ROLL:以太坊扩容完整指南：读懂主流扩容方案原理和进展_区块链

本文旨在以易于理解的方式来介绍复杂的以太坊扩容主题，其中包括：

重要术语ArbitrumOptimismPolygonzkSync重要术语

让我们首先定义模块化。区块链可以分为4个部分，当前的区块链是单个整体的，一个网络处理所有工作。而模块化区块链是将这些层中的一个或多个外包给外部区块链。

以太坊Rollups是一个单独的区块链，它扩展并继承了以太坊的安全性。Arbitrum和Optimism等Rollups是执行层，以太坊主网作为其数据可用性层、共识层和结算层。

Rollups有两种类型：

以太坊客户端Lighthouse发布v4.0.0:金色财经报道，以太坊客户端 Lighthouse 发布新版本 v4.0.0，这是一个可以运行主网 Capella 升级的强制性版本，参与 Capella/Shanghai 升级的验证节点必须在 4 月 12 日之前升级至该最新版本。

重大变化包括：数据库架构 V16，为了支持对分叉选择算法的更改，数据库模式已升级到 v16。模式升级将在升级时自动应用，不会超过几秒钟。支持的最低 Rust 版本已设置为 1.66。[2023/3/23 13:20:56]

OptimisticRollups：使用欺诈证明，例如Arbitrum和OptimismzkRollups：使用有效性证明，例如zkSync、Starknet和zk-EVM欺诈证明：信息在「证明者」和「验证者」之间交换。假设所有交易都是有效的，并被添加到交易批次中，这些交易随后交由「观察者」进行审查，以确保没有恶意行为发生。

有效性证明：有效性证明是在Rollups而不是以太坊上计算的。「证明者」和「验证者」之间的信息交换依赖于密码学和数学。信息是共享的，但不会被泄露。

以太坊Layer2.上总锁仓量跌至54.8亿美元:金色财经报道，L2BEAT数据显示，截至目前，以太坊Layer2上总锁仓量为54.8亿美元，近7日跌11.08%。其中锁仓量最高的为扩容方案Arbitrum One，约31亿美元，占比56.6%，其次是Optimism，锁仓量15.8亿美元，占比28.85%，dydx位居第三，锁仓量2.91亿美元，占比5.31%。[2023/3/12 12:57:29]

Rollups的一个关键方面是定序器：定序器是指定的节点，负责将用户的交易提交到L2。它进一步将Rollup交易包发布到以太坊主网以更新状态。

Arbitrum

截至目前，Arbitrum使用的是：

一个单一的中心化定序器，它接收用户的交易并将交易批次发送回主网。一组「白名单」Arbitrum验证者读取定序器的交易包，并以欺诈证明的形式向以太坊主网提交「Arbitrum状态根」。

报告：Ronin侧链在去年11月处理的总交易数比以太坊多560%:1月12日消息，由Sky Mavis开发的基于以太坊的区块链游戏Axie Infinity的NFT销量超过了迄今为止发布的所有NFT系列。在1260万笔交易中的144万名买家中，Axie Infinity创下了38.5亿美元的销售纪录。

尽管Axie Infinity是一款基于以太坊的游戏，但该协议利用侧链Ronin来帮助缓解扩容问题。Nansen研究院Martin Lee的研究报告将Ronin与侧链协议Polygon和L2区块链Arbitrum One进行了比较。该研究还解释了Ronin侧链如何拥有自己的原生钱包，以便处理侧链交易。有趣的是，Lee的报告显示，去年11月，“Ronin处理的交易数比以太坊上总交易数多560%。”

Lee的研究得出结论，虽然Ronin网络确实有缺陷，而且“比社区期望的更加集中化”，但Sky Mavis“采取了一系列步骤来实现去中心化。”该报告注意到RON代币和Katana DEX上的LP的分布，指出“现在对Ronin来说还处于早期阶段，看看该区块链是如何发展和成长的将会很有趣。”（Bitcoin.com）[2022/1/12 8:43:40]

任何验证者都可以挑战在主网上结算的「状态根」。只要有一个诚实验证者，正确的Layer2状态就会发布在主网上。

报告：灰度以太坊信托周溢价套利机会已大幅减少:10月16日，The Block发布报告称，自今年夏季开始以来，加密市场长期流行的套利机会已经消失。灰度以太坊信托的周溢价相对于该产品的资产净值交易，已从6月中旬的近850%缩水至本周初的36%。目前尚不清楚是什么因素压低了溢价，但可以推测，许多进行套利交易的基金已经平仓。这也可能表明，零售方面的购买压力有所减轻。而灰度比特币信托每周溢价自年初以来一直稳定在8%至41%之间波动。[2020/10/16]

