為什麼我們經常說以太坊需要擴容？原因是因為這幾年Defi領域發展速度太快，但以太坊本來的容量並不是無限，所以就出現了擠塞跟貴Gas的情況。
為什麼會出現Layer 2
一條區塊鏈的主網絡就是Layer 1，以太坊區塊鏈就是一個Layer 1的例子。
我們可以把以太坊的區塊鏈想像成一條運輸帶，上面處理很多不同的交易，當有很多交易在運輸帶上的時候，運輸帶就會負荷不到。當需求超出區塊鏈的空間，後果便是費用高昂的Gas，這樣就變成只有有錢人才可以用到，但這並不是以太坊最初的目的，以太坊的初衷是希望成為大家都可以公平使用的一個通道。
於是人們就開始去想怎樣可以令運輸帶少點擠塞，他們想到可以加大區塊的size，改共識機制，分片等等，但只要在鏈上面做任何改動都可能會犧牲區塊鏈的安全性與去中心化的程度。
後來就出現了一個方法，就是將交易搬到鏈下去處理，因此出現了Layer 2，Layer 2就是在不影響主網的情況下令交易速度加快的方案，它就像一條額外的區塊鏈，但比以太坊區塊鏈效率更高，成本更低。
Layer 2的發展
Layer 2之前出現過幾個技術，包括Polygon，Lightning Network，Lightning Netwrok之後有Plasma，不過因為Plasma沒有數據的可獲得性，所以並未大力發展。
Rollup是現時最主要跟發展最快的是Layer 2，Vitalik本人也認為Rollup是眾多Layer 2方案裡面他最看好的一個。
Rollup是什麼
Rollup暫時沒有一個很貼切的中文名，但Rollup可以理解為做將東西捲起，所以Rollup最主要的原理便是將交易，或者智能合約壓縮。
平時我們所理解的壓縮一般指壓縮體積，但Rollup壓縮的主要是消耗Gas的壓縮，因為小的體積並不代表消耗的Gas少，所以Rollup主要通過減低執行交易的計算量從而降低Gas的消耗。
Rollup就像一個外判商，將交易從以太坊上拿下來處理跟壓縮，打包好後再放回以太坊這條運輸帶上，那麼運輸帶上就可以放到更多的交易和數據。這樣就可以在不影響主網的情況下，令交易速度更加快，甚至將以太坊的TPS由15提升到1000。
不過，Rollup並不會理會安全性和QC，這方面會留給原來的主網去做。
有了Rollup就可以解決區塊鏈的不可能三角，既可以有以太坊的安全性和去中心化，同時亦有速度/擴展性。
Optimistic Rollup
Optimistic Rollup，顧名思義，Optimistic是樂觀的意思，它假設所有人誠實地向主鏈提供真實的數據。
但如何確保所有人都誠實地提供真實的數據呢？
首先如果你要由Rollup傳送交易到主鏈，你要放下保證金，通常以ETH為單位。
如果你將錯的交易放上主鏈，之後被別人挑戰你放上去的交易，發現你的交易有錯，他就會向主網提供一個“欺詐證明”，如果主網核實過證明是有效的話，那麼提交錯誤數據的人，也就是你，就會被沒收你一開始放出來的ETH保證金。所以Optimistic Rollup是通過博弈輪和經濟學的機制去確保它的安全性。
由於所有交易都需要留一段讓人挑戰的時間，而這段時間一般為7天，所以交易一般都要7天後才會放回Layer 1。
Optimistic Rollup項目
1） Arbitrum
Optimistic Rollup的第一個代表項目就是Arbitrum，它由Offchain Labs這個團隊開發。
目前它是Layer 2裡面最大的項目，有20多億美金的TVL。由於Arbitrum與EVM兼容，所以以太坊的智能合約可以無縫地移到Arbitrum的鏈上運行。
Arbitrum比較特別的地方是它採用“多輪互動型”的設計。
在普通的”單輪互動型欺詐證明“的操作下，小明作為Layer 2的驗證人質押保證金，將壓縮了的數據放上Layer 1，如果小美對數據發起挑戰就要同樣放下保證金，Layer 1就會核實誰對誰錯，錯的那一方就會被沒收保證金，對的那一方就會得到獎勵。這樣做的優點是由於只需要一輪互動所以需要的時間較短，但因為Layer 1要核實太多，令Layer 1的成本變高。
