Layer2指基于底层区块链的链下网络、系统或技术，目的是为了扩展底层区块链网络。Layer2网络可以提升任何底层区块链的吞吐量以及其他性能。
Layer2网络、系统或技术的核心价值是能够利用底层区块链的安全性。其交易数据必须以某种形式被底层区块链网络验证并确认。按照这个标准来看，侧链就不属于Layer2，因为侧链通常会部署自己的共识机制和验证节点，因此拥有独立于底层区块链的安全机制。?
一些区块链为了保障去中心化水平和安全性而牺牲了可扩展性，这类区块链可以利用Layer2来提高交易吞吐量，并降低交易成本。Layer2是解决可扩展性问题的方案之一，无需牺牲去中心化水平或安全性就能快速执行交易并实现可扩展性。
对Layer2的需求
区块链技术诞生于2008年。自那以来，上千名研究者和开发者一直致力于解决区块链可扩展性的瓶颈，以满足不断增长的应用需求。这些瓶颈导致交易成本居高不下，执行速度慢，并成为了区块链技术主流化的绊脚石。?
以太坊联合创始人VitalikButerin首次提出了“区块链不可能三角”的概念，认为区块链无法同时兼顾可扩展性、安全性和去中心化三个维度。开发者不得不在这三者之间进行取舍。如今的区块链网络最多只能同时满足其中两个维度。
Layer2是一种新兴技术，其主张区块链之所以会在可扩展性方面存在限制，是因为区块链需要完成的任务过多。当前区块链有三个核心功能，即：执行交易、数据可用性以及达成共识。?
美国地区法官驳回FTC阻止Meta拟议收购VR公司Within Unlimited请求:金色财经报道，美国地区法官驳回联邦贸易委员会（FTC）阻止Meta拟议收购VR公司Within Unlimited请求，并表示Meta不得在一周内完成收购交易，以便FTC有时间决定是否对该裁决提出上诉。
此前报道，去年7月，美国联邦贸易委员会（FTC）提起诉讼，寻求阻止阻止Meta拟议收购VR公司Within Unlimited，并要求旧金山联邦法院的法官下达临时限制令，阻止这次收购。FTC表示，此次收购将帮助Meta在VR市场建立垄断地位。[2023/2/2 11:41:54]
执行交易——处理并完成交易。衡量指标是区块链每秒可以完成的计算次数。?
数据可用性——网络中的节点和验证者需要储存交易、状态以及其他数据。衡量指标是标准存储单位，比如MB和GB等。
达成共识——节点和验证者需要针对网络状态和交易排序达成共识。衡量指标是去中心化水平和终局速度，或所有节点针对某一状态变更达成一致意见所需的时间。?
注：本文将聚焦交易执行层。若想全面了解区块链的扩容方案，请阅读这篇关于区块链可扩展性的博客文章。?
L2解决方案的运行机制
注：大多数Layer2解决方案仍处于早期阶段，其中许多要素还有待验证。?
Layer2解决方案大致可以分为两个部分：一个是负责处理交易的网络；另一个是部署在底层区块链上的智能合约，负责解决任何分歧，并将Layer2网络达成的共识传输到底层区块链进行验证。?
RSS3短线突破0.23 USDT后回落，24H涨幅达20.36%:行情显示，RSS3短线突破0.23 USDT，最高至0.2303 USDT；现报0.2158 USDT，24H涨幅为20.36%。[2023/2/1 11:40:03]
Layer2网络上可以快速执行交易并开展计算。不同网络会通过完全不同的方式提升交易吞吐量。但这些Layer2网络有一个共同点，那就是在结算时都会向底层区块链提交某种可验证的加密证明，以证明状态变更的真实性。有些Layer2会提前创建证明并提交至底层区块链，而另一些则是之后再创建追溯性的证明。?
另外，不同Layer2网络在底层区块链上的智能合约实现方式也有所不同，但智能合约的核心功能是一样的，即：
保存并释放资金，转账至Layer2；
收到Layer2提交的证明，进行验证，解决分歧，并最终确认交易。
为了更好地理解这两种机制，我们可以探讨目前的两种Layer2实现方案，即：支付通道和rollups。?
支付通道
两个或以上用户可以预先向通道中充值资金，然后在链下进行通证转账。?
Alice和Bob分别在智能合约中锁定一笔资金，创建支付通道，并通过加密签名技术约定双方可以使用多少资金。比如，双方各锁定50美元，因此支付通道里的资金总额为100美元。那么他们很可能会协议每一方可以使用50美元。
一旦建立了支付通道，Alice和Bob都可以通过签名消息在链下进行交易，无需向底层区块链提交交易。Alice可以向Bob付款，Bob也可以向Alice付款，无需任何成本也不存在延时。在这个双向支付通道中，Alice和Bob的交易不会发送到底层区块链。只有当双方都决定关闭通道时，最终交易结果才会被发送至链上进行结算。?
