撰文：Justin Mart&Connor Dempsey

编译：Alex

截至2021年底，以太坊已发展到可以支持的地方DeFi、NFT、GameFi等领域的数千个应用程序。整个网络每年结算数万亿美元的交易，超过1700 亿美元被锁定在平台上。

但俗话说，钱多，问题多。以太坊的分散设计最终将其可处理的交易量限制为每秒 15 笔。由于以太坊的受欢迎程度远远超过每秒 15 笔交易，结果是等待时间长，每笔交易的成本高达 200 美元。最后，这 阻止许多用户，并限制以太坊今天可以处理的应用程序类型。

如果基于智能合同的区块链继续发展，并且足以支持数十亿用户的金融和 Web 3 应用程序需要扩展解决方案。幸运的是，骑兵已经在路上，最近推出了许多建议的解决方案。

竞争还是互补？

目标是增加可以公开访问的智能合约平台的交易量，并保持足够的分散化。请记住，通过单个实体管理的集中解决方案来扩展智能合约平台是微不足道的（Visa 每秒可以处理 45000 笔交易)，但我们很快就会回到我们开始的地方:世界强大的集中参与者，由少数人拥有。

有两种方法可以解决这个问题：(1)建立与以太坊竞争的新网络，可以处理更多的活动(2)建立能够处理以太坊过剩容量的互补网络。

从广义上讲，它们分为几类：

1)第 1级区块链(与以太坊竞争)

2)侧链 (与以太坊互补)

3)第 2 层网络(与以太坊互补)

虽然每个架构和方法都不一样，但目标是一样的:让用户实际使用网络(例如， DeFi、NFT 等待交互)，而不需要支付过高的费用或漫长的等待时间。

Layer 1s

以太坊被认为是一个独立的网络，可以在一个地方保护用户资金和执行交易。想用 Uniswap 等 DeFi 应用程序将 100 USDC 换成 DAI？这一切都发生在以太坊。

竞争的 1 层可以完成以太坊所做的一切，但在一个新的网络中。它们之间的区别在于，新的系统设计可以实现更高的吞吐量，从而降低交易成本，但通常以增加集中度为代价。

在过去的 10个月里，新的 1 成群结队地上线，这些网络的总价值同时从0 美元飙升至 75B 美元左右。目前这个领域是 Solana、Avalanche、Terra 和 Binance Smart Chain 领先，每条链都有不断增长的生态系统，价值超过100 亿美元。

TVL非 领先ETH L1

所有第 1 层都在竞争吸引开发人员和用户。没有以太坊的工具和基础设施，很难轻松构建和使用应用程序。为了弥补这一差距，许多第 1 层被称为EVM 兼容性策略。

EVM 代表以太坊虚拟机，本质上是计算交易的大脑。使他们的网络和 EVM 兼容性，以太坊开发人员可以很容易地将现有的以太坊应用程序部署到新的的以太坊应用程序部署到新的 1 层。用户还可以使用现有的钱包轻松访问和 EVM 第 1 层兼容，使迁移变得简单。

以币安智能链（BSC）例如。通过推出兼容 EVM 网络并调整共识设计，以实现更高的吞吐量和更便宜的交易，BSC去年夏天见证了几十个 DeFi 应用程序的使用量激增，类似于 Uniswap 和 Curve 等流行的以太坊应用程序。Avalanche、Fantom、Tron 和 Celo 也采用了同样的方法。Terra 和 Solana 目前不支持 EVM 兼容性。

EVM 与非 兼容EVM 兼容 L1 的 TVL对比

互操作链

区块链生态系统在第 1 层存储区域略有不同，如 Cosmos 和 Polkadot。这些项目不是建立一个新的独立区块链，而是建立一个标准，允许开发人员在应用程序中创建一个特定的区块链，可以相互交流。例如，游戏区块链的代币可以用于构建社交网络上的单独区块链应用程序。

目前，使用 Cosmos 标准链上有100多条B美元最终可以互相操作。Polkadot 最近达到了统一区块链生态系统的里程碑。

简而言之，以太坊的直接竞争对手呈现出多样化的格局，未来会有更多。

侧链

侧链和新的第 1 层的区别无疑是一个模糊的区别。侧链和 EVM 兼容的第 1 层非常相似。不同之处在于，它们专门用于处理以太坊的过剩容量，而不是与整个以太坊竞争。这些生态系统与以太坊社区紧密结合，以互补的方式托管以太坊应用程序。

