Layer 2 區塊鏈：探索可擴展程度
Layer 2 區塊鏈是加密貨幣社區最具前景的概念之一。眾多開發者認為，這項技術可以解決擴展性問題，並讓區塊鏈的使用成本大幅降低。
為何 Layer 2 至關重要？敬請閱讀本指南，詳細瞭解 Layer 2 的運作原理及其廣泛應用。
關鍵要點：
Layer 2 是構建在主區塊鏈系統之上的第二層區塊鏈。
Layer 2 區塊鏈整合了主鏈的安全性和其他特性，同時擁有獨立框架，可擴展系統功能。
即將進行的以太坊坎昆升級可能會影響 Layer 2 區塊鏈，並為其帶來更多應用機會。
什麼是 Layer 2 區塊鏈？
Layer 2 是構建在主區塊鏈系統之上的第二層區塊鏈。Layer 2 區塊鏈整合了主鏈的安全性和其他特性，同時擁有獨立框架，可擴展系統功能。
為何 Layer 2 至關重要？
Layer 2 區塊鏈旨在解決區塊鏈三元悖論，即某個網絡同時實現安全性、去中心化特性和可擴展性的難題。Layer 2 區塊鏈試圖透過提高網絡擴展性來解決所謂的三元悖論。
Layer 2 為區塊鏈的交易處理提供了全新的可能性。Layer 2 區塊鏈構建在主鏈之上，全面延續了主鏈的安全性和去中心化特性。因此，Layer 2 區塊鏈能夠以更快的速度執行更多交易，而網絡不會因為湧入更多用戶而變得堵塞。
憑藉這一特性，Layer 2 區塊鏈成為了當前 Web3 開發中必不可少的一部分。隨著大眾利用區塊鏈來存儲數據、執行多筆交易並保障交易安全，對擴展性的需求亦與日俱增。Layer 2 區塊鏈可為用戶提供更快的交易速度，同時手續費更低。
Layer 2 區塊鏈如何運作？
Layer 2 區塊鏈透過改變交易處理方式來提高擴展性。使用 Layer 2 區塊鏈，交易將在其中優先處理。Layer 2 採用各種加密證明和其他方法來驗證這些交易。但是，交易只有發布到主鏈上，才能完全得到確認。為完成交易和划轉資產，Layer 2 區塊鏈有時需要跨鏈通信，將已執行的交易發布到主鏈上。
不同類型的 Layer 2 處理區塊鏈任務的方式有所不同。以下是特定類型的 Layer 2 區塊鏈項目目前常用的一些機制。
Rollup
Rollup 本質上是一種打包交易。Layer 2 區塊鏈無需主鏈實時處理單筆交易，而是彙集和處理多筆相似的交易，然後一次性全部發送到主鏈。
有些 Rollup（例如零知識 Rollup）甚至可以進一步進行鏈下處理，使用智能合約驗證交易，然後將有效性證明提供給主鏈來完成交易。這樣一來，主鏈只需查看匯總多筆交易的單個區塊，從而簡化交易驗證流程。因此，Rollup 提高了交易吞吐量。大多數 Rollup 沒有獨立的共識機制，而是使用主鏈的共識機制。
側鏈
側鏈的獨立運行遠多過 Rollup。側鏈與主網并行運行，同時還與主鏈運行相同的代碼或計算引擎。側鏈通常使用自己的共識機制，無需獲取主網許可。側鏈只需偶爾連接到主鏈，並在各鏈之間來回傳遞資產。除了擁有獨立的共識機制之外，側鏈通常還有自己的代幣和協議。
Validium
Validium 是一種利用有效性證明驗證多筆鏈下交易的擴容方案。這些智能合約依靠零知識證明來完成交易。如果有一筆交易無效，則該證明不會讓無效交易進入主鏈。如交易確實有效，則所有數據均正確的知識將進入主鏈，而交易底層數據將存儲在鏈下。由於有效性證明驗證簡單，智能合約無需過多數據傳輸，即可在主鏈中執行。
Layer 2 區塊鏈的利弊
與其他所有區塊鏈的功能一樣，Layer 2 區塊鏈在某些情況下運行良好，但有時也會出現問題。
以下是 Layer 2 區塊鏈的優勢：
擴展性：使用 Layer 2 網絡，即使用戶激增，網絡亦可以保持平穩高效運行。Layer 2 區塊鏈可為未來用戶增長提前做好規劃。
