23、以太坊可扩展性：Layer 2 解决方案与单向支付通道实现

以太坊可扩展性：Layer 2 解决方案与单向支付通道实现

1. 以太坊可扩展性问题

以太坊网络目前每秒大约能处理 15 笔交易，且全球所有以太坊应用都需共享这一吞吐量。这导致单个应用在使用量激增时会使整个网络拥堵，甚至在短时间内让所有去中心化应用（dapps）无法使用。为解决这一问题，可采用 Layer 2 解决方案。

2. 什么是 Layer 2

以太坊区块链可视为一个在网络中每个节点上复制的全球数据库，需处理每一笔发送的交易。即便不考虑区块传播时间或工作量证明，这本身就对可处理的交易量设置了上限。

核心限制在于，像以太坊这样的公共区块链要求每笔交易都由网络中的每个节点处理。这是设计使然，也是公共区块链具有权威性的原因之一，节点无需依赖他人告知区块链的当前状态。这从根本上限制了以太坊的交易吞吐量，其无法超过我们对单个节点的要求。

若不要求每笔交易都通过整个网络运行，比如一组参与者之间的交易可在单独的网络中处理，经过一段时间后再将结果余额上传到以太坊主网络。这些并行（或侧链）网络需要一定的安全保障，否则我们可以直接使用常规数据库。关键在于，这些网络可依靠主网络作为安全的去中心化基础层，在此基础上构建新的共识机制。因此，这些可扩展性解决方案被称为 Layer 2，因为它们并非以太坊协议本身的一部分，而是构建在其之上。

目前，主要有三种类型的 Layer 2 解决方案：
- 通道 ：通常是两个参与者之间的短期封闭网络，他们在其中相互交换多笔交易。每一方都必须通过签名确认每笔交易。要打开通道，他们首先需在以太坊网络的智能合约上进行存款，该合约随后可验证他们的签名，以便在需要