Axie Ifinity的Ronin 侧链就是一个很好的例子。Axie Infinity 是以太坊最初建立的 NFT 游戏。因为以太坊的成本使得玩游戏变得非常昂贵，所以 Ronin 侧链旨在允许用户使用 NFT 和代币从以太坊转移到低成本环境。这使得更多的用户能够负担得起游戏，并的用户能够负担得起游戏。

用户在撰写本文时已超过7个.5B美元从以太坊转移到 Ronin 来玩 Axie Infinity。

Polygon POS

像 Ronin 这种侧链特定于应用程序，而其他侧链则适用于更通用的应用程序。Polygon 权益证明 (POS) 侧链是行业领导者，价值近5B美元，部署了100多个DeFi 和游戏应用程序，包括熟悉的名称，如 Aave 和 Sushiswap，以及名为 Quickswap 的 Uniswap 克隆。

同样，Polygon POS 与 EVM 兼容的第 1 层看起来确实没有什么不同。但是，它是作为扩展以太坊而不是与之竞争的框架的一部分而构建的。Polygon 团队看到了未来，以太坊仍然是高价值交易和价值存储的主导区块链，日常交易将转移到 Polygon 低成本区块链。（Polygon POS 还通过检查点过程与以太坊保持特殊关系)。

因为交易费不到一分钱，Polygon 的未来愿景似乎是合理的。借助激励计划，用户纷纷涌向 Polygon POS，其日交易量超过以太坊(尽管垃圾邮件交易夸大了这个数字)。

Layer 2s (Rollups)

1 层和侧链都有明显的挑战：保护区块链。为此，他们必须支付一组新的矿工或股权证明验证器来验证和保护交易，通常是基本代币（例如Polygon$MATIC、Avalanche 的 $AVAX）以通货膨胀的形式进行。

然而，这带来了显著的缺点：

拥有基本代币自然会使你的生态系统更具竞争力，而不是与以太坊互补

2)验证和保护交易是一项复杂而具有挑战性的任务，您的网络将无限期负责

如果我们能建立一个可扩展的生态系统，从以太坊的安全性中学习，这不是很好吗？进入第 2 层网络，特别是总结。简而言之，第 2 层是一个位于以太坊以上的独立生态系统，其安全性取决于以太坊。

至关重要的是，这意味着第 2 层不需要原始代币——所以它们不仅与以太坊互补，而且本质上是以太坊的一部分。以太坊路线图甚至显示了以太坊 2.0 将“以rollups以为中心来表达对这个想法的尊重。

Rollups 工作原理

2 层通常称为 rollups，因为在将更新的交易数据发送回以太坊之前，它们会汇总或捆绑在一起，并在新的环境中执行。不要让以太坊网络单独处理 1000 Uniswap 交易(昂贵！），而是在将结果提交回以太坊之前在第 2 层汇总上卸载计算（便宜！）。

然而，当结果发回以太坊时，以太坊如何知道数据是正确和有效的？以太坊如何防止任何人发布错误信息？这些是区分两种类型的关键问题：Optimistic rollups和 ZK rollups。

Optimistic rollups

将结果提交回以太坊时，Optimistic rollups假设乐观是有效的。换句话说，他们让rollups运营商发布他们想要的任何数据(包括可能不正确/欺诈的数据)，假设是正确的——毫无疑问是乐观的！但有一些方法可以打击欺诈行为。作为一种制衡，任何提款后都有一个时间窗口，任何人都可以指出欺诈行为（请记住，区块链是透明的，任何人都可以看到正在发生的事情）。如果其中一个观察者可以用数学方法证明欺诈（通过提交欺诈证书），rollups恢复任何欺诈交易，惩罚坏人，奖励观察者(聪明的激励系统)！）。

缺点是当你在的时候rollups当以太坊转移资金时，会有短暂的延迟，等待观察者是否发现任何欺诈。在某些情况下，这可能持续一周，但我们预计这些延迟将随着时间的推移而减少。

关键是optimistic rollups与ETH今天有了内在的联系，并准备好帮助以太坊扩张。因此，随着许多领先的 DeFi 项目转向领先optimistic rollups——Arbitrum and Opimistic Ethereum，我们看到了强劲的新增长。

Arbitrum & Optimistic Ethereum

Arbitrum（由 Off-chain Labs 提供)和 Optimistic Ethereum（由 Optimism 提供)是今天的实现optimistic rollups两个主要项目。值得注意的是，两者仍处于早期阶段，两家公司都保持集中控制水平，但计划随着时间的推移而分散。