可靠性：與從零開始打造全新的區塊鏈不同，Layer 2 的設計者在堅實的基礎上進行構建。Layer 2 區塊鏈擁有原網絡所有的去中心化特性和安全性，以及通用代碼庫和系統。
靈活性：Layer 2 區塊鏈可以添加主鏈上不提供的功能。只要開發人員利用技術開發出更多應用程序，Layer 2 區塊鏈即可擴展服務。
速度：Layer 2 解決方案可以大幅提升區塊鏈執行的交易數量。大多數擁有良好 Layer 2 的系統每秒交易量 (TPS) 可以輕鬆達到數千筆。
費用低廉：區塊鏈不再擁堵，手續費自然會大幅下降，繼而吸引更多用戶更頻繁地使用區塊鏈。
以下是 Layer 2 區塊鏈的缺點：
不可組合性：可組合的區塊鏈有多項互聯互通的資產，能夠以多種方式進行組合。Layer 2 通常會指定某些鏈中僅限使用某些資產，因此可組合性較低。在這種情況下，有些去中心化應用 (DApp) 更難與特定區塊鏈進行交互，讓不算精通技術的開發人員望而卻步。
流動性不足：在某些情況下，Layer 2 幾乎完全取代了主鏈流量。一旦所有主區塊鏈資產鎖定後，用戶會將目光完全聚焦在 Layer 2 代幣上，這就會引發問題。隨着流動性下降，可能會很難在主鏈上完成交易並實現保值。
安全漏洞：Layer 2 延續了主鏈的安全性。但是，區塊鏈橋等機制可能會給原本安全的網絡帶來潛在的安全漏洞風險。
私密性降低：Layer 2 通常會要求用戶使用第三方服務。與在主區塊鏈相比，用戶可能會犧牲一定的匿名性。
優質 Layer 2 項目
Layer 2 概念問世後，區塊鏈開發者就開始進行嘗試，目前已有各種 Layer 2 區塊鏈可用於處理交易。下文將介紹一些優質的 Layer 2 項目。
Mantle 網絡
Mantle 網絡之所以與眾不同，是因為該網絡由去中心化自治組織 (DAO) 治理。這個運行在以太坊中、由社區主導的 Layer 2 系統擁有模塊化結構。根據安全級別和所需交易類型，人們可在不同層運行。該網絡配備許多用於部署智能合約的工具，因此備受「實操派」用戶青睞。
Eclipse
與許多其他 Layer 2 區塊鏈項目不同，Eclipse 並不附屬單一的鏈。相反，該項目是一個可自定義的 Rollup 架構，可用在多種區塊鏈網絡中。開發人員可使用 Eclipse 在 Celestia、NEAR 和 Solana 等系統中部署 Layer 2 Rollup 服務。人們可為各種項目創建 Rollup，並找到適合自己獨特需求的鏈下擴容方案。
Optimism
該 Layer 2 區塊鏈採用 Optimistic Rollup，之所以將其稱為「Optimistic」，是因為它假設所有交易都是有效的。只有欺詐證明識別某筆交易無效，交易才會回滾，因此網絡無需花費大量時間手動確認區塊。這種共識機制需要人們為每個新區塊提供一份質押，這樣即使不用大量驗證或花費時間去尋找欺詐證明，亦能保證安全性。
Arbitrum
Arbitrum 的速度十分驚人，每秒交易量可達 40,000 筆，並且手續費極低。該項目的擴容方案採用 Optimistic Rollup 創建簡潔方便的系統，用以太坊虛擬機 (EVM) 的基礎語言在其中編寫代碼，因此深受 DApp 開發人員的歡迎。
Polygon
Polygon 是熱門的以太坊 Layer 2 擴容系統之一。該 Layer 2 區塊鏈便於新程序開發。Polygon 廣泛用於眾多不同的 DApp 和支付渠道項目中。開發人員還可使用 Polygon 的軟件開發工具包自行構建側鏈。
閃電網絡
