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纵然区块链博得了日趋宏壮的给与，新颖答理的负载量却相当有限，因而映现出了许众 Layer 2 赞同，比方样子通说、侧链、Plasma 和 Roll Up。本文深切搜求了这些计划各自的手法细节和优坏处。
绝对 Layer 2 打点方案的核想维道都是让众个参加方资历某种形式实行和平交互，无需将营业颁布正在主链（即 Layer 1）上，然则正在某种秤谌上已经要行使主链看成评议方来保障其宁静性。
不同的 Layer 2 方案有差别的特点和优瑕疵。全班人私人最看好的 Layer 2 方案是 Roll Up ，会不才文认真阐发。
咱们先来看看初学级的 Layer 2 计划——支拨通道。付出通讲是此刻最普遍回收的 Layer 2 方案。比方，闪电密集即是创修正在支付通讲方式上的。
支付通道是状态通说这个概略念下的一个总结实例。对于形态通叙的繁荣史不妨参见维基上的概述。样子通说是固定一组插足者（一直是两名出席者）之间的准许，用以杀青安详的链下买卖，此中支付通谈特别用来支拨。支付通叙订交具体如下：两名参加者各自履历链上营业正在链上锁定保险金，例如谈，代价 10 美元的比特币。一朝锁定完成，介入者双方即可相互发送花式为 [轮次，金额，签字] 的形态改革来达成转账，无需与主链举办交互，惟有双方的余额都还为凑巧即可。
一朝插足者中有一方想要干休利用支拨通讲，不妨实行 “退出” 掌管：将终末的形式更始提交至主链，结算下来的余额会退给提倡支拨通道的两方。主链或许经过核实签名和最后赢余来验证形态革新的有用性，从而防御加入者利用无效样子来退出支拨通道。
这种 “退出” 形式存正在一个问题，即主链无法验证支拨通谈是否提交了总共营业，也便是叙，正在提交了形态更新之后是否不再表示新的样子刷新。咱们或许斟酌云云一个场景：
假使正在初始样式下 Alice 有 11 美元而 Bob 有 9 美元，Alice 向 Bob 发送了一个样子创新——向 Bob 转账 7 美元，并守候 Bob 向她提供办事，尔后在 7 美元还没到账之前就退出了支付通叙。由于主链不领会再有另外的样子改造，会将“退出” 交易视为有用。
这个题目的照料计划是，在 Alice 倡始退出买卖之后，为 Bob 留出一段功夫的 “挑战期”。在此时代，Bob 能够提交未落成结算的状态鼎新，内里蕴藏 Alice 的签字，并且轮次数也高于 Alice 在退出时提交的状态厘革。在上例中，Bob 或许在挑衅期内提交末了一个形状维新，也便是 Alice 向他们转账 7 美元的形态改变，而且索要 16 美元的余额，而不是被 Alice 提交的形状搞得只剩下 9 美元。
尽量现时的退出机制安置分外愉逸，然则紧急噜苏的一点正在于：插手者也许得等候对照长的一段时期，平昔是 24 小时，才气退出，并且需要一再（起码每段退出期一次）监控主链以保障所有人的营业对手方没有利用过去的某个形式退出。能够经过WatchTowers（暸望塔）本事将监督全网的干事托付给第三方。更多对待暸望塔的作品可能阅读这篇和这篇。
为了防御这种不用要的守候，双方不妨履历很多实现来已毕“联合闭塞”。此中，列入者可以签订一个“落幕外明”。有了这个证实之后，另一方无需守候嗾使期终结即可退出。
支出通谈能够广大应用于放浪的状态转动，而非仅仅负责于支付一途，只要主链也许验证这些形状蜕化的正确性即可。譬喻，形状通说可能用来下棋，棋手能够将各自的走棋看成营业发送给对方。
即使存正在未便之处，然而状态通道已雄伟行使于支拨、嬉戏等用例，由于这种手段拥有即时笃信性（曾经交易对手方确认，形状改革即可得到最终信任），无需到场者交纳除质押和退出用度除表的其所有人用度，而且在组织上相对浅显。
纵然样子通说的广义界说较为浅近，并且研究到了全部至极状况，或许防守一方不法占有另一方的物业，但是完结起来比较复杂。Whiteboard 系列中有一个视频来自 Magmo 团队的 Tom Close ，深切明白了构修安详形式通说的繁复性。
形态通道的另一个瑕玷是只可正在两个参加者之间开设。你能够经验 N/N 众签机造在众个参加者之间创设一条样子通道。然而比拟之下，完备相通效用的 Layer 2 方案更为理想，使得互相之间未开设形态通谈的到场者也能直接实行营业。
形式通叙还有一种很风趣的架设办法。假使 Alice 跟 Bob 之间有一条形态通叙，Bob 和 Carol 之间也有一条形态通叙，那么 Alice 就或许始末 Carol 宁静且主动地转账给 Bob 。如此就可以构筑一个一概的状态通谈蚁集，容许大量量的介入者彼此实行营业，无需在每一对插手者之间开设样子通道。
