Layer 2 生态系统：为未来扩展区块链

区块链技术持续受到关注，截至2024年1月，以太坊每日交易量达到了200万笔，创下了历史记录。然而，像比特币和以太坊这样的第一层链（L1）仍存在可扩展性不足的问题，这限制了其广泛应用。

第二层（L2）解决方案引入：一系列旨在加快交易速度、降低成本的技术，同时不损害主要L1网络的安全性和去中心化特性。据L2Beat报道，L2扩展解决方案已经显著改变了以太坊，使其处理交易量达到以太坊上的11到12倍以上。

来源：L2beat.com

本文探讨了 L2 生态系统，包括其关键创新、挑战和未来方向。

L2 的起源

随着越来越多的用户在 L1 上进行交易，这些网络的速度更慢、成本更高。从历史上看，直接解决 L1 上的可扩展性问题意味着牺牲安全性或去中心化，这是所有区块链都渴望拥有的另外两个特征。这种必须在三个所需的区块链特征（可扩展性、去中心化和安全性）中仅选择两个的权衡被称为“区块链三难困境”。

以太坊对解决区块链三难困境特别感兴趣，它已成为构建 L1 的首选去中心化应用程序 (dApp)。在三个期望的特性中，以太坊选择了安全性和去中心化，但牺牲了可扩展性。

为了扩大以太坊用例的数量和类型，构建更复杂的 dApp 必须在经济上可行。

L2 解决方案应运而生，是解决这些问题的一种方法。它将与处理事务相关的大部分繁重计算从基础层转移到辅助层。通过这样做，L2 可以大大提高交易吞吐量、降低成本并改善用户体验。其目标是在实现这一目标的同时仍然利用底层 L1 区块链的安全性和去中心化性。

核心技术和框架

L2 生态系统的 TVL 现已超过 460亿美元，包含多种技术和框架，每种技术和框架都有其独特的特点。让我们详细介绍一些最突出的特点：

• 汇总（rollup） – 汇总有两种形式：乐观汇总和有效性汇总。乐观汇总假设交易默认有效。他们的防欺诈机制使网络参与者能够通过“欺诈证明”来质疑预计具有欺诈性的交易，从而证明这些交易是无效的。相比之下，有效性汇总使用“有效性证明”来证明提交给基础层的批次中每笔交易的有效性。与 L1 相比，这两种类型的汇总都提供更高的吞吐量和更低的费用。
• 状态通道 – 状态通道允许参与者通过将区块链状态的一部分锁定到多重签名合约中来进行链下交易。然后，参与者可以在链下自由交易，最终状态在链上结算。状态通道提供近乎即时的交易和低廉的费用，但在功能和参与者数量方面受到限制。
• Plasma – Plasma 是一个用于创建锚定到主链的分层侧链的框架。Plasma 链可以离线处理交易，只向主链提交定期更新，减轻了 L1 网络的负担。与乐观汇总一样，Plasma 链也采用欺诈证明来质疑可疑交易。

L2 生态系统

L2 生态系统正在迅速发展，有许多项目和举措致力于扩展主要的 L1 区块链。虽然有一些解决方案致力于为比特币带来可扩展性，例如著名的闪电网络，该解决方案利用状态通道在网络上提供更快、更便宜的交易，但比特币上尚未出现通用计算 L2。

另一方面，以太坊已经培育了一个蓬勃发展的 L2 解决方案生态系统。我们将在这里重点关注这些内容，并对主要参与者进行简要描述。

有效性汇总（也称为零知识汇总）：

1. Starknet：与增长最快的开发者社区、本机帐户抽象和自己的编程语言一起进行有效性汇总（Cairo）优化利用有效性证明。
2. zkSync：另一个领先的有效性汇总，具有在以太坊虚拟机（EVM）上运行的本机帐户抽象。
3. Scroll：与 EVM 兼容的有效性汇总，重点关注原声级别的兼容性与现有的以太坊 dApp 和工具。
4. Polygon zkEVM：zkEVM 由 L2 扩展老手 Polygon 构建，是一个兼容 EMV 的有效性汇总。
5. Linea：由 MetaMask 背后的公司 Consensys 提供支持，Linea 是直接通过 MetaMask 提供的有效性汇总。

乐观汇总

1. Arbitrum：就 TVL 而言，这是最大的乐观汇总，并且兼容 EMV。
2. Optimism：就 TVL 而言，它是第二大 Optimistic Rollup，并且兼容 EMV。
3. Base：就 TVL 而言，它是第三大 Optimistic Rollup，并且兼容 EMV。

其中许多项目仍处于早期阶段，通常涉及一段被称为“训练轮”阶段的集中控制阶段，该阶段允许受控的系统更新和错误修复。尽管最初是必要的，但这些辅助轮最终应该被移除，以实现预期的去中心化和去信任化。

L2 解决方案的采用在各个领域都在稳步增长，包括去中心化金融 (DeFi)、不可替代代币 (NFT) 和链上游戏。最常用的 L2 类型往往是乐观和有效性汇总。然而，L2 解决方案的集成并非没有挑战。

挑战与解决方案

尽管 L2 解决方案前景广阔，但必须克服一些挑战才能充分发挥其潜力。从用户的角度来看，与 L2 网络的交互可能稍微复杂一些，需要额外的步骤，例如桥接资产和管理多个钱包。通过更好的钱包集成、简化的入门流程和更直观的界面来改善用户体验，这对于推动主流采用至关重要。

这就是 Starknet 提供内置帐户抽象的原因，通过使用面部和指纹 ID 进行交易签名等功能，实现更流畅的用户体验（例如，Braavos Wallet 两者都提供）。在 Starknet 上，扩展以太坊意味着 Web2 风格的用户体验与更便宜、更快的交易同样重要。

L2 的未来之路

随着 L2 生态系统的成熟，我们可以期待看到一波创新浪潮，例如 Starknet 上的原生帐户抽象。结合了不同 L2 技术最佳功能的混合解决方案已经开始出现，可提供乐观和有效性汇总的好处。 STARK 等有效性证明的进步进一步增强了 L2 网络的可扩展性和隐私性。

展望未来，L2解决方案的未来与区块链技术的整体发展紧密相关。随着 L1 网络不断发展，权益证明等新的共识机制越来越受欢迎，L2 解决方案将需要适应这些变化并无缝集成。

未来几年，我们将看到针对特定用例和应用领域量身定制的 L2 解决方案的激增趋势。有人预测，L2 网络最终将成为用户交互的主要层，而 L1 则充当安全结算层。还有人则设想一种多层区块链架构，其中 L2 解决方案彼此并排构建——有时其上还有 第 3 层 (L3) 链——创建一个可扩展且可互操作的生态系统。

结语

随着 L2 生态系统的不断发展，开发人员、研究人员和用户之间协作，并为开发强大且用户友好的 L2 解决方案做出贡献，这一点至关重要。

通过利用 L2 技术的潜力，区块链社区可以克服 L1 网络的局限性，并为去中心化应用程序释放新的可能性。前进的道路充满挑战和机遇，但只要采取正确的方法并致力于共同的愿景，我们就可以构建一个可扩展且包容的区块链生态系统，为个人赋能并改变行业。

要了解有关 Starknet 生态系统的更多信息，请查看支持的的 dApp。

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