为什么以太坊需要扩容？——Rollup 和 Validium 扩容技术详解

最新推荐文章于 2025-02-24 01:59:15 发布

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#区块链

本文转载自以太坊课程优秀学员的以太坊扩容方案解读（学员 Discord ID：0x5f37a86#3269），该学员报名了由TinTin 和 Arbitrum 联合出品的以太坊入门开发课程——《以太坊开发快速入门-轻松创建智能合约》，完成前两课的学习后，就已经能从区块链的底层设计出发，对以太坊的扩容方案进行了深度技术解读。以下是干货满满的原文👇

01

Why scaling

为什么以太坊需要扩容，在官方文档[1]中已经给出了详尽的原因：使用人数增加，达到容量限制，网络成本过高，为提升交易速度和吞吐量。

由于以太坊不可能三角（在以太坊生态系统中存在一个互操作性不可能三角。互操作协议只能拥有以下三种特性中的两种：无需信任：拥有与底层域相同的安全性；可扩展性：任何域都可以支持；信息通用性 : 能够处理任意的跨域数据。详见愿景[2]），使方案主要分为链上扩容和链外扩容两类。

On-Chain 链上扩容

Sharding，通过创建分片（新链）来减少网络拥塞，增加 TPS ，同时减轻验证者的负担，本质是横向分割数据库增加扩展性。

Off-Chain 链下扩容

为了保住安全性与去中性化，在 L1（以太坊上）抽象出了 L2，L2 是建立在以太坊之上的网络，比如侧链等。L2 继承了 L1 的安全性（如乐观卷叠、零知识卷叠或状态通道），从而可以在可拓展性方向进行扩展。卷叠即在 L1 之外执行任务，并在达成共识时在 L1 公开数据。目前 L2 扩容方案包括状态通道（State Channels）、侧链（Sidechain）、Plasma、Rollup、Validium。其中，扩容方案主要是 Rollup 和 Validium，状态通道、侧链、Plasma 已较少使用。

02

Rollups

Rollups 是最新、最广泛的二层扩容技术。

交易可分为三部分，输入数据、执行和世界状态改变。最消耗 Gas 的部分是交易执行和世界状态改变，执行部分消耗没有这么大。Rollups 的想法是将执行与存档分开，大量交易汇总为一个批次，并为该批次生成证明发布在主网上——即把开销小的部分放 L1（开销小的部分也能恢复出完整的交易），从而减少执行和改变世界状态所耗费的 Gas。