DeFi、NFT及遊戲應用的成長，令以太坊（ETH）網絡越來越擠塞。為滿足用戶需求而不減安全性，近年以太坊積極開發多種擴容方案。本文將探討Layer 2 方案 ，包括側鏈、Plasma、狀態通道、Validium等的好處。
在開始前，先了解Layer 1及Layer 2是甚麼。
甚麼是Layer 2擴容方案？
Layer 1即每條區塊鏈的基礎網絡架構，Layer 2則係建於基礎網絡之上的擴充，幫助提升交易及數據處理量。
主網會驗證及最終確認全部鏈上交易，無需依賴其他網絡。而Layer 2則作為主網的延伸或次架構。
各基礎網絡有不同節點機制，例如工作量證明（PoW）或權益證明（PoS），Layer 1協議通常有平台原生代幣，用以支付Gas或手續費。
以太坊轉為PoS後，部分チェーン分擔主網壓力，減輕壅塞，雖然全面推行需時數年，但現時Layer 2方案已迅速擴容。
Layer 2如側鏈、Optimistic Rollups等能提升以太坊擴容，本篇會詳細介紹。不過先講下Layer 2運作方式：它會先將大量交易在鏈下處理再把交易證明提交到主鏈（稱為“off-chain calling”），從而減輕主網負擔。
L1負責數據可用性、安全、去中心化，而L2則專注提升可擴展性。
側鏈
Layer 2的側鏈是一種獨立的以太坊虛擬機（EVM）鏈，與主鏈並行運作。
它設有自己的驗證者節點，負責確認及處理交易、加新區塊，並實行各自的共識規則（如PoS或Proof-of-authority），提升效率。
側鏈因支援EVM，可以處理較複雜交易，但去中心化程度較低、有自身共識，無需依賴Layer 1或Layer 2。
加密項目如xDai chain及POA Network皆有提供側鏈功能。
狀態通道與支付通道
這是以太坊擴容最關鍵的Layer 2方案之一，透過多重簽名合約，讓參與者可頻繁快速交易（多次離線鏈下，並按需要回到Layer 1確定最終狀態）。
狀態通道能處理像遊戲等複雜交互，而支付通道則專注於雙方之間的付款。前者帶來高吞吐量且成本超低，非常適合微支付。
Raiden、Perun及Celer等項目，均於以太坊上應用狀態通道技術。
Plasma
Plasma鏈（子鏈）是錨定於以太坊區塊鏈的細分鏈，好似ETH主網的小型副本。它們結合加密學驗證及智能合約，把交易“搬”到主網外處理。
雖然自有區塊驗證，但會定期向以太坊主鏈報告並處理爭議，確保安全。這樣即時通證操作及資金轉移都能高效低成本。
LeapDAO、OMG Network等專案皆提供Plasma方案以支援dApp整合。
Optimistic Rollups
這類Layer 2方案平行於以太坊主鏈，允許大量交易在Layer 1外以廉價、可擴展方式批次進行，同時繼續利用主鏈的安全保障交易提交。
Optimistic rollups擁有最高100倍擴展性，因為它本身不跑昂貴的鏈上運算（與以太坊不同）。往後以太坊實現分片後，這個擴容數字會進一步提升。
當有欺詐舉報時，Optimistic rollups才需做運算驗證，否則預設所有交易皆有效。它採用抵押系統，如發現欺詐，相關賬戶資金會被沒收。正確舉報可獲獎勵。
支援智能合約及簡單支付，十分適合DeFi應用，因此Cartesi、Arbitrum及Optimism等專案均使用此Layer 2技術。
ZK-Rollups
零知識Rollup會於鏈下將交易歸集，產生加密證明（SNARK），只將有效性證據提交到Layer 1。
零知識Rollup的智能合約會維護所有Layer 2交易，每次以證明方式更新，但驗證只依賴證明，不需含全部交易數據，因此用更少Gas和數據，成本更低也更快。
智能合約自動驗證後，Layer 2送Layer 1時沒有延誤，終局時間快又安全去中心化。不過，不是全部支援EVM，對高計算量的dApp也未必合適。
項目如ZKSwap及zkSync都實現了這個方案。ZKSwap是一個Layer 2 DEX，以高吞吐量及零Gas聞名；zkSync則屬信任最小的協議，令以太坊低成本、高效支付像PayPal般流暢，DeFi錢包可以無縫擴容。
這兩種Rollup都很適合以太坊的Layer 2擴容，不過Harmony的Horizen橋功能（連接BSC），令DeFi資產流通更廣泛。
Validium
Validium這類用戶鏈的有效性證明不會存在以太坊Layer 1，令單條Validium鏈可處理高達每秒一萬宗交易，可和主鏈多條並行。
與高價值dApp不同，Validium沒經濟攻擊風險，只提高資本效率，亦無提款延遲，但智能合約功能有限。
StarkWare及Loopring早已用Validium鏈實現以太坊Layer 2擴容方案。以Immutable X為例，這是NFT首個Layer 2擴容項目，同時用到Validium和ZK-rollup，令每秒9000宗NFT交易零Gas費。