以太坊擴容方案：Layer 的發展與挑戰

以太坊作爲當前最活躍的區塊鏈平台之一，承載着大量去中心化應用，從去中心化金融到非同質化代幣，生態系統蓬勃發展。然而，隨着鏈上交易量的增加，網路擁堵導致的高昂費用、延長的交易時間和增加的失敗率等問題也日益凸顯，影響了用戶參與的積極性。

爲應對這些挑戰並保持主鏈的分布式特性，社區主要採用了Layer（L2）擴容方案。L2的核心思想是將計算和交易從主網（L1）轉移到第二層網路，只將最終結果提交到主網。這種方法不僅提高了交易效率、降低了費用，還能繼承主網的安全性。

目前，較爲知名的L2方案包括Rollups和側鏈等。其中，Rollups又可細分爲Optimistic Rollups（OP-Rollups）和Zero-Knowledge Rollups（ZK-Rollups）。

OP-Rollups

OP-Rollups將交易計算和狀態更新放在L2網路上進行，隨後將壓縮後的交易數據批量發布到主網。L2節點默認認爲這些交易有效，除非有人提出質疑。這種模式大大提高了交易確認速度和效率。

在交易提交後的七天內，如果驗證者發現問題，可以提交欺詐證明。主網上的智能合約會驗證這一證明。如果確實存在問題，相關交易及後續交易將被回滾，作惡節點將受到懲罰，而驗證者會獲得獎勵。

若七天內無人提出質疑，交易將被確認爲合法。實際上，"欺詐證明"的存在本身就起到了強大的威懾作用，使得節點作惡的情況極爲罕見。

OP-Rollups的主要缺點在於七天的挑戰期可能會影響資金流轉，以及潛在的中心化風險。

ZK-Rollups

與OP-Rollups不同，ZK-Rollups在提交數據時需附帶一個有效性證明。這種方法同樣在鏈下進行交易，但在正式提交前，需要先計算出一個有效性證明。

ZK技術雖然早已存在，但在區塊鏈中的應用讓它煥發出新的生機。區塊鏈能將復雜性限制在智能合約內，使得驗證過程更加去中心化和可信。

ZK-Rollups的復雜性體現在需要根據交易數據和執行邏輯編譯成復雜的邏輯電路圖，然後通過密碼學計算生成可快速驗證的結果。這個過程通常需要專用的編譯器和驗證器。

Layer的成本

L2網路雖然旨在降低用戶在L1上的交互成本，但它們自身也存在成本。

OP-Rollups的成本主要來自兩個方面：將壓縮後的交易數據提交到L1的費用，以及L2節點的運營成本。好在以太坊的EIP-4844方案已大幅降低了L2與主網交互的費用。但維護節點所需的大量鎖倉資金可能會造成機會成本損失。

ZK-Rollups的主要成本來自於生成零知識證明所需的大量計算資源和專門硬件。同時，它也需要承擔將數據提交到鏈上的交易費用。專業硬件的需求可能會導致網路更加中心化。

總結

無論是OP-Rollups還是ZK-Rollups，都是以太坊生態應對擴展性挑戰的重要解決方案。隨着以太坊EIP-4844等升級的實施，L2的數據發布成本已顯著降低，這將進一步釋放兩種方案的潛力，推動以太坊生態系統的持續發展。