un.Block

Posted on Oct 09, 2021Read on Mirror.xyz

区块链网络扩容

Layer2 是未来吗?

区块链网络拥堵

Ethereum 主网目前生态活跃,但因为用户和交易太多,经常造成网络拥堵、gas price 暴涨,导致交易成本剧增。简单来说就是 Ethereum 太慢、太贵啦!在理想情况下,区块链网络应该能每秒处理大量交易(交易吞吐量我们称之为 TPS),而实际情况是去中心化的 Ethereum 1.0(我们暂时不讨论 2.0)的 TPS 是 10~20,比 Visa 使用的中心化支付网络 VisaNet 20,000 的 TPS 差了一大截。

为了解决拥堵问题,开发者们想出了通过扩容方案(Scaling Solution)来在确保安全可靠的前提下降低交易成本,同时提高交易处理速度。

扩容方案

扩容方案能够在不扩大区块大小、不影响去中心化水平、不降低安全性的前提下解决网络拥堵问题。扩容方案主要有 Layer 1 和 Layer 2 两大类

Layer 1 扩容方案

Layer 1 扩容方案比较简单,最简单的处理方案就是修改区块链的网络共识机制,例如从 POW(Proof-of-Work)转移到 POS(Proof-of-Stake),这是 Ethereum 2.0 在做的事情。共识机制的修改能带来更高的交易处理速度,同时节省挖矿资源。

另一种方案是 Sharding(分片),它将交易的授权和验证工作分解成许多小的碎片,然后将小的工作任务分散到 P2P 网络中完成。利用 P2P 网络来增加节点的数量以加快交易速度。

Sidechian 侧链解决方案

Sidechain 侧链本质上是 Layer1 和 Layer2 两种解决方的混合体,侧链和主链之间是双向关联的关系,在这种关系下,加密货币可以在有第三方信任的前提下,从主链公开转移到侧链,也可以从侧链转回主链。

侧链的最经典案例就是 BSC(Binance Smart Chain) 和 Heco,但他们的发展过于迅速,带走了大量的主链用户。由于他们目前已经和 Ethereum 没有太多的交互,我们可以把它理解为一条独立的链。

Liquid Network 也是侧链的一个案例,它和比特币主链实现了双向关联

Layer 2 扩容方案

Layer 1 是对主链本身的扩容,Layer 2 则是通过构建链下第二层网络的方式来分担主链的压力。你可以把 Layer 1 理解为拓宽城市道路,让更多的行人和汽车可以通过,而 Layer 2 就是在原有道路的基础上修建立交桥和地下隧道,来缓解交通拥挤。

Layer 2 扩容方案的的赛道主要有

  • Rollup
  • Plasma
  • 状态通道(局限性大,不作解释)

Plasma 子链解决方案

Plasma 子链解决方案的策略是,将主链上的运算迁移到子链上完成,运算完成后将结果加密后返回给主链。由于子链是去中心化网络,因此每隔一段时间就需要节点对该时间段内的交易进行批量确认,将确认的结果哈希处理后返回给主链,但这种批量确认需要的时间较长,效率不高。

Polygon 的前身—— Matic 就是采用 Plasma 的解决方案,但由于 Plasma 的愿景难以实现,于是 Matic 团队就改变了发展策略,去做一个众多 Layer 2 的聚合器—— Polygon,目的是使各种 DApp 能在不同的 Layer 为2 网络下进行跨链交互。

Rollup 解决方案

Layer 2 众多扩容解决方案中,最有潜力同时也是最值得期待的,就是 Rollup。Rollup 和 Plasma 略有不同,Plasma 是将运算结果加密后发送给主链,用户没有办法查看原始的交易数据;Rollup 是将线下的交易数据全部打包压缩后发布至主链,用户可以在主链上解压,查看每一条交易信息。

目前 Rollup 的主要方向是 ZK Rollup(零知识证明)和 Optimistic Rollup,这两个方向我们在以前的周报已经介绍过了,大家可以自由阅读:

相关阅读