迭代与竞争：以太坊的Layer2扩容之路(2)

Gas费机制为ETH带来了天然的使用价值，也激励着用户和开发者精简自己的操作和智能合约，激励矿工带来打包交易。以太坊的单个区块的容量大小也是通过Gas费来限制的（比特币是通过区块大小），单个区块所包含的所有交易的Gas费不能超过Gas上限，从而限制了单个区块的容量大小，挖到区块的矿工可对Gas上限进行微调以适应网络状况。

随着最近半年以太坊生态应用的爆发，以太坊网络交易量急剧上升，ETH的价格也收益于生态发展而快速上升。各种套利机器人在DeFi应用中开启了自动套利。套利者的网络速度敏感度要远大于网络费用敏感度，只要套利空间比费用要大，他们就愿意支付超高的Gas费用以换取交易的快速处理，网络的平均Gas费也水涨船高。普通用户在参与这些应用的时候，则变得缓慢、网络拥堵，高昂的Gas费加上ETH的高价格，一次普通的Defi合约调用甚至能达到数十上百美元。随着交易的费用上涨，以太坊将会面临热度减弱，项目创新减少的局面。

我们认为目前以太坊网络拥堵和高手续费是以太坊Gas费机制性问题，每当生态繁荣，用户的上升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，这种机制性恶化会使得以太坊的项目上出现泡沫化和头部效应，初期项目和市场宣传不够的项目会因为高昂的手续费被用户拒之门外，整体上是降低了以太坊平台应用的创新能力。

上述矛盾对于公链而言是“甜蜜的烦恼”，只有当链上生态发展到一定程度，才会有Gas费的问题，究其背后，是矿工、Token持有人、生态项目方的三方博弈，网络稳定、激励有效与应用创新处处需要平衡，处理不当会对社区造成伤害，尤其是ETH已成为区块链“样板工程”之后。同样，这种问题理论上是每一个采用原生代币Gas费机制的区块链网络都无法避免的，以太坊发展最快而最先面临这样的挑战。

在目前这种情况下，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。

Layer 2扩容的基本框架

以太坊Layer 2扩容的核心思想在于：在主链的基础上再搭建一个二层网络，帮助Layer 1分担网络压力，以达到整体效率的提升。目前以太坊Layer 2扩容技术架构主要有四类：状态通道、侧链、Plasma和Rollup。

Layer 2扩容机制的关键点在于Layer 1的合约设计、Layer 2的协议设计、跨链数据交互的设计尤其是资产存入和取出时的流程设计。由此我们勾勒出了Layer 2扩容机制基本框架，足以描述目前绝大部分Layer 2扩容项目。

为什么要关注Layer 2扩容？

区块链扩容路线关注如何在保证安全性的条件下实现更高的运算能力，Layer1扩容或许更能从本质上改变网络拥堵，例如ETH2.0采用的分片扩容。但Layer1扩容最大的弊端在于共识成本高，简单的提高区块容量会导致系统更加中心化，存在硬分叉的风险（如BCH从BTC分叉）。而Layer2扩容是一种更轻型、能够快速实现的扩容方式，它可以承接主链已有的生态应用，并且所需资源成本比主链扩容要少得多，这也是Layer 2赛道快速发展的原因之一。

纵观Layer 2扩容的发展，侧链扩容和状态通道扩容的思想要比以太坊网络的出现还要早，早在比特币时期被提出，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，从而增大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的设计原则就是在子链出故障的情况下也能保证用户能提出自己的资产。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。

Layer 2扩容试图在保证去中心化和安全性的条件下，突破以太坊现有的计算瓶颈。“杀手级”的Layer 2扩容方案将很有可能改变当前的行业竞争格局，并且可能产生新的应用落地，扩大行业想象空间。因此我们建议关注Layer 2扩容的发展，本文也梳理了Layer 2不同路线的实现方式。

以太坊Layer 2扩容是怎么实现的？技术路线一文总览

侧链扩容路线成熟，生态活跃却饱受争议