这便是闪电聚集的盘算思绪。Whiteboard 系列中有一个视频是 Dan Rabinson 谈明 Interledger，长远领悟了闪电密集的安置，可能点击这里寓目。
侧链的核头脑路是构筑一条一概稀少的区块链，有自己的验证者和运营者，可能与主链互相转化产业，并且会遴选性地将区块头的速照发送至主链，从而注意分叉产生。有了这些快照，就不妨有用防范分叉，即使侧链上的验证者串谋起来筹办分叉膺惩也没用。
从上图可以看出，侧链会天资区块并将它们的速照发送至主链。所谓的速照即是生存于主链上的区块哈希。侧链上的分叉挑选端正是，合法的链必定构筑在最近一个举行过速照的区块之上。在上图所示境况下，区块 A 的快照一经发送至主链，即便侧链上的验证者联络起来，试图在区块 A 先天之后禀赋一条更长的 A’
假如参加者思要将主链上的工业变更至侧链，全部人就要将这部门资产“锁定”正在主链上，并向侧链提供锁定讲明。假设要解锁主链上的财产，就要在侧链上倡导一个“退出”买卖，并正在该交易被打包上侧链之后供应退出道明。
尽量侧链可能使用主链的康乐性来戒备分叉，可是验证者仍旧可能履历串谋来唆使另一种叫做无效样式转动的打击。这种袭击背后的思绪是，主链原来就不可以验证侧链上的所有区块（真要如斯做，做侧链就没居心义了，侧链就是理想主链不消验证全豹买卖）。因此，假如有超过 50% 或 66%（取决于侧链的架构）的验证者串谋的话，他或许创修一个十足无效的区块，偷取其你们插手者的工业，并将这个区块的速照发送至主链，倡导并完成一个“退出”营业，就不妨告捷偷走这些家产。
咱们之前写过一篇对付分片机造下无效形状变动问题的轮廓。这个题目一对一对应到侧链语境下，侧链就相称于详细中的分片，主链就十分于具体中的信标链。
那篇归纳中还提到了防御无效样式更动问题的收拾计划，可是方今还没有践行。大多数侧链都是基于验证者串谋人数占比不超越 50%（或 66%）的设想之上的 。
Plasma 是一种可以杀青 “无囚禁” 侧链的要领，换言之，即使侧链（一贯被称为 “plasma 链”）上全部验证者串谋起来犯罪，plasma 链上的产业也是宁静的，并且或许奉赵主链。
最简单的 plasma 策动通常被称为 Plasma Cash ，只周济浅近的非同质化代币，并且每个交易蜕变的家当只能是一个特定的常量。Plasma Cash 的运行体例如下图所示：
每个区块都含有一个稀疏默克尔树（Sparse Merkle Tree），它的叶节点则包含某个代币全盘权的转折。以上图为例，通通有 4 个代币处于流利中。正在区块 B 中，代币 1、3 和 4 没有被换手（叶节点中透露为空）， 而代币 2 被改变到了 Alice 手中。倘使区块 D 中蕴含一个由 Alice 签定的将代币 2 改制至 Bob 的买卖，则区块 D 中的代币 2 会从 Alice 手中蜕化至 Bob 手中。
一个代币从主链转动到 Plasma 链上之后，倘若一方要将这个代币蜕变给另一方，则须要供应这个代币的悉数汗青。正在上例中，假如 Bob 想要将代币 2 转给 Carol ，那么之前每个区块内的营业情景就会看成条款记载在这个生意内，倘使之前出现过悉数权变化，需将合联默克尔证据纪录在内，反之记为空值。
Plasma 链会将齐备区块头的速照发送到主链上，Carol 不妨验证是否全数的默克尔证据都跟之前经历快照发送至主链的哈希值相符，以及每个区块中的全部权改动是否有效。一朝这个生意被打包成区块放到 plasma 链上，Bob 将代币 2 转给 Carol 的要求就会纪录在默克尔树上，Carol 就成了代币 2 的一切者。
由于 Plasma 是创设正在运营者随时都能串谋犯法的设想上的，于是用户没法做到即时退出（由于 plasma 运营者提出的状态速照哈希值是不行被信托的），而且需要有一个退出机制。纵然咱们上文舆情的架构相对简单，不过退出机制很是丰富。Whiteboard 系列视频中有一节是原因自 Loom Network 的 Georgios Konstantopoulos 分享的，深化明白了 Plasma Cash 的方式细节，介绍了 Loom Network 采取的退出机制，个中还提到了一个例子是，运营者或许始末避忌数据从老实的插足者处窃替换币，或是倡议障碍（欲知细节，请从视频中的 41:40 处看起。）之后，Dan Robinson 提出了一个较为浅近的退出机制，也许管束这个题目，尔后又发明经历给区块重新排序能够打垮这个机造。