通用互操作性平台Axelar Network测试网将于1月24日升级:1月21日消息，Axelar Network Status发推称，通用互操作性平台Axelar Network测试网将从1月24日22时开始升级。该版本包括一般的漏洞修复以及Gas计算的变化。
升级预计将持续约2小时，在此期间Axelar Network、Satellite、代币转移以及通用消息传递（General Message Passing）将不可用。[2023/1/22 11:25:30]
因此，最终Bob和Alice只需要在创建和关闭支付通道时支付两笔链上交易费即可。当支付通道开通时，几百万美元的转账可以在不到一秒的时间内完成，而且无需任何成本。这就是解决区块链扩容问题的经典案例。
支付通道可以实现零成本的高速交易。
Rollups
Optimisticrollups和zk-rollups可以在链下执行智能合约状态变更，并在链上进行验证，以此提升区块链的吞吐量并降低成本。Rollups可以通过以下三种方式实现扩容：
Rollups在链下执行交易，底层区块链只需计算轻量化的交易证明，验证网络活动并储存原始交易数据。?
Rollups将交易数据打包，并提交至区块链，链上gas费可以分摊到各个交易中。?
Rollups最少只需要一个诚实的验证节点，就可以向底层区块链证明交易的有效性，因此对验证节点的数量要求较低，而对节点硬件要求较高，同时不会对安全性有很大影响。?
以太坊隐私 Layer2 解决方案 Aztec 因故障延期上线 Aztec Connect:6月10日消息，以太坊隐私 Layer2 解决方案 Aztec 发推表示，原计划使用 Open Ethereum 发送大量 rollup，因为它具有更高的交易大小限制，但是在主网以太坊上发送大笔交易并不成功。随后团队转向使用 Flashbots，一种支持更大交易规模的 Geth 分叉，鉴于通过 Flashbots 发送交易的变化出现了一些初期问题，即 PR 中存在格式错误，导致 Flashbots 交易失败。
目前，团队已经确定了一个简单的修复方法，决定暂停上线并正在努力设定新的时间表。[2022/6/10 23:05:59]
链下执行
rollups的一个关键特质就是在链下执行交易。这意味着Layer2网络可以代替底层区块链处理与其他用户或智能合约的交易。由于验证节点数量较少且硬件更强大，这将大幅提升Layer2网络相较于底层区块链的交易吞吐量。?
底层区块链只需要计算提交至智能合约的证明，就可以验证Layer2网络中的活动（注：如果是optimisticrollups的话，只有当分歧出现时才需要验证),并将未执行的原始交易数据作为calldata储存起来。简而言之，区块链不再需要执行那么多计算任务，也不需要储存那么多Layer2上的交易数据，因此可以降低每笔交易的成本。?
打包交易
另外一种降低成本的方式就是将交易打包。你可以把这想象成是送礼物。在区块链上，每笔交易都是一个单独的礼物，被放在不同的盒子里。这样一来运费就会非常高，因为每寄出一个礼物就需要支付一笔运费。而rollups则是将许多礼物放到一个大盒子里，只需付一次运费即可，每个礼物可以分摊运费。?
MakerDAO风险主管曾在2018年预言LUNA终会崩盘:金色财经报道，MakerDAO前智能合约负责人、以太坊开发人员Mariano Conti在社交媒体上分享了2018年Linda Xie引述MakerDAO风险主管Cyrus Younessi对LUNA的判断。2018年4月20日，Cyrus Younessi就指出Terra（LUNA）及其 TerraUSD（UST）稳定币架构存在问题，因为“单一资产”支持太存入，当两种加密货币（稳定币及其基础代币）竞相趋向于零时，投资者的恐慌很容易引发“死亡螺旋”机制。Cyrus Younessi当时解释说：“如果投资者恐慌，LUNA会倒下，然后，Terra会继续下跌，彼此灭亡，类似于2016年出现的算法稳定币NuBits（USNBT）。”[2022/7/24 2:33:46]
如果要用更技术性的语言来解释，那就是rollups将原始交易数据打包成calldata。Rollup交易的验证方式与链上交易不同，交易数据被打包只是为了将数据储存在底层区块链上，验证节点或rollup参与者如果有需要的话随时可以重建Layer2网络的状态。然而，核心逻辑仍然没有改变，即：主链上的一个打包交易中储存了多笔rollup交易。
这样可以有效降低交易成本，并为区块链扩容扫清障碍。而将数据压缩还可以进一步降低交易执行成本。?
Zk-rollups和optimisticrollups使用同样的方式打包交易。?
减少验证节点数量
正如上文所述，Layer2可以利用底层区块链的安全保障和去中心化水平，我们下文中会详细阐述。但这里的核心概念是，Layer2必须向底层区块链提交某种证明，以证明其发起的状态变更是有效的。?
