随着以太坊生态应用的爆发，以太坊网络的交易量大幅上涨，ETH的价格也因生态发展而快速上涨。

DeFi的繁荣带来了以太坊的拥堵，用户频繁的资产转移以获得最大的流动性和挖矿利润不断推高Gas费用。当普通用户参与这些应用时，交易变慢，网络拥堵，Gas费高，ETH价格高，一个普通的Defi合约调用甚至可以达到几十上百美元。

在这种情况下，以太坊的扩容不仅是意料之中的，也是大势所趋。只有缓解这种机制拥堵和高额手续费，才能实现以太坊生态的健康发展。

基本上，有两种扩展区块链的方法：

Layer 1——链上扩容，作用于主链本身，提高交易能力。

第二层——链下扩展，改变人们使用区块链的方式。换句话说，不是将所有交互都放在主链上，而是将一些交互放在链下以缓解拥塞。

分片

分片是 ETH 2.0 的可扩展性解决方案，当以太坊将其共识机制从工作量证明 (PoW) 转向权益证明 (PoS) 时，就会出现分片。这是一个复杂的重大升级，并且是一个 Layer-1 解决方案。

分片是一种将大量计算工作分割成更小的部分（称为“分片”）的技术。但分片不会在一夜之间发生，因为它只是更大的以太坊升级的一部分。

结果，Layer 2 走上了正轨，并且得到了更多的使用。Layer 2 可售性是链下可售性计划的总称，是指将部分计算过程放在链下，并将计算结果传回区块链，从而实现算力的提升区块链的。相比之下，Layer 1 可扩展性是在区块链协议上进行改进以实现扩展。虽然第 2 层可扩展性不会改变区块链协议本身，但扩展性是通过链上智能合约和链下数据的交互来实现的。

二层可扩展性的基本框架

以太坊 Layer 2 可扩展性的核心思想是在主链的基础上构建第二层网络，帮助 Layer 1 分担网络压力，实现整体效率提升。目前以太坊二层可扩展性技术架构主要包括：State Channel、Sidechain、Plasma、ZK Rollup、Optimistic Rollup、Validium。

Layer 2 的可扩展性机制的重点是 Layer 1 的合约设计、Layer 2 的协议设计以及跨链数据交互的设计，特别是资产存取的流程设计。

通常情况下，Layer1 链具有更高的安全性和流动性，而 Layer 2 是一条新链，希望从 Layer 1 中获取安全性和流动性。

图为2021年3月以太坊Layer 2生态发展情况。可以看出，以太坊Layer 2生态发展日趋成熟，仍在蓬勃发展。Layer 2赛道成为人们关注的焦点。然而，每一项技术的发展都是一个不断进步的过程，而不是一蹴而就的。从侧链可扩展性到Rollup机制，各项技术相互融合并不断演化和发展。

侧链

侧链是一条独立的区块链，有自己独立的共识机制。安全性不依赖于主链，往往采用DPOS、POA等更高效的共识机制。侧链技术路线的重点是跨链机制的设计。

跨链机制的基本原理是在主链上锁定资产，在侧链上发行相关资产。如果想要回到主链，只需要销毁侧链上的资产并解锁主链上的相关资产即可。

状态频道

状态通道是交易双方锁定链上资产，创建支付通道，在链下进行交易。用户从主链提取资产时，只需将多笔链下交易的证明提交给主链智能合约进行验证即可。状态通道稀释了多笔交易的处理费用，特别适合小型多频交易场景。

等离子体

2017 年 8 月 11 日，Vitalik Buterin 和 Joseph Poon 发表了一篇题为《Plasma：自治智能合约》的论文。本文介绍了一种可以提高以太坊处理效率的新技术。

与状态通道一样，Plasma 是一种处理链下交易的技术，需要依赖以太坊的底层技术来保证其安全性。但 Plasma 的切入点不同。它可以允许在以太坊主链上创建“子”区块链。这些“子链”反过来也可以创建自己的“子链”，等等。Plasma 是一种可以实现“不受监管”侧链的技术。换句话说，即使“Plasma 链”上的所有验证者合谋作恶，Plasma 链上的资产也是安全的，可以返回主链。

卷起

Rollup机制是指高度压缩交易并上传至主链，并通过零知识证明或欺诈证明来验证交易包的真实性，解决了Plasma数据不可用的问题。Rollup机制实现了数据在链上、操作在链下的分层模型，从而最大程度地保证资产的安全。

