Layer 2 是什麼技術，為什麼區塊鏈需要它？

以太坊目前的擁堵問題

以太坊是領先的平台，擁有最豐富的智能合約和DApp數量，市場上的交易量最大。然而，這種爆炸性的增長也帶來了一個重大挑戰：網路越來越擁擠。即使在市場平靜的時期，用戶仍然面臨高額的gas費用和網路擁堵，顯著降低交易體驗。這也是為什麼加密貨幣社群正在尋找擴展解決方案的原因。

Layer 2是什麼？基本概念

為了解決擴展性問題，社群已經開發出兩個主要解決方案方向：在(Layer 1)鏈上改進，以及鏈外的(Layer 2)解決方案。

Layer 1，也稱為ETH 2.0，是對原生區塊鏈的直接升級。它採用從POW轉向POS的技術以及分片機制，允許節點更高效地處理數據，而不需要存儲整個鏈的數據。然而，這種方法需要較長的時間來逐步推行，目前尚未有明確的時間表。

Layer 2則是完全不同的方法。它不修改主鏈，而是作為一個平行處理層在外部運作。交易在鏈外處理，但最終結果仍由主鏈驗證和存儲。這種方式能快速處理大量交易，且成本低得多。

如果將以太坊比作一條高速公路，當交通量增加時，會越來越擁堵。Layer 2就像是在這條道路上建造的“跨橋”，幫助分流交通，提升整個系統的容量。

Layer 2的主要技術方案

State Channel：狀態通道

這個模型類似比特幣的Lightning Network。雙方建立一個鏈上專屬通道進行資金交換，所有交易完成後，只有最終結果會被提交到主鏈。

Raiden Network是以太坊上第一個狀態通道項目。然而，這個方案有許多限制——它要求雙方都需要長期進行交易，因此尚未被廣泛採用，目前處於瓶頸狀態。

Plasma：獨立子鏈

Plasma是由Vitalik Buterin提出的早期解決方案之一。它作為一條獨立的子鏈運作，定期將已處理區塊的哈希數據提交到主鏈合約進行驗證。通過這種方式，可以同時處理數百甚至數千筆交易，而只需在主鏈存儲幾十個字節的數據。

但Plasma有一個重要缺點：它依賴於子鏈上的節點都是誠實的，且能正確提交數據。為了保護用戶免受風險，用戶需要等待7到14天才能提取資金，這對實際應用造成了很大挑戰。

Rollups：目前最熱的解決方案

Rollups被視為最有前景的Layer 2方案，並受到社群的廣泛支持。有觀點認為，Rollups的成功將直接決定以太坊未來的可持續性。

與Plasma不同，Rollups會將所有交易的詳細數據（(發送者、接收者、金額)）記錄在Layer 1上，安全性更高。為了實現擴展性，Rollups採用數據壓縮技術。它不存儲完整的交易信息，而是用樹狀結構在合約中記錄必要的元素。這樣，原始數據超過100字節的內容在傳輸到主鏈時可以壓縮到10字節。

為了確保數據的一致性，從Rollups衍生出了兩種技術路線：

Optimistic Rollup：假設所有上傳的數據都是正確且無欺詐的。如果發現問題，用戶可以提出挑戰，但需要等待約一周才能提取資金。這種方式與Plasma較為相似。

ZK Rollup：利用零知證明技術，讓智能合約通過數學證明驗證數據的正確性。優點是用戶可以快速提取資金，無需等待挑戰期。但生成zk證明需要強大的計算能力。

zkSync是一個應用ZK Rollup的項目，目前已在以太坊主網上部署。

Layer 2的未來

Rollups正逐漸成為擴展Layer 2的主流解決方案。越來越多的Layer 2新項目啟動，包括跨鏈橋的發展，以連接不同的區塊鏈。

重要的是要記住，Layer 1和Layer 2並非互相排斥的解決方案。相反，它們應該相輔相成，結合各自的優點，以提升以太坊整體的處理能力和性能。