而Arbitrum用“多輪互動型欺詐證明”，用剛剛的例子的話，小美提出挑戰後小明就要將受挑戰的部份分成兩部份，接著小美再在兩部份裡選一個繼續挑戰，一直循環。這樣做的話去到鏈上面解決爭議的時候體積就會小一點，因為已經分到很小才放上去，不過缺點就是因為要細分很多次所以時間會較長。
Artbitrum的交易費用比較低，所以其他項目比如Uniswap，Sushiswap也開始用Arbitrum去運行。Arbitrum並沒有自己的代幣，所有鏈上的交易都用ETH結算Gas。
現時Arbitrum的生態也算完整，可以支持各種錢包，中心化交易所，去中心化交易所，借貸項目，dApps等。像幣安，FTX，Bybit這些交易所與Artbitrum主網已經整合，所以用戶放ETH在Arbitrum上的時候連跨鏈橋都不需要。
2）Optimism
另一個有代表性的Optimistic Rollup項目就是Optimism，而Optimism的前身為Plasma。今年Messari就在自己的報告裡面給了Optimism一個90億美金的估值。
TVL方面Optimism為Layer 2的入第三大。
Optimistic Rollup 優點
1）兼容性
Optimistic Rollup可以兼容以太坊的EVM智能合約，所以對於開發者來說如果要將智能合約轉到Layer 2的話就會比較簡單，因此較容易普及，成本也不高。
2）交易數據
每個交易的數據都會保留在主鏈上，所以要取回數據沒有問題。
3）計算量
計算量方面Optimistic沒有ZK消耗得多所以Gas的消耗也較低。
Optimistic Rollup 缺點
1）時間
由於要等7天看看有沒有人挑戰交易，這7天沒人挑戰才可以退出；最直接的影響就是如果我們在Optimistic Rollup玩完想要把幣bridge回主網就要等7天，所以用戶體驗沒那麼好。
2）安全性
Optimistic Rollup的安全性會比Layer 1的較弱，原因是因為有驗證者困境（Verifier‘s Dilemma）的情況，就是當假設沒有人作弊就沒有誘因去驗證，但沒人驗證又會令人有作弊的意圖。
3）TPS
Optimistic Rollup可以提升的TPS有限，因為它受制於區塊的Gas limit，只可以做到幾十倍的提升。
ZK Rollup
ZK Rollup全名為Zero Knowledge Rollup（零知識匯總），意思是驗證者對於證明的輸入是一無所知的，只知道結果，但結果一定是正確的。
舉個例子，比如我想知道你的銀行戶口是否有100萬現金，如果平時要證明可能就要提供銀行的帳單去證明，也就會看到是什麼銀行，銀行戶口號碼，甚至交易紀錄。
然而，如果用零知識證明，我就會知道你有100萬現金，但同時我不會知道你這100萬放在匯豐還是恆生，戶口號碼是多少，我只會知道你有100萬現金。這個技術可以解決到很多部同的問題，比如用戶數據的保護，證明資源分配的公平性等。
ZK用數學運算確保準確性，亦叫作有效性證明(Validity proof)，因為它直接給一個確定的證據告訴這個交易是有效的。
ZK Rollup 項目
ZK Rollup的代表項目有ZK Sync，這個項目Vitalik提過很多次，由歐洲團隊Matter Labs開發。現在它的TVL為7000多萬美金，而ZK Sync的交易手續費比普通以太坊主網的礦工費平20倍以上。
ZKSync生態有70多個項目，包括我們熟悉的Binance，Coinbase，Curve，Sushiswap都在這個生態，另外還有Loopring，Argent，1inch等等。
ZKSync 1.0不是EVM兼容，但2.0版本於今年二月上線，成為了第一個與EVM兼容的ZK Rollup項目。