因此，rollups就可以减少Layer2网络中负责执行交易的验证节点数量。验证节点可以是获得许可的实体，这些节点通常拥有更强大的硬件，以更快的速度和更低的成本来计算交易。之所以能做到这一点，是因为验证节点不负责达成共识，共识是由底层区块链达成的，底层区块链上的智能合约需要验证Layer2提交的证明。?
证明对于Layer2的安全性至关重要
“证明”对于Layer2来说至关重要，因为Layer2需要通过提交证明来利用底层区块链的安全保障。在现实世界中，证明可以是多种形式的，比如武器上的指纹或者监控录像都可以是证明。?
加密证明也差不多，只是内容比法庭上的证据更客观。利用加密技术来证明某事，可以保障其客观性、可验证性以及防篡改性。如果证明有效，那就可以百分之百保证真实性。比如上文提到的支付通道，对交易附上加密签名就可以为智能合约提供确定性的权威事实，解决任何分歧。?
每个Layer2网络都需要提供某种加密证明，以解决底层区块链上的分歧。如今最主流的两种证明方式是错误性证明以及有效性证明。这两种证明方式是optimisticrollups和zk-rollups的底层技术。?
支付通道签名消息
假设在关闭支付通道时，Bob或Alice发起恶意攻击，并试图取走不属于自己的资金。他们中任何一个人都可以向智能合约发送一个之前版本的支付通道“账本”。?
支付通道的关键是每笔交易都必须附上加密签名。这可以为底层区块链上的智能合约提供证明，以解决分歧。比如，如果Alice提交了过期的账本副本，拿走了不属于她的那部分钱，那么Bob就可以对结算交易发起挑战，并提交最新的账本副本。然后，智能合约就可以判定正确的金额。而且Alice还会因为不诚实的行为被罚款。?
由于底层区块链智能合约会进行裁决，因此支付通道也是一种Layer2方案。一个简单的评判方法就是看有没有“证明”。支付通道创建后，Bob和Alice都必须对他们发起的每一笔交易附上签名，并储存一份对方的签名。?
这就是支付通道中交易的证明。但光有证明还不够，还需要执行事实，这很像法官在得到证据和陪审团审议结果后做出裁决的过程。同样地，智能合约也会执行判决结果，将正确的金额打到各方在底层区块链上的钱包中，以进行结算。
这就是上文中提到的“利用底层区块链的去中心化水平和安全保障”。支付通道将大部分计算和执行都放到链下处理，但在最后结算时，还是会利用底层区块链强大的共识层来作出最终裁决。?
OptimisticRollups的错误性证明
错误性证明其实很简单。采用这种证明方式的Layer2网络会默认所有交易都是有效的。然而，网络会设置一个挑战期，任何参与者都可以发起挑战，并向智能合约提交证明，表明交易数据或状态变更是错误的。当错误性证明发布后，rollup交易会部分或全部在链上重新计算一遍，最终的状态变更会跟原来的结果进行比较。如果重新计算的结果不一样，原来的结果将被认为是无效的，并被撤回。?
这就是目前optimisticrollups采用的机制。“optimistic”中文意思是“乐观的”，其代表了一种乐观的哲学视角，即：智能合约“乐观地”默认所有交易都是有效的，除非有人提出异议。回到刚刚说的那个不诚实验证节点的例子。任何网络参与者只需要在挑战期内向智能合约提交有效的错误性证明即可，一旦证明无误，验证节点的行为就会作废。
Optimisticrollups采用了错误性证明来保证终局的交易可以正确地反应Layer2网络中的交易活动。
zk-rollup的有效性证明
有效性证明则是另一种截然不同的哲学视角，默认所有计算结果都是存疑的，必须先被证明才能接受。?
简而言之，有效性证明的作用是证明某件事是正确的。对于zk-rollup来说，证明的就是Layer2网络中的交易和计算。因此，底层区块链上的智能合约可以验证Layer2网络提交的有效性证明，以批准状态变更。对于验证节点来说，功能完备的zk-rollup将不允许任何错误的交易在底层区块链上结算，因为每一批交易都必须附上相应的有效性证明。?
有效性证明可以主动证明Layer2网络交易的有效性
区块链扩容方案
支付通道、rollups和Layer2都属于区块链扩容方案，都具有长远潜力，可以为Web3应用发展提供助力，并提升用户体验。?
Layer1和Layer2等大多数Web3技术栈都才刚刚起步，还需要不断发展。这些技术目前还没有达到爆发点，仍需要经历一系列实战检验来证明自己。然而，无数开发者和研究者都在通过不懈努力扩展区块链生态并开发DAG和Layer2方案，以推动Web3实现主流应用。
来源：金色财经
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