区块链 Layer 2 扩展性解决方案

A hand pointing at a button on which Layer 2 is written

本文讨论了区块链可扩展性的固有困难以及一些最有效的Layer 2解决方案

你肯定经历过排队等待的痛苦吧,区块链面临同样的问题,但规模要大得多。

每当有人消费加密货币时,区块链网络都会存储交易数据。当同时发生太多事务时,网络会变慢,用户必须等待。

这就是Layer 2发挥作用的地方。它是建立在区块链上的第二个框架,可以处理更高容量的交易。想象一下排队买门票,但只有一个售票窗口。Layer 2是第二个售票窗口,有额外的工作人员来服务更多的客户。

要了解Layer 2的工作原理,我们首先需要了解Layer 1问题的根源

Layer 1解决方案

Layer 1是区块链网络的基础层——所有交易的底层。比特币、以太坊和莱特币是Layer 1区块链

Layer 1网络分布在许多单独的专用网络中,通常称为节点。这些节点使用它们的计算资源来验证加密货币交易。

由于依赖于具有不同容量的许多节点,区块链无法同时处理那么多请求。

Layer 1解决方案通过为整个网络增加更多处理能力来帮助解决这个问题。它还可以增加每个块可以容纳的数据量或块的确认率,以实现更快的吞吐量

共识机制

工作证明 (PoW) 是工作中的Layer 1协议的最佳示例之一。这是一种算法,需要节点解决复杂的数学问题来验证交易。这种方法比大多数方法更安全,但也是最慢的。

以太坊 2.0 等现代区块链使用权益证明 (PoS)。它也适用于分布式网络,但速度更快,因为没有复杂的问题需要解决。网络成员将他们的加密货币作为股份存入,以获得验证交易的权利。

PoW 和 PoS 都是支持Layer 1区块链的共识机制

区块链三难困境

三难困境:完美的结果需要三个要素,但你只能同时实现两个。

就区块链而言,涉及的三个要素是去中心化、安全性和可扩展性
在其初始阶段,区块链完全是去中心化的。它的设计目标之一就是避开银行等金融中介机构。随着各个网络的融合,该系统将奖励他们的工作,而不是向中央银行支付费用。

安全性也是一大卖点。当每个节点都存储了每笔交易的副本时,就很难篡改。此外,网络拥有的节点越多,面临攻击的可能性就越小,因为这样做需要花费难以想象的能量或金钱。

由于区块链在去中心化和安全性方面都表现出色,因此可扩展性成为一个问题。比特币区块链每秒最多可以处理 7 笔交易(TPS),但当时用户并不多,所以这并不是什么大不了的事。如今,当我们将其与 Visa 的速度(约 1,700 TPS)进行比较时,就变得很可笑了。

Layer 2解决方案

Layer 2是位于Layer 1之上的协议或技术。它独立于Layer 1工作,但仍然是整个网络的一部分。这意味着如果存在任何安全问题,用户总是可以返回到Layer 1并仔细检查数据。由于它们在单独的网络上工作,因此Layer 2解决方案通常被称为链下解决方案。

通过把Layer 1的大部分事务转移到Layer 2。这会缩短等待时间并平滑Layer 1中的流量。因此,
Layer 2解决方案具有更高的容量和处理速度。他们中的大多数在他们的通道上运行,很少需要从Layer 1进行验证。一些例子包括状态通道、以太坊等离子和闪电网络。

状态通道

一个网络在其基础层之上可以有多个链下通道。状态通道位于这些通道和Layer 1之间。它充当促进者,仅在完成后才将事务记录到Layer 1。比特币的闪电网络就是这个协议的一个例子。

以太坊等离子

Plasma 是一种嵌套区块链,其工作方式类似于状态通道。这里的细微差别是每个通道都可以有自己的一套规则。以太坊对所有交易都使用智能合约,因此可以将相同的东西应用于这些链。

结论

大多数Layer 2解决方案仍处于试验阶段,但积极的结果不言而喻。作为用户,我们通常希望尽快完成工作,而Layer 2正好提供了这一点。

唯一的问题是它并没有完全解决三难困境。拥有更多的渠道意味着需要更多的父链,这最终会导致一定程度的中心化。这违背了区块链的基础

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