总而言之，Plasma 最大的甜头是留存在 plasma 链上的代币安详性很高。岂论形成了以下何种情景：plasma 运营者（正在忠厚的出席者收到代币之前或之后）创筑了一个无效形状变动、plasma 运营者倡议扣块打击、plasma 运营者彻底罢手出块，厚道的插足者都不妨信任自身也许取回代币。在上述境况下，简略吞吐地叙，正在职何景遇下，代币都不会遗失。
毛病正在于，正在转化代币之时一定提供该代币的通通历史，另外便是退出机造非常纷乱（以及干系的扩张历程）。
思领悟更多伎俩细节的话，能够参见上文提过的 Loom Network 团队人员的分享视频，以及来自 Plasma 团队的 Ben Joines 的分享视频。其中，Ben 叙到了 Plasma CashFlow ，这是一个比拟庞杂的 Plasma Cash 准备，或许告竣纵情金额的交易。
正如大家在斟酌侧链时提到的那样，处置侧链的无效形状更动问题的妙技之一是供应暗号学证明来证明之前每次形状转嫁都是精确的。迩来，Matter Labs 就按照这种要领构修了一个叫做 Roll Up 的本领，其构思最初是由 Barry White Hat 正在 ethresear.ch 上首倡的。
Roll Up 本色上是一条侧链，因而它会天才区块，并且将这些区块的速照发送到主链上。然则，Roll Up 上的运营者是无需信任的。也就是叙，Roll Up 假定运营者也许在任何光阴做出干休出块、天赋无效块、隐讳数据等恶意举动。
与往常的侧链一律的是，如果某个区块的快照依然发送至主链，那么 Roll Up 上的运营者只能在这个区块之后发动分叉膺惩。因此，一朝某个区块的速照发送到了主链上，这个区块就赢得了终末笃信，Roll Up 链长进行过速照的区块也是这样。
为了制止样子有效性题目，每当 Roll Up 运营者要对某个区块举办疾照之时，都要提供一个 SNARK（简单化的非交互式学问证实），叙明链仍然行使相闭的一组交易实施了有用的形式转换。以下图为例：
Roll Up 链上有三个区块：A、B 和 C 。它们的快照分别对应主链上的区块 X、Y 和 Z 。每到一个岁月点，主链只需要保留 Roll Up 链上最新样式的默克尔根。在区块 A 实行速照之时，发送到主链上的生意包括：
S2 的十足状态数据，或区块中的所有买卖。
一个 zk-SNARK，表明在从样子哈希 h(S1) 到状态哈希 h(S2) 之间的悉数营业都是有用的，而且这些交易都与 （2）中提供的数据相匹配 。
该交易证实了 zk-SNARK 是有效的，并在链上存储了新的默克尔根 h(S2) 。主要的是，该生意假使不会将 A 中的一概数据保管正在形式中，然则会将其保存正在挪用数据（call data）内，以便日后移用。
事实上，将全豹的区块存储在移用数据中的做法在某种水准上是个瓶颈，不过或许治理数据可用性题目。今朝，Matter Labs 构建的 Roll Up 必要 1 分钟的时代来打算出一个买卖的 SNARK（多个生意可以并行筹算），每个生意需求破费 1K gas ，并占用主链上 9 个字节的调用数据。
正在如此的规划下，除了离线除外，运营者不能做其我们恶意活动：
不行隐讳数据，由于对区块举行快照的交易必需提交通盘的区块约略完整的形状看成表明，并验证买卖实质是准确的，之后营业内容会生存正在主网上的调用数据内。
不行天资含有无效形态转折的区块，由于必须提交一个 zk-SNARK 来叙明形状蜕化的准确性，而无效区块是无法企图出 zk-SNARK 的。
无法谋划分叉膺惩，因为分叉选取规定始终认可最新进行过快照的区块所正在的那条链，即便这条链不是最长链。
尽管这种 Layer 2 计划没有分明增加移用数据中的保管空间，但是实际耗费的可写存储量是恒定的（而且格外小），链上验证的 gas 资本低至 1k gas/tx ，是主链营业的 1/21 。
要紧的是，倘若 Roll Up 上的运营者互相合营的话，就可以已毕即时退出，不会涉及到退出机制。这些特性使得 Roll Up 链成了现在最炙手可热的 Layer 2 计划之一。
全班人今朝正在修筑一个名为 Near 的 Layer 1 分片答允。一个常见的歪曲是 Layer 1 分片愿意与 Layer 2 扩容方案存在逐鹿联系。本色上并非云云，分片甘愿的完工不会教化到 Layer 2 扩容方案的使用。
Layer 2 为特定用例而企图，不妨在帮助较低成本的同时需要较高的恍惚量， 即便是在 Layer 1 区块链的扩张性有了鲜明进步的情形下。
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