估计一旦成熟，Optimistic Rollups可扩展性提高10-100倍。即使在早期，Arbitrum 和 Optimism 上的 DeFi 应用程序积累了数十亿的网络价值。

Optimism采用曲线较早，7条deFi 部署在应用程序中超过3 亿美元TVL ，其中最著名的是 Uniswap、Synthetix 和 1inch。

Arbitrum 在60多个应用程序(包括熟悉的 )中走得更远DeFi 协议，如 Curve、Sushiswap 和 Balancer）中的 TVL 约为 2.5B 美元。

Arbitrum 还被选为Reddit扩展解决方案的首选，因为他们期待已久的努力为社交媒体平台的 5 1亿月活跃用户标记社区积分。

ZK Rollups

在optimistic rollups假设交易有效，为他人证明欺诈留出空间，ZK rollups以太坊网络将实际证明交易有效。

随着捆绑交易的结果，他们向以太坊智能合同提交了所谓的有效性证明。顾名思义，有效性证明允许以太坊网络验证交易是否有效，使中继者无法欺骗系统。这消除了以太坊和 对欺诈证明窗口的需求ZK rollups 转移资金实际上是即时的。

虽然即时结算和无提款时间听起来很棒，但 ZK rollups并非没有权衡。首先，生成密集的有效性证书，所以你需要高性能的机器来工作。其次，支持 围绕有效性证书的复杂性EVM 兼容性变得更加困难，限制了 的部署ZK rollups 的智能合约类型。因此，optimistic rollups一是推向市场，更有能力解决以太坊的扩张问题，但从长远来看，ZK rollups可能是更好的技术解决方案。

ZK Rollups的采用

ZK rollups 环境深入，有多个团队在工作和生产中实现。包括一些著名的参与者Starkware、Matter Labs、Hermez和Aztec。如今，ZK rollups 主要支持相对简单的应用，例如支付或交易所（由于目前 ZK rollups可支持的应用类型有限)。例如，衍生品交易所 dYdX 采用 Starkware (StarkEx) 的 ZK rollups 解决方案支持每周近500万笔交易和 1B 美元以上的 TVL。

然而，真正的奖励是 ZK rollups解决方案，它和 EVM 完全兼容，可以支持流行的通用应用程序(如全套 DeFi 应用程序)，不会出现optimistic rollups退出延迟。这一领域的主要参与者是 MatterLab 的 zkSync 2.0、Starkware 的 Starknet、Polygon Hermez 的 zkEVM 和 Polygon Miden，目前都致力于主网上线。(同时，Aztec 专注于将 zk 隐私证明)。

很多业内人士(包括Vitalik）的结合复仇2.0为望着ZK总结的长期解决方案主要来自于自身能力，从根本上处理成千上万的每秒事务不会危及安全或下放.The随着以太坊扩张进程的不断推进，即将推出的完全兼容 EVM 的ZK rollups它将成为值得关注的关键问题之一。

碎片化世界

从长远来看，如果智能合能合同平台扩展到数十亿用户。然而，在短期内，这些解决方案可能会给用户和加密运营商带来重大挑战。从以太坊导航到这些网络使用跨链桥对用户来说非常复杂和潜在的风险。例如，几个跨链桥已经成为100多万美元的目标。

更重要的是，多链世界碎片化了可组合性和流动性。考虑到 Sushiswap 目前已在 Ethereum、Binance Smart Chain、Avalanche、Polygon 和 Arbitrum 上实施。Sushiswap 的流动性曾经集中在一个网络(以太坊)上，现在分布在五个不同的网络上。

以太坊应用程序长期以来一直受益于以太坊上的 可组合性Sushiswap 等以太坊应用(如 )Aave 或 Compound）即插即用。随着应用程序扩展到新网络，在 1级/侧链/ 2级实现的应用程序不再与在另一级实现的应用程序相结合，限制了可用性，给用户和开发人员带来了挑战。

未来不确定

像 Avalanche 或 Solana 这样的新第一层会继续与以太坊竞争吗？Cosmos 或 Polkadot 这样的区块链生态系统会激增吗？侧链会继续与以太坊和谐运行，承担其产能过剩吗？还是和以太坊 2.0 相结合的rollups会赢吗？没有人能肯定地说。

虽然未来充满了不确定性，但每个人都可以从众多致力于解决开放和无许可网络面临的最具挑战性问题的智能团队中得到安慰。就像宽带最终帮助互联网支持 一样YouTube 和 Uber 和一系列革命性的应用程序一样，我们相信我们最终会从同样的角度看待获胜的扩展解决方案。