之前有人担心验证器被列入白名单。然而自以太坊合并以来，如果没有任何验证者在7天内提交「状态根」，则白名单功能将被绕过，从而显着提高了安全性。

路线图：

Arbitrum于2022年部署了Nitro，显着降低了通信和执行成本未来，排序将由一个定序器委员会而不是一个中心化定序器完成Arbitrum可能会推出一种代币以提高网络安全性Optimism

Optimism运行一个具有特殊权利的单一中心化定序器，通过它来排序交易和提交交易批次。与此同时，Optimism团队正在开发他们的交互式欺诈证明系统，以确保rollup状态的正确性。

以太坊矿工今日一小时内赚取50万美元交易费:Glassnode数据显示，9月1日，Ethereum区块链上的矿工们创造了一个新的记录，在今日下午一个小时内就赚了50万美元的交易费。以太坊创始人Vitalik Buterin今天也在推特上承认了高收费问题，但重申了他的立场，即以太坊用户应该使用第二层（Layer Two）技术来解决这个问题。[2020/9/1]

因此，当前的欺诈证明机制已被暂时禁用，用户只能依靠定序器将有效rollup状态发布到以太坊主网。

然而，所有这一切都将随着「OPstack」而改变。让我们探索这个巨大的路线图。

Optimism不仅仅是以太坊上的Layer2Rollup，OPstack还是：「一个模块化的开源蓝图，适用于各种高度可扩展和可互操作的区块链。」

本质上，OPstack是构建区块链和Rollup的框架。开发人员可以合并OPstack中的一个或多个模块来构建可互操作的链，这些将被称为「OP链」，可以是L2、L3或完全不同的东西。

OPstack将引入一组去中心化定序器，OP链可以集成这些定序器，这样他们就不必担心自己的区块生产，这就能够允许引入高水平互操作性的「原子跨链可组合性」。

这个雄心勃勃的路线图的第一步是「OptimismBedrock」，它将实现：

以太坊等效较低的费用模块化

Optimism在技术上可以成为zk-rollup，通过能够更换OPstack组件来为未来做好准备。

Polygon

Polygon诞生于Layer2概念，但此后不断发展，更类似于EVMLayer1区块链。但是POSChain只是Polygon的未来众多项目之一。

Polygon正在使用有效性证明构建四个具有零知识结构的不同区块链。一个是可能要即将到来的PolygonHermez，属于zk-EVM。zk-EVM可根据以太坊兼容性和性能分为四类。Polygon的zk-EVM是类型2。类型2比类型4与以太坊更兼容，但在性能方面不如类型4

Polygon的其他zk产品：

MidenZeroNightfallPolygon还在构建一个名为Avail的模块化区块链，它在充当数据可用性层的意义上类似于Celestia。

zkSync

MatterLabs正在构建zkSync2.0，一个类型4的zkEVM，根据最近在Twitter上的一些信息，它距离主网启动已经不远了。zkSync2.0具有领先的性能和可扩展性，但与以太坊的兼容性较差。

从理论上讲，较低的兼容性使得从开发人员的角度来看更难以实施，并且对以太坊dApps在部署上也具有挑战性。然而，zkSync构建了多种解决方案，包括他们自己的虚拟机和编程语言。

zkSync2.0将分为两个可互操作的链zkRollup和zkPorter。zkPorter是一个「volition」，又名Layer3，具有「链下数据可用性」，数据在L2zk-rollup上处理。这种设计据称可以让zkPorter的TPS达到20000。

由于有额外层存在，Layer3的安全性略低于Layer2，但可扩展性高一个数量级。例如Uniswap在Layer2上部署他们的智能合约，而dApp的用户使用zkPorter，由此极大程度地降低了费用成本。

拼图的最后一块是所谓的超级区块链，它们建立在Layer2zkEVM之上并由其提供支持的Layer3网络。这些超级链允许更多的扩展性和可定制性，但安全性略低于以太坊主网。

还有一些其他的以太坊扩展方案本文并未提及，包括Celestia、Fuel、Scroll和Starknet等。

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