與許多 Layer 2 區塊鏈不同，閃電網絡基於比特幣運行。該 Layer 2 區塊鏈提供便捷的加密貨幣微支付方式，以便人們體驗快捷交易。閃電網絡十分簡單，但仍是無數比特幣交易的支柱。這樣非常有助於根據所需交易速度選擇適合的支付渠道。
即將進行的以太坊坎昆升級對 Layer 2 項目有哪些好處？
眾所周知，以太坊區塊鏈的 Layer 2 區塊鏈項目普及程度相當高。以太坊的全新更新將為 Layer 2 開發人員提供更多機會。坎昆-德內布 (Cancun-Deneb) 升級（即「EIP-4844」或「Dencun」）將為稱作「Danksharding」的擴展性類型奠定基礎。坎昆升級中的 Proto-Danksharding 將提供功能多樣的短期數據存儲方法，便於執行 Rollup。Layer 2 項目將在諸多方面受益於本次坎昆升級。
擴展性
以太坊的坎昆新系統將圍繞「blob」概念展開。Blob 是「二進制大對象」 (binary large objects) 的簡稱，屬於短期數據模塊，允許 Rollup 臨時使用數據，而無需支付將所有數據永久存儲在主鏈執行層的費用，這大大提高了存儲容量。因此，網絡可以處理更多交易數據。而且，數據傳輸也得以簡化，網絡不僅可以提高交易吞吐量，同時還能保障安全。
降低礦工費
用戶翹首企盼坎昆升級的主要原因在於，本次升級有望降低以太坊主區塊鏈的礦工費。Proto-Danksharding 對 Layer 2 開發起促進作用，有助於將不必要的交易移出主鏈。這樣會降低交易吞吐量，無論所有用戶是否用到新的 Rollup 和數據存儲系統，手續費都將下降。
降低 L2 Rollup 交易成本
由於從 Layer 2 區塊鏈獲取信息並傳輸至主鏈的費用要低得多，因此在 Layer 1 與 Layer 2 之間進行傳輸是降低手續費的一大有效途徑。專家預估，每筆交易的 Rollup 交易成本可能會低於 0.001 美元，這將催生出一種費用超低的支付渠道，用戶幾乎無需支付任何手續費即可來回發送交易。
模塊化數據可用性
Proto-Danksharding 採用模塊化方式存儲數據。交易所需的數據可拆分為「blob」進行存儲。用戶無需查看整個區塊，即可訪問必要的數據。數據可用性得以增強，使人們能夠將區塊鏈用於各種 Web3 開發項目。目前，以太坊還不是完全模塊化的系統，但本次升級可為提高模塊化程度奠定基礎。
Layer 2 區塊鏈的未來前景
眾多研究者認為，Layer 2 區塊鏈網絡能夠提供擴展性並降低費用，將會是區塊鏈的未來趨勢。短短几年內，Layer 2 已從偶然性新興事物搖身一變，成為開發 Web3 不可或缺的一環。支付渠道、DApp 等均已構建在 Layer 2 區塊鏈概念之上。運行在 Layer 2 上的智能合約項目越來越多，而日益湧現的 Layer 2 系統也在協助這些項目。
Layer 2 不僅會在未來變得更加普及，似乎還將朝着幾個特定方向發展。尤其是隨著以太坊將重心放在分片和 Danksharding 之上，新的 Layer 2 區塊鏈項目很可能會優先考慮模塊化。
另一個值得關注的趨勢是安全措施的加強。雖然 Layer 2 沿襲了其底層區塊鏈內置的部分安全性，但 Optimistic 證明等往往會為了第二層的速度而犧牲一定的安全性。有些項目正在放棄這種方法，並嘗試為其 Layer 2 區塊鏈系統打造更強大的安全保障。
結語
Layer 2 區塊鏈具備管理多筆鏈下交易的功能，能夠降低手續費，同時提高交易吞吐量和交易速度。透過使用底層區塊鏈的架構，Layer 2 可以確保用戶仍享有可靠熟悉的體驗。隨着處理多筆交易的需求快速增長，Layer 2 區塊鏈有望成為區塊鏈領域必不可少的一部分。