区块链:以太坊扩容完整指南：主流扩容方案原理和进展

原文作者：ThorHartvigsen

原文编译：aididiaojp.eth，ForesightNews

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

Arbitrum

Optimism

Polygon

zkSync

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。

芝商所将以太坊和比特币标准以及微型合约的到期日增加到每日:金色财经报道，芝商所(CME Group)宣布将以太坊和比特币标准以及微型合约的到期日增加到每日。芝商所加密货币产品全球负责人Giovanni Vicioso表示，我们很高兴提供这些新的期权合约，为市场参与者在管理短期比特币和以太币价格风险方面提供更高的准确性和多功能性。

金色财经此前报道，芝商所(CME Group)宣布计划从5月22日开始，在标准和微型比特币和以太坊合约中扩展其加密货币期权合约，目前等待监管审查。其中，比特币和以太坊期货期权的新到期日将提供星期一、星期二、星期三、星期四和星期五的到期日。微型比特币和以太坊期货期权将在现有的周一、周三和周五合约上增加周二和周四的到期日。[2023/5/28 9:46:51]

Rollups有两种类型：

以太坊未确认交易18302笔:金色财经报道，据btc.com数据显示，以太坊未确认交易18302笔。当前全网难度2215.41T，平均出块时间为13.5S，每秒交易数约为9.03。截至目前以太坊全球均价为196.88美元，24h涨幅为1.70%。[2020/4/27]

OptimisticRollups：使用欺诈证明，例如Arbitrum和Optimism

zkRollups：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。

动态 | Prysmatic Labs团队发布以太坊宁静路线图更新文档，多项网络性能得到提升:Prysmatic Labs团队在medium上发布关于以太坊宁静路线图的更新文档。文章介绍，已经重新启动了测试网，用户可以体验权益证明以及成为验证者。该测试网包括信标链规范v0.8.4，而且多项网络性能得以提升。具体如下：新贡献者使BLS性能大幅改进；同步循环网络已发布，并且运行良好；以太坊API V1 Alpha完成；归档节点功能已完成；对缓存提出标准化规范，提高可读性等。随后团队将对以太坊测试网进行压力测试，提高公共测试网同步性能，以及进行模糊测试等。[2019/10/5]

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。

动态 | 以太坊未确认交易64536笔:据Etherscan.io数据显示，当前以太坊未确认交易数量为64536笔，较此前未确认笔数有所上升，网络拥堵较为严重。[2018/10/18]

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」。

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。

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。

动态 | POWH 3D占据以太坊上Dapp热门排行榜榜首:据DappRadar数据，目前POWH 3D已经成为以太坊区块链上热度最高的Dapp，24h用户量达3152；之前排名前一的Fomo 3D和排名第二的IDEX交易所分别下降一位，暂列第二和第三，24h用户量分别为3082和1784。近期涌现的Fomo 3D同类合约热度均有所回落，目前只有FOMO Short仍在前十之列，排名第八。[2018/7/28]

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。

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：

Miden

Zero

Nightfall

Polygon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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