时间：2021-11-16|浏览：7372
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在过去的几年里，区块链空间的需求大幅增加，尤其是随着DeFi应用的兴起和2021年NFT市场的突然爆炸式增长。
因此，gas费用——用户为以太网交易支付的费用——也大幅增加。2021年11月，以太网的基本转账费用约为5美元，而DeFi交易(如Uniswap)的费用可能超过100美元。对于普通用户来说，这些高成本可能非常令人沮丧，这也解释了为什么最近几个月很多吞吐量更高、成本更低的区块链受到关注，比如Solana、Cardano或者Binance。
为了满足不断增长的需求，有必要扩大规模。扩张只意味着提供更多的每秒交易(TPS)。区块链有两种方法可以做到这一点。
第一种方法是增加块的大小，减少块之间的时间，或者两者兼得。这是Binance和Solana等高TPS区块链采用的解决方案。交易数据可以看作是道路上的车辆，节点是检查点。检查站每小时只能处理多车。如果你想处理更多的流量，你需要建立更大的检查点。
用区块链术语来说，这意味着节点需要更强大的硬件来处理交易，需要更多的磁盘空间来存储数据。当节点需求增加时，有时会排除普通个体，最终只有几十个节点由企业实体运行。换句话说，你集中了，这意味着你失去了审查的阻力和安全性。
以太网的安全模型依赖于个人电脑上运行的数万或数十万个节点。BTC模式也是如此。运行一个节点的低要求意味着更多的参与者:每个人都可以以很小的成本完成它。这种模式与审查制度非常矛盾:强迫世界各地的一万个人比强迫十几家私人公司要困难得多。
分散模型也能更好地抵御技术故障。最近，Solana经历了17个小时左右的中断。相比之下，去年夏天导致以太网链暂时分裂的漏洞并没有导致网络离线，而是导致了一些交易停滞。
为了避免危及安全或分散，我们可以遵循另一条扩展路径:第二层解决方案。第二层是运行在区块链基本网络上的较小网络，减少了区块链的一些工作。
以太网的扩展路径是开发一种叫做Rollup的第二层(L2)解决方案。Rollup将交易的计算部分从基础(或L1)层移开，但在安全性方面依赖于L1。所以Rollup可以每秒进行更多的交易，同时保持以太网的共识和安全模型。
那Rollup是怎么工作的呢？Rollup是一个由强大节点组成的小型网络，可以很快地进行交易，而且只使用基础层发布交易数据的压缩版本。回到我们的道路类比，想象一下高速地铁把乘客从城市的一个地方带到另一个地方。运输时间更快，个人汽车更少，所以拥挤的道路更少。这一类比的突破是，Rollup比地铁好得多：它们就像地铁一样，你可以坐在任何地方，直接去你想去的地方。神奇地铁！
Rollup可以在L2网络中使用很少的节点，有时甚至只有一个节点。为什么？因为他们依靠L1达成共识和安全。换句话说，拥有数十万节点的基础层仍然是决定Rollup是否诚实的层。
这条扩展路径专门用于每层。基础层成为共识层和安全层。第二层是执行层。所以基础层可以保持分散，第二层可以提供更快的交易执行，所以每秒交易更多。因为以太网是智能合同链，执行是主要瓶颈。
总之，Rollup接p接收一批交易，在自己的机器上执行，并向基础层发送一些数据来更新其状态。然后继续下一批，以此类推。
Rollup有两种类型，这取决于它们如何在基础层上发布数据。
Optimistic-Rollup压缩每个交易数据(约10倍)，并将数据与交易执行结果一起发布到基础层。例如，智能合同执行导致的账户余额发生变化。
OptimistichRollup是相信我！类型。它们不会试图证明自己是诚实的。但是，如果有人不同意他们公布的结果，他们可以通过质押一些以太布欺诈证明来挑战Rollup。一组在基础层运行的智能合同将决定谁是对的，而被证明是错的一方将被削减他们的份额。
由于这种机制，Optimistichrollup允许每次发布后预定的挑战时间，通常在一周左右。事实上，这意味着将资金从基础层转移到Optimistichrollup的用户可能需要几天才能取出资金。
这显然是一个痛点，但它正在由第三方解决。这些第三方可以保证立即获得Optimistic的Rollup结果，并允许立即提取。事情还在快速发展，所以我预计这个问题在不久的将来会得到解决。
Optimistic?Rollup的主要吸引力在于它对开发人员的简单性。它们可以与以太网的虚拟机完全兼容，所以只需要很少或不需要修改就可以运行现有的智能合同。这使得像Arbitrum这样的公司能够在2021年推出一个完整的应用生态系统，包括从Aave到Uniswap等第三方应用。
Optimism是今年推出的另一个乐观总结，也支持一堆分散的应用和钱包。
第二类Rollup是ZKRollup。ZK代表零知识。它是密码学的高级分支，旨在证明一些东西是正确的，而不透露内容。ZKRollup不会将每笔交易的数据发布到基础层。相反，他们发布加密证明——称为有效性证明——表明Rollup的新状态确实是一批交易的结果。
生成有效性证明需要复杂的计算，但结果很小，很容易被基础层的规则节点检查。这意味着与OptimisticRollup不同，一批交易没有等待时间。如果有效性证明是正确的，它将被基础层接受，并继续进行Rollup。特别是用户可以毫不延迟地从Rollup中提取资金到基础层。
另一方面，由于其数学复杂性，ZK-Rollup往往比Optimistic-Rollup更具特定性。在ZK-rollup上部署特定的DeFi-应用比在乐观的应用上部署更需要工作。至少目前ZK-Rollup并所有智能合同的通用解决方案。
那么，这一切对以太网的终端用户有什么影响呢？Rollup为用户提供了更快更便宜的体验。更便宜的原因是来自第一层的费用分配到很多交易中，更快的原因是Rollup可以在将当前的批量处理发布到基层之前保证交易结果。
因此，使用这两种Rollup的应用程序在过去几个月中的活动增加了活动。比如Arbitrum的总锁定价值(TLV)从2021年9月初的6000万美元上升到两个月后的26亿美元！
展望未来，以太网可扩展路径的另一个组件是碎片化。碎片化是将验证任务分为多个节点子集的过程，每个子集只验证部分交易。这个过程将允许同时验证更多的交易，而不会增加对单个节点的需求，但在不损害安全性的情况下正确实现是非常复杂的。基本上，这是区块链的并行处理。
在股权证明之后，以太坊预计将在2023年左右实现64分片解决方案。它将使基础层的可用数据成倍增加，从而为Rollup提供更多的空间，从而进一步扩展以太坊！
换句话说，分片和Rollup的效果被设计成相互叠加，推动以太网进入一个非常高的TPS领域:理论上，在每秒10，000到10，000笔交易之间。当然，这取决于合并(转移到权益证明)和分片的发生。目前这只是一条路，但是很有希望。
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