大家都在说的Layer 2是什么鬼？

目前layer2的升级方案主要有四种：从早期的侧链、状态通道、plasma，到目前最可行和应用最多的Rollup和stacking方案。今天重点为大家介绍两种rollup方案.

众所周知，在以太坊生态中，目前最大的挑战是低吞吐量、高gas费和延迟。 虽然Polkadot、NEAR等公链都声称能够解决此类问题。 但目前还没有挑战以太坊生态的迹象。 目前距离以太坊2.0还很遥远，所以在这个空档期，之前提出的Layer 2解决方案可以说是应运而生，发展迅速。

目前layer2升级方案主要有四类：从早期的侧链、状态通道、Plasma，到目前最可行和应用的Rollup和stacking方案。 今天重点介绍两种更容易在众多方案中脱颖而出的Roll-Up方案。 ZK rollup 也被称为零知识汇总和乐观汇总。 让我们开始吧：

什么是第 2 层？ 什么是汇总？

举个不恰当的例子，我们可以把以太坊看成是中央银行，layer 2是主要的商业银行，工农建中，所有的货币资产都是在中央银行发行和结算的，流通过程可以发生在中央银行同时与商业银行。 因为如果大家都去央行结算的话，就会出现业务拥堵，所以还有其他商业银行先处理大量的业务，然后把整体的业务结果跟央行结算，这样他们才能操作更有效率。 因此，对于以太坊的上述问题，解决方案可以是将以太坊的资产存入layer2，其资产在layer2流动，但最终的结算是在以太坊上进行的。

另一个问题是关于区块链网络的扩展。 我们可以将其与中央银行和商业银行处理的业务的复杂性进行比较。 个人存取款很容易，但我们可以把它比作一个区块链网络，可以处理复杂的企业业务。 扩展的问题。

网络扩容有两种基本思路：链上扩容和链下扩容。

链上扩容称为Layer 1扩容，比如增加区块大小，加快出块时间等，比如：EOS，ETH2.0，polkadot。 相当于对央行进行改造，使其能够满足日常操作；

链下扩容称为 Layer 2 扩容。 有以上四种技术方案，但本质是一样的，相当于建立了一个更加合理的商业银行体系。

简要描述以下四个选项：

首先，侧链我们可以将以太坊看做，也就是连接到一条区块链的另一条区块链，将主链的资产锚定到这条新的区块链上。 侧链可以以许多不同的方式运行，例如由受信任的第三方、联盟或共识算法。 优点是代码和数据独立，不增加主链负担； 缺点是安全性较弱。 目前优质项目有skale、Inj​​ective等；

其次，状态通道是指交易双方在链下建立通道，用私钥签名后，交易在链下进行。 状态通道不太能够支持计划外的大额支付。 就像大家把钱放在链下的钱包里结算，你放了100元，突然有200元的支付，无法完成。 另外，状态通道不支持智能合约。 目前的项目包括 Celer、Raiden、Liquidity 等...

再者，plasma链plasma其实是一个特殊的侧链。 其特点是不能应用于智能合约，用户运行节点的负担比较重。 该领域的项目包括：OMG、Matic 和 Loom。 由于区块链技术很新，大家都是摸着石头过河。 也可以随时探索或改造新的技术方案。 比如Plasma团队后来衍生出Opimism.io团队，也就是提出optimistic rollup的团队。

最后是Roll-up，Vitalike 亲手挑选并翻译为“卷起”。 其实就是把很多交易打包在一起，roll起来发给以太坊主链。 这个打包过程发生在Layer 2，它可以容纳大量交易并快速确认交易。

关于 Plasma 的失败，rollup 的兴起

在rollup之前，layer2的主要解决方案是侧链。

侧链失败的主要原因有两个：

(1) 数据可用性不足

数据可用性意味着侧链不像以太坊上的多节点，很难发起51%的算力攻击。 如果要攻击以太坊，需要调动海量资源，而侧链不需要。 那么，侧链上的数据真的可以信任吗？ 节点矿工不需要大量的资源去修改你在侧链上的数据，这直接影响到用户在以太坊上的资产安全。

(2) 退出困难

当用户尝试从侧链取款时，必须向侧链提交退出交易请求，然后等待一段时间。 如果大量用户需要退出 Plasma 侧链，则必须在有效期内将整个链的有效状态发布到以太坊主网。 由于数据同步问题，几乎可以肯定以太坊将被大量退出所淹没。 这就是所谓的批量退出问题。

侧链的失败带来了更好的创新方案，于是rollup开始兴起。

什么是两种 Rollup：ZK-rollup 和 Optimistic-rollup，它们的优缺点是什么？

ZK-Rollup中的ZK是指零知识证明（Zero-Knowledge Proof），意思是证明者无需向验证者提供任何有用的信息就可以说服验证者相信某个结论是正确的。 比如有人给你一封信，在信封上写了个结语。 信的内容是证明结论正确的过程。 零知识证明的作用是在不打开信封看信件内容的情况下判断结论是否正确。

回到ZK-rollup，我们可以把它看成三个部分我们可以将以太坊看做，即以太坊网络上的智能合约、中间运营商和链下计算部分。

以太坊主链上的智能合约用于保存要交易的代币。 例如，如果你想在路印协议交易所用ETH购买LRC，你首先需要将你的ETH转入智能合约进行锁定。

链下计算部分是指 Layer 2 处理交易或计算的部分，每笔交易都会产生一个零知识证明结论。

中间算子负责收集和验证每笔交易的零知识证明结论，打包后计算出这批交易的整体总结结论，然后将最终结论发送给以太坊主网进行验证。

目前zk-rollup的发展瓶颈在于，虽然每次向主网发送的总结结论数据不多，但通过链下零知识证明计算总结结论的计算量非常大，这只是 是传输数据。 如果将智能合约集成到链下，将数据发送到链上，整体数据量将增加几个数量级，所以要计算这个总结结论是非常困难的。

这是zk-rollup的基本形式，不同项目的具体形式可能会有微调。

Optimistic字面意思是乐观，他默认所有参与者都是好人。 也可以像zk-rollup一样简单拆解成三个部分：以太坊主链上的智能合约、中间算子（包括侧链节点）和链下计算，以太坊主链上的智能合约也是用于保存要交易的代币。

与zk-rollup不同的是，op-rollup方案在每次确认交易后，中间运营商不对交易结果进行一系列复杂的验证，而是直接打包发送，并在7天或特定时间后发送一定时间，会上传到以太坊主链。 中间操作员既是载体，又是监管者。 他们将检查和验证其他运营商打包的数据。 如果发现任何运营商有恶意，他将报告并回滚交易。

这样做的好处是因为上传的数据量比较小，可以将智能合约集成到Layer 2，这也是它受到synthetix、uniswap等Defi大佬青睐的重要原因。

但是缺点也很明显，就是7天或者更久数据才会上链，所以如果你在Layer 2锁币的话，需要等7天或者更久才能提现。