DeFi、NFT 和游戏的增长使以太坊 (ETH) 网络拥堵， 目前正在开发扩展解决方案以满足需求，同时不影响安全性。 在本文中，我们探索像 layer 2 解决方案 如侧链、Plasma、状态通道、Validium 等的好处。
但在此之前，我们先了解什么是 Layer 1 和 Layer 2 解决方案。
什么是 Layer 2 扩展解决方案？
Layer 1 是每个区块链的基础网络结构，Layer 2 基于基础网络构建，以帮助扩展交易和数据。
主网络独立验证并最终确定所有链上交易，而不依赖其他网络， Layer 2 是主网络的扩展或二级框架。
每个基础网络都有自己的节点机制，例如工作量证明 (PoW) 或权益证明 (PoS)。 同样，Layer 1 协议有其原生代币，通常用于 gas 费用或交易费用。
现在以太坊已转向 PoS，它减轻了 Layer 1 的负担，因为新链共担压力并减少拥堵。然而， 完全部署可能需要几年时间，同时 Layer 2 解决方案正在扩展区块链。
侧链、乐观汇总等 Layer 2 解决方案为以太坊扩展提供特定优势，我们将在此讨论。 但在此之前，我们来了解 Layer 2 如何工作， 即通过处理大批量的交易后再将交易证明提交至基础层，称为“链下调用”过程， 从而减轻基础网络的负担。
因此，L1 负责数据可用性、安全性和去中心化，而 L2 专注于可扩展性。
侧链
在 Layer 2 方面，侧链是独立的以太坊虚拟机 (EVM) 区块链，与主链平行运行。 它们具有验证节点来确认和处理交易、添加区块并维护自己的共识规则，如权益证明或权威证明，以实现更高效的交易。
虽然侧链支持其 EVM 兼容的更复杂交易，但去中心化程度不高，有其自己的共识机制， 因此不依赖于 Layer 1 或 Layer 2 解决方案。
像 xDai 链和 POA Network 这样的加密项目提供侧链。
状态通道和支付通道
这可能是以太坊扩展最重要的 layer 2 解决方案，因为它们是多签名合约， 允许参与者进行快速频繁的链下交易，并根据需要回到 layer 1 完成最终确认。
这使状态通道能够处理更复杂的交互如游戏，而支付通道则管理由双方参与的支付。 前者在低成本下实现高通量交易，非常理想用于小额支付。
像 Raiden、Perun 和 Celer 等项目在以太坊上使用状态通道。
Plasma
Plasma 链或子链是锚定到以太坊区块链的小链，作为 ETH 主网的较小副本运行。 它们使用加密验证结合智能合约将交易卸载到主网络。
虽然它们有独立的区块验证机制，但定期向以太坊主链报告以利用其安全性解决争议。 它们使高吞吐量低成本的交易如代币快照和转移成为可能。
多个项目如 LeapDAO、OMG Network 等提供了 Plasma 的实施以用于 dApp 集成。
乐观汇总
这些 Layer 2 解决方案在以太坊主链的平行下运行， 因为它们允许交易在 Layer 1 之外进行廉价可扩展的批处理，同时仍使用基础层的安全性进行交易提交。
乐观汇总提供了 100 倍的可扩展性，因为它不运行任何计算，而计算是以太坊区块链中非常昂贵的部分。 当以太坊引入分片时，这个可扩展性数值将进一步提高。
乐观汇总只在交易通过欺诈证明受到挑战时运行计算，否则假定其有效。 它使用保证金系统，当欺诈交易得到证实时，相关帐户需放弃保证金。 在一些保证金被削减时，其他一些保证金会被激励给正确方。
由于同时支持智能合约和简单支付，它非常适合 DeFi 应用。 因此，像 Cartesi、Arbitrum 和 Optimism 等项目使用这种 Layer 2 解决方案。
零知识汇总
零知识汇总是通过链下打包交易生成称为 SNARK 的加密证明。 这个汇总在链下运行计算，且有效性证明被提交到 Layer 1 链上。
零知识汇总的智能合约维护 Layer 2 上的所有交易，并用有效性证明更新它。 然而，验证区块更加便宜快速，仅需有效性证明而非交易数据。 因此，它使用较少的 gas 和数据。
因为零知识汇总的智能合约验证交易，从 Layer 2 到 Layer 1 的转移不会被延迟。 这提供了与安全性和去中心化一起更快的最终确认时间。 但其中一些没有 EVM 的支持，可能因为需要密集的计算而不适合 dApp。
这是由多个项目如 ZKSwap 和 zkSync 实现的。 首个是支持高交易吞吐量且无需 gas 费用的 Layer 2 DEX， zkSync 是一种在以太坊上支持可扩展低成本支付的无信任协议， 使 DeFi 钱包能像 PayPal 一样扩展。
这些汇总似乎都是以太坊 Layer 2 扩展的理想之选，但 Harmony 更好， 因为它通过将以太坊与 Binance 智能链连接的 Horizen 桥功能提供了更广泛的 DeFi 访问。
Validium
这个基于有效性证明的用户链不在以太坊 Layer 1 上存储数据， 能够实现每条 Validium 链每秒 10,000 笔交易，与主链并行多条运行。
不同于高价值 dApp，它不面对任何经济攻击， 因为它仅提高资本效率且没有提取延迟。 但这些链的智能合约能力有限。
像 StarkWare 和 Loopring 等项目使用 Validium 链来实现以太坊 Layer 2 扩展。 一个例子是首个用于 NFT 的 Layer 2 扩展解决方案 Immutable X， 其拥有 Validium 和 ZK-rollup，能以每秒 9,000 笔交易速度且无 gas 费用运行。