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| | | | 从区块链第0、1和2层看扩容发展 |
| | 区块链体系有六个层次，数据层、网络层、一致层、鼓励层、合约层和应用层，在结构上都密不可分，一起完结了区块链的功用。
数据层和网络层是区块链的根本架构，也是整个区块链体系的最底层。根本架构之上，一致层、鼓励层、合约层和应用层一起构成了区块链的协议部分。
业界一般参阅通讯界的开放式体系互联通讯参阅模型OSI将区块链体系的六个层次从头划入三个Layer，由底到顶分别为Layer0（L0）、Layer1（L1）和Layer2（L2）。
公链在区块链国际犹如类似于操作体系平台相同的存在。以太坊凭借其智能合约、立异性及安全权性在许多公链中锋芒毕露，在其上构建了林林总总的应用（DApp）。不过，在以太坊开展过程中也出现了网络拥堵以及Gas费昂扬的问题。归根结底，Gas费用如此之高的原因是以太坊存在着数据处理能力较弱的问题，无法与干流支付体系相抗衡，也即对买卖的需求仍然比以太坊区块链实践每次能够处理的更多。区块链开展至今，如何扩容亟待解决。
Layer0又称数据传输层，对应OSI模型的底层，首要涉及区块链和传统网络之间的结合问题。第0层区块链为第1层区块链奠定了根底。它供给了创立链的底层根底设施，还答应跨链互操作性，这意味着在第0层之上创立的链能够相互通讯。Cosmos和Polkadot是第0层区块链的一些很好的例子。
Polkadot常被称为Layer0级别的区块链。这是因为波卡主网作为中继链，只起到为各大平行链供给安全性和彼此间的互操作性的效果。而在波卡的根底上，能够经过插槽链接类似于以太坊这样的Layer1区块链。
Layer1扩容计划又称链上扩容，指在区块链底层协议上完结的扩容解决计划。现在像以太坊2.0、Polkadot和Solana等L1网络首要从结构上改动了底层一致和出块规则，经过处理区块链的底层协议，也即主网区块链自身的代码，以此来添加区块链的买卖吞吐量。它们能够进一步划分为：协议改进和分片。
协议改进是指对底层协议进行的更改来扩展买卖吞吐量，这首要是经过添加单个区块中能够包括的买卖数量(仅在短期内可持续)，削减区块创立之间的时间差，或者从PoW一致形式向PoS的结构性转变来完结。
分片(sharding)是指将一个区块链的核算任务和数据空间划分为多条链，比方Eth2.0中将会有许多条分片链。因为在分片中，买卖被分配给特定的节点来进行验证，而不是由整个区块链网络进行验证，因而不存在导致昂扬买卖费的竞赛，而且买卖速度也更快，进而添加了每秒能够处理的买卖数量。
Layer2扩容计划又称链下扩容，指不改动区块链底层协议和根底规则，经过状况通道、侧链等计划进步买卖处理速度。L2解决计划是由构建在链上的智能合约来完结对L1的扩展。经过将买卖执行外包给L2网络来进行，然后L2网络再将买卖处理结果汇报给L1网络，然后为待处理买卖发明了额外的空间。
现在Layer2解决计划首要包括状况通道、侧链、Plasma、OptimisticRollup、Validium、zkRollup等。能够说，第2层解决计划本质上是经过在区块链根底层之上运转一种架构来比一般的区块链架构更快地处理事务。
状况通道是拓荒一个链下的通道，用户能够经过在智能合约中确定财物的方法，来将链上财物转移至通道中，并在通道中进行财物交互。用户在脱离通道时进行结算，财物将转回主链。通道答应参与者在链下进行x次买卖，而在链上只能向网络提交两次买卖，然后完结极高的吞吐量。状况通道采用多签合约，使参与者能够在链下快速自由地进行买卖，然后再与主网结算。这将最大限度地削减网络拥塞、费用和延迟。现在有两种通道：状况通道和支付通道。
侧链是与主网并行运转且兼容以太坊虚拟机的独立区块链。它们经过双向桥接与以太坊兼容，按照自行选择的一致规则和区块参数运转。简略地说，侧链就像是一条条通路，将不同的区块链互相衔接在一起，以完结区块链的扩展。侧链完全独立于比特币区块链，但是这两个账本之间能够“互相操作”，完结交互。
Plasma是一条独立的区块链，锚定至以太坊主链，并运用诈骗证明来仲裁争议。Plasma也被称为“链中链（blockchainsinblockchains）”。任何人都能够在底层区块链之上创立不同的Plasma支持不同的业务需求，例如分布式买卖所、交际网络、游戏等。
Rollup的扩容原理是将数百个已处理的买卖汇总成一个批次并在与以太坊主网平行的L2链上按批次执行买卖，终究完结的买卖再按批次一次性发布到底层（L1,Layer1）区块链，以此来提升买卖速度。在不同的Rollup计划中，OptimisticRollup和零常识证明Rollup都取得了不同程度的成果，他们执行原理差不多，首要差异在于买卖验证过程。
Optimistic扩容计划是根据“达观”机制的，采用的是诈骗证明（Fraudproofs），即体系达观的信赖买卖数据的正确性，数据不经过有效验证，但会直接进入一个等候期，等候期里如果有任何节点提出异议并佐证歹意买卖，则买卖撤销；若无异议，等候期结束，买卖自动完结并写入区块。这种“诈骗证明”计划不需求在每笔买卖中布置验证，大大节省了网络核算资源跟成本，一起也保证了及时的终究确定性。OptimisticRollup最杰出的两个计划是Arbitrum和Optimism。
ZKRollup即经过零常识有效性证明的扩容计划。ZKRollup分批处理链下买卖，并生成加密有效性证明来验证每批买卖的真实性。有效性证明将批量买卖添加到L1区块链。当买卖批次被提交时，该证明能够被L1合约快速验证，无效的批次能够被直接回绝。
Validium和zkRollup都是以太坊Layer2的扩展性解决计划，其买卖有效性经过运用零常识证明来完结，不过zkRollup的数据可用性保持在链上，Validium是保持在链下。因为买卖数据不是发布在区块链上的，所以有必要采用额外的信赖假设，用户必须信赖操作员，以便在需求时能够访问数据。Validium的链下数据存储有许多优点，买卖速度更快，而且因为公众无法访问买卖，所以用户隐私性也到了进步。但是，因为数据是在链外保存的，因而用户将无法随时看到其在智能合约中的可用金额。因而，用户必须从中继器那里获取数据才干掌握自己的资金，而且他们必须信赖中继器。
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