迭代与竞争：以太坊的Layer2扩容之路

原标题：《国盛区块链·深度｜迭代与竞争——以太坊的Layer2扩容之路》

摘要

“车多路堵，扩容在即”——Layer 2扩容一直是区块链行业明确的发展趋势之一，随着以太坊生态活跃和网络拥堵，Layer 2赛道又成为了市场的关注点。本文将系统性地介绍Layer 2扩容机制的原理和发展历程，展望未来的生态演化和投资机会。

Layer 2扩容的本质——把区块链上的部分运算任务放到链下，并将计算结果传回链上，从而实现区块链运算能力的提升。与之相对的Layer 1扩容是在区块链协议上进行改进，从而实现扩容。而Layer 2扩容不改变区块链协议本身，通过链上智能合约与链下交互从而实现扩容。其核心环节在于Layer 1与Layer 2的数据交互，以及如何保证Layer 2上的资产安全。

以太坊“甜蜜的烦恼”——需求爆发带来网络拥堵、费用飙升，Layer2既是技术问题也是平衡多方利益的手段。每当以太坊生态繁荣，用户的增加带来了更多的交易请求，复杂合约和复杂调用的增加减少了单个区块的实际交易容量，ETH价格上升增加了交易的法币计价手续费，拥堵的网络又会进一步抬高Gas价格，这种机制性的循环发展会使得以太坊的项目上出现泡沫化和头部效应，整体上是降低了以太坊平台应用的创新能力。以太坊扩容既是众望所归，也是大势所趋，只有缓解了这种机制性拥堵和高昂手续费，才能实现以太坊生态的良性发展。

纵观Layer 2扩容技术的发展，目前的技术路线主要包括侧链扩容、状态通道扩容、Plasma和Rollup：侧链扩容的核心就是用另一条独立的区块链来承接目前交易，从而提高计算效率降低手续费。状态通道在2014年左右被提出，它的核心是通过哈希锁定并在链下进行一系列交易，只把交易结果上链，尤其适合解决小额高频支付的手续费过高的痛点。在2017年左右Plasma的扩容路线被提出，为了解决侧链扩容中的侧链安全性对资产的威胁，Plasma的设计原则就是即使在侧链出故障的情况下也能保证用户能第一时间提出自己的资产。Rollup的概念则是在2018年被提出，将交易信息高度压缩打包上链，即使链下数据完全不可用，也能提出资产。这些技术路线之间并非泾渭分明，而是一种相互融合的演化发展，展现着区块链生态的自发性生长。

投资建议：我们认为目前Layer 2扩容处于爆发前夕，最先上线且兼容EVM的通用平台Layer 2方案将具备很大的先发优势，使用体验将会成为决定性因素。Layer 2扩容将极大程度地降低手续费和提高交易效率，Defi市场很可能因此迎来洗牌。Layer 2扩容会降低链上操作成本，推动区块链项目创新，可能在游戏、金融、虚拟世界、元宇宙等领域实现更深度的区块链创新应用。

风险提示：区块链商业模式落地不及预期；监管政策的不确定性。

Layer 2是什么？

区块链扩容是为了提高区块链的交易处理速度，从而能在相同时间内处理更多交易，可类比于车多路堵，需要新建高架、隧道来提供交通效率。Layer 2扩容是链下扩容方案的统称，指的是把区块链上部分的运算过程放到链下，并将计算结果传回区块链，从而实现区块链运算能力的提升。

与之相对的Layer 1扩容就是在区块链协议上进行改进，从而实现扩容。而Layer 2扩容不改变区块链协议本身，通过链上智能合约与链下数据的交互来实现扩容。

以太坊为什么要扩容？

以太坊通过EVM（以太坊虚拟机）实现了图灵完备的计算，开发者通过链上智能合约可以实现复杂的程序逻辑，我们可以把以太坊抽象的看成是一台去中心化的计算机。

以太坊通过Gas费机制防止恶意合约（如无限循环）的影响，限制单个区块的容量大小，并且激励参与者提高网络的使用效率。Gas费机制就是对用户在链上的操作进行收费，费用根据规则按操作类型和复杂度计算。这些费用支付给维护网络并运行合约计算的矿工群体，挖到区块的矿工获得区块内交易的总Gas费。Gas费由操作类型和复杂度决定，读写链上信息和调用外部合约会比执行普通代码更贵。宏观上看，以太坊本意通过Gas机制动态调整了资源供需，防止恶意占用链上资源的情况。

交易的Gas价格受以太坊网络水平影响，一般而言矿工会按照Gas价格高低和交易指令的等待时间来选择打包的交易，优先打包Gas价格高和等待时间长的交易指令，用户可根据网络情况决定Gas价格。Gas价格的单位一般为Gwei，1Gwei = 0.000 000 001ETH，单个交易所要支付的Gas费用＝操作所需的Gas（由规则确定）×当前的Gas价格（由网络情况决定）。