未來區塊鍊技術發展以及去中心化應用增長的重要作用 。