Layer2区块链扩容方案（1）——总述

写在前面

这篇文章作为一个简单介绍，很多技术只是大致提及或者引用，之后会在详细学习后逐项解释。

补充知识

在了解扩容方案之前，我们最好了解一些相关的知识概念

EVM

“EVM” 是“Ethereum Virtual Machine”（以太坊虚拟机）的缩写。

EVM是什么？

1. EVM是由成千上万台计算机（节点）组成的一台云计算机，每台计算机上运行一个软件，该软件基本上只是计算智能合约交易的输出

2. EVM这台虚拟机一般用来处理Defi交易（EVM是专门为了处理Defi交易设计的），可以读取编译过的智能合约。如果两条链均适用EVM，那么他们之间进行的资产转移和交互就比较方便，而这种转移的合约一般使用的是Solidity语言编写的（cardona和solana是用rust语言编写的，这是区块链开发的另一种常见语言）

3. EVM和正常的计算机一样，读的是ByteCode（0 1组成的机器码）；开发人员一般使用的Solidity书写智能合约，这种合约需要通过编译器（比如常见remix）编译后才能被EVM读懂。除了这两种语言，再讲一下Opcode（操作码），类似于CPU读的汇编代码，操作码是一种开发人员不写、EVM不读的代码；但是我们可以借助这个概念理解汽油费的计算方式，常说的汽油费就是 每个操作*该操作所需的费用最后求和得到的。

EVM的运行

1. EVM处理交易时，每个交易依次运行，不会同时执行

2. 完成一笔交易，称作EVM的状态被更新了

3. EVM持有状态与数据集合，交易前和交易后的状态都被记录（可以借此实现回滚），而这些交易的列表组成了区块链

PoS权益证明

关于Pos的一些内容，我们在以太坊的文章中谈到过，这里简单的提一下。PoS，即Proof of Staking通常指使用代币质押来获得出块权的方案。

运行流程

1. 区块提议：在 PoS 网络中，验证者（或烘焙者、出块者）会在获得区块生成权利时，提议一个新区块。这个过程通常是随机的，系统会根据验证者的质押数量、网络的共识算法等因素来确定哪个验证者可以提议一个新区块。

2. 区块验证：提议的区块需要经过其他验证者的验证，以确保区块中的交易和数据是有效的，并符合网络协议的规则。这一步骤是为了防止恶意行为和保证区块的正确性。

3. 区块确认：经过验证的区块会被添加到区块链中，成为新区块链的一部分。验证者会根据网络的共识规则获得一定的奖励，作为他们参与区块生成和验证的回报。

4. 奖励发放：生成和验证区块的验证者会收到区块奖励，这通常包括新生成的代币和交易手续费。

优势

1. 在PoS中，质押一定代币的节点才有出块权（或者说是验证交易的权力），这样使得能源得到节约以及使得区块链被破坏的风险降低（本质上是增加了造假者的代价）

2. PoS实现了“No one runs with no reward”，使得大家参与区块链的成本降低（不会无缘无故的浪费电力）

3. 使得去中心化程度加深，一定程度上降低了矿场矿池对于算力垄断而达到的危害区块链的风险（相交于PoW而言）

选择验证者（矿工）的规则

1. 往往是质押金额多的节点更优先得到出块权

2. 同时，引入了随机数选择器的方法

质押者的风险与奖励

风险

1. 质押的Staking中的代币在质押期无法参与交易

2. 对于没有审核交易经验的人，往往需要雇佣技术人员来验证，这就需要承担验证错误带来的质押金丢失的风险（这是疏忽、和恶意节点的故意破坏动机不同），以及支付一定数额的佣金

3. 不良行为一旦被发现，就会扣除所有押金

4. 验证者的奖励发放有一定延时：

   1. 区块生成时：验证者在成功生成一个新区块后，通常会获得该区块的奖励。这包括区块奖励（通常是新生成的代币）以及交易手续费。

   2. 奖励周期：在一些PoS系统中，奖励可能不是即时发放的，而是在一定的奖励周期后集中发放。例如，奖励可能会按照预定的时间间隔（如每周、每月）进行发放。

   3. 结算