2）Starknet
另外一個比較出名的項目叫Starknet，Starknet的團隊主要是世界級的密碼學家和科學家，已經研究了Zero Knowledge很多年，所以是一個比較學術的團隊。
Starket目前的估值為20億美金，亦有很多間頂級的風投支持，包括三箭資本和紅杉資本等。
ZK Rollup 優點
1）速度
用戶進入與退出網絡的速度都可以很快，不需要像Optimistic咁 Rollup般要7天，所以用戶體驗也會比較好。
2）安全性
因為每個交易的數據都會保留在主鏈上，所以有和主鏈一樣的安全性。
Zk缺點
1. 計算量大
ZK Rollup的計算量較大，因為生成零知識證明需要用大量計算資源。
2. 兼容性差
與Optimistic不同，它並不兼容EVM，因此在大多數的智能合約上用起來會比較難；不過隨著ZKSync 2.0的出現，ZK Rollup都已經兼容EVM；另一個ZK Rollup StarkNet雖然不是直接兼容EVM，但也有團隊Warp將Solidity語言轉譯成StarkNet的語言Cairo，所以兼容性問題相信很快會被完全解決。
3. 複雜性高
由於零知證明使用密碼學，所以普通的應用開發團隊比較難去遷移或開發。
分別
現狀
在L2beat這個網站上可以看到不同Layer 2項目的資料，現在Layer 2的TVL大概為50億美金左右。在網站上可以看到有ZK Rollup的項目，Optimistic Rollup的項目，還有Plasma，Validium。
現在整個Rollup的技術和生態還算很早期，在ZK與Optimistic上的項目大部分都以DEX類為主。
總結
總括而言，Layer 2的發展一定是公鏈發展的必經之路，而Rollup就是Layer 2裡面最能夠在安全性，擴展性，通用性幾方面取得平衡的技術。以太坊的開發團隊亦確立了他們的擴容方案將會以Rollup作為主體，有了Rollup這個技術我們甚至可以展望區塊鏈以後的TPS可以達到Visa的TPS的水平。
兩大Rollup也沒有說哪個比較好，正因為有Optimistic Rollup可以在短期內使用，才有足夠時間讓ZK Rollup發展到可以無縫地讓dApps使用，這樣就不會影響以太坊生態發展的動力。
由於Optimistic能夠兼容EVM，比較容易使用，不用大規模地重新寫智能合約，所以短期內很多團隊都選擇了用它來做擴展性的解決方案。然而，Optimistic在安全性和資金效率始終比不上ZK。ZK最大的問題是技術問題，而技術問題是一個可以解決的問題，隨著時間發展就會有更多優秀的開發人員去參與相關研究，所以長遠來說包括Vitalik也看好ZK Rollup的發展。
Layer 2的發展現在正在發生，無論是在可靠程度，手續費，可用性等都在逐步改善，最終當Layer 2 發展到完全成熟的時候，就會更加穩固以太坊這一條最多智能合約使用的區塊鏈的地位。
撰文：Sharon @MYETHSHOP
———————————
www.myethshop.com
香港加密貨幣交易平台
———————-
facebook: myethshop
instagram: myethshop
WeChat: myethshop
telegram: t.me/myethshop
YouTube: https://www.youtube.com/c/myethshop
WordPress: myethlabs.wordpress.com
———————-
免責聲明
本網頁內容並非投資意見，亦不構成任何投資產品之要約、要約招攬或建議。所載內容只作為一般用途，它並沒有考慮您的個人需要、投資目標及特定財政狀況。投資附帶風險，在作出任何投資決策前，您應考慮自己的財務狀況、投資目標及經驗、風險承受能力及理解相關產品的性質與風險的能力；如有需要，您亦可尋求獨立專業顧問意見，然而所有投資決定都取決於您個人的判斷。
MYETHLABS 