Rollup机制的核心问题是验证压缩交易包中交易的真实性。针对这个问题，解决方案主要分为两种：基于零知识证明的ZK Rollup；基于欺诈证明的乐观汇总。

ZK汇总

ZK Rollup采用零知识证明是在发送交易包的同时发送交易对应的零知识证明，智能合约通过零知识证明验证交易包的真实性。

整体流程如下：

乐观汇总

Optimistic Rollup 使用 Plasma 的“防欺诈”方法，即任何人都可以验证和质疑返回链上的数据。一旦发现问题，数据就会回滚以保证安全，但这种方法有一个致命的问题就是验证期的存在。通常，验证周期约为2周，这意味着当用户想要将资金从Layer 2转移到Layer 1时，需要等待两周左右。

Optimistic Rollup 使用与以太坊主链并行运行的侧链。完成一批交易后，Rollup 将向主网提出新的状态。例如，他们对交易进行匹配和公证。它们每秒可以处理约 300 次智能合约调用或每秒约 2,000 次基本传输。由于它与以太坊虚拟机（EVM）兼容，因此您在以太坊上所做的任何事情也可以在 Optimistic Rollup 上完成。这是一个扩展通用智能合约的解决方案，也是一种以合理的安全程度迁移去中心化应用程序（Dapp）的简单方法。

有效性

Validium是近年来出现的第2层解决方案。它使用像 ZK rollup 这样的零知识证明。不同之处在于，Validium 的资产数据存储在链外，而 ZK rollup 存储在链上。这意味着Validium安全性较低，适合游戏等对安全信任要求较低的Dapp。

Polygon（以前的 Matic 网络）

Polygon 是一个 Layer 2 可扩展性平台，可实现快速、简单、安全的链下交易，不仅是支付交易，还可以实现通用的链下智能合约。Polygon 的使命是利用第 2 层可扩展性解决方案，利用去中心化、可扩展性和安全性来促进大规模应用，并利用侧链进行链外计算来实现这一目标，同时利用 Plasma 框架和去中心化 PoS 网络验证器来实现这一点。确保资产安全。

代币名称：MATIC

斯卡莱网络

SKALE Network是一个高吞吐量、低延迟、可配置的拜占庭容错弹性区块链网络。该网络最初的应用场景将是以太坊区块链的侧链。SKALE 网络使用使用证明。使用证明是一种新的内置激活机制，要求用户抵押代币以帮助保护和扩展协议。

代币名称：SKL

赛勒网络

Celer Network是一个高性能的Layer 2可扩展性平台，旨在通过上述技术创新，实现将互联网的规模带入区块链，助力区块链商业化的宏伟愿景。Celer Network打造了多人双向广义状态连接通道，可以通过链下可扩展性技术和激励加密经济学，在互联网规模上构建快速、易用、低成本、安全的区块链应用。

代币名称：CELR

路印协议

Loopring是基于ERC20的代币与智能合约之间的开放多边交易协议。通过该协议，可以建立不需要资产托管和资金冻结的去中心化交易所应用。采用去中心化技术，提供零风险的代币兑换模式，允许多个交易所通过竞争的方式对同一订单进行链下撮合和链上清算结算。Loopring协议的智能合约和零知识证明允许使用ZK Rollup结构构建高性能的DEX。

代币名称：LRC

ZKSwap

ZKSwap是基于ZK Rollup技术的一套新的交换协议。以太坊上的代币通过 ZK Rollup 技术转移到 Layer 2。基于不断生成的零知识证明，保证了Layer 1和Layer 2状态的一致性，从而允许所有交换发生在Layer 2上，可以实现零gas成本的实时赎回，并且具有无限的可扩展性。ZKSwap让用户摆脱以太坊TPS和区块确认时间的限制，给DEX类似CEX（中心化交易所）的体验，同时实时掌控自己的资金安全。

代币名称：ZKS

目前，以太坊网络的二层可扩展性技术正处于快速发展时期，解决方案百花齐放。每个解决方案都有自己的优势，也得到了符合自身特点的相关项目和社区的支持。

Layer 2 的可扩展性离不开加密货币钱包、区块链浏览器、行情网站来支持和跟进相应的项目，提供更好的用户体验。Layer 2 可扩展性将降低链上运营成本，促进区块链项目的创新，从而催生游戏、DeFi、虚拟世界等领域更深层次的区块链应用。

希望在未来的时间里，我们能看到更多 Layer 2 项目的崛起。当然，也希望Layer 2可扩展性计划能够取得更全面的发展。