以太坊是用户和开发者最喜欢的区块链，TVL在DeFi和NFT上的投资总额已经达到了550多亿。但是，这样高的使用率也给以太坊网络造成了严重的问题，特别是它的扩展性，当前的网络平均每秒能处理13.5次业务，同时维持着理想的分散化水平。
近年来，以太坊的扩展性发展出了许多新的方式，现在也在进行更多的探索。这些解决方法包括状态通道、普罗米斯、威利迪姆、鲁普斯和侧链。
尽管他们可以归入不同的范畴，但是他们其实并没有很大的区别。有些基本想法实质上是一样的，而且往往基于先前的想法。
以太坊扩容解决方案
以太坊扩展解决方案的示例。
状态通道
状态通道是最早和最容易扩展以太坊的方式。其核心理念是在链下进行事务的处理，并且仅将最后的结果返回到主要的网络中。这将会降低对主要网络的不必要的中间业务，并因此降低了网络的可能阻塞。
状态通道用户流。以太坊交易的数量可以减少到2笔——打开和关闭通道。
下面是如何在后台进行链下交易的。设想两个客户A和B要把钱转到他们中间。A给B10块，B给A5块，A给B,20块给B。如果A同意A在一次交易中给B总计10-5+20=25，而不是把这3个交易单独地发送给B。
市场消息：拜登将于本周签署关于加密货币的行政命令:3月8日消息，据熟悉政府计划的人士透露，美国总统拜登将于本周签署一项行政命令，该命令将概述美国政府的加密货币战略。知情人士表示，该命令将指导联邦机构审查潜在的监管变化，以及数字资产对国家安全和经济的影响。最近几周，在美国及其盟友对俄罗斯实施制裁后，白宫对加密货币的态度引起了新的关注，引发了人们对组织和个人可能使用加密货币来逃避限制的担忧。（彭博社）[2022/3/8 13:43:18]
为了总结这种思路，一群人可以开启一个状态信道，把钱锁在主网的多个签署的智能合同里。他们可以在他们中间完成链下的交易，只有当他们同意解除货币和关闭通道之后，他们才会把最后的状态更新到以太坊。
状态信道主要是在双方同意对方的行为时使用的微型交易和付款。由于没有足够的扩展来支持智能合同，因此dApp往往包括很多终端用户，这就使双方的协议变得更为复杂。
人们经常可以通过以太坊或者状态信道来进行智能合同dApp的互动，从而在每一个网络中创造出不同的事实。
Plasma会定期向以太坊发行Merkleroot状态哈希。所有的状态更新将被认为是有效的，直到某人提供了虚假的证据和对它的有效性提出疑问。
Bitget关于市面假冒“Bitget”交易所情况的说明:据官方消息，经由平台用户反应，近日市场上出现不法分子以“Boxex”交易平台名义诱导用户投资交易，并谎称该平台由Bitget孵化。在此Bitget严正声明，Bitget从未孵化、投资、成立过其他交易平台或子公司，更与Boxex无任何投资关系。特此提醒广大用户加强安全风险意识，谨防各类手段，不轻易下载、访问不明链接。如遇此类似事件，请务必及时与官方在线客服联系。[2020/8/7]
Plasma链仅仅是一条独力的区块链，由操作者操作，定期向以太坊网络存储检查点。这些检查点作为Merkleroot哈希来增加gas的效率。这就意味着，当使用以太坊级别来检验Plasma链的状态更新是否正确时，所有的事务计算都可以被卸载到Plasma链上。
为保证正确的状态变换，Plasma使用了一个防的机制。每一转变都被视为是对的，除非某人在这一时期内对此提出异议。任何错误的状态变换都会被抛弃，而新的转变会基于之前的正确的转变。
Plasma的工作性能一般。但是，其中一个问题是，如果操作员不能正常工作或者有恶意的话。如果操作者不再提供业务信息，就没有人可以产生一个证明来取消状态转换。所以，如果操作者的恶意操作，比如从其他帐户偷钱，那么最终将会被主要网络所接纳。
动态 | 金轮股份：公司关于区块链的应用尚处于探索初期:金轮股份（002722.SZ）在互动平台回复投资者表示，公司旗下的关于区块链的应用尚处于探索初期，该业务短期内对公司的利润影响较小。[2020/2/26]
在本例中，对所有用户执行一个“大规模退出”计划，以便在Plasma生态系统中使用最新的有效状态。然而，所有的状态数据都会被转移到以太坊，从而导致网络拥挤。
另外，非EVM的兼容性也是一个问题。通用智能合同没有一个清晰的所有权结构，也就是说，每个人都可以在这种状态转变中获得进步，使得合同不能离开。
Validium将Merkle的root状态哈希和ZK证书作为一个检查点，在Ethernet上发行。利用ZK证明对状态的更新进行了验证。
Validium也在自己的区块链上运行，向以太坊发布Merkleroot状态哈希，这与Plasma相似。两者之间最大的差异是状态更新确认机制。Plasma依靠的是防伪机制，而Validium则是通过ZK来验证，比如ZK-SNARK和ZK-STARKs。
ZK验证是将产生的计算与状态更新一并提交给以太坊，以保证状态转换的有效性。虽然ZK证明的复杂的产生过程可以在链下进行，但是链上的验证是非常简单的。这样，Validium就能在更新了以太坊的状态和证书之后，就能立刻做出决定。
动态 | 大型加密投资基金Dan Robinson提出关于以太坊零息债券的新框架:大型加密货币投资基金Dan Robinson今日发布报告提出了一个名为“收益率协（Yield Protocol）”的新框架，用于在以太坊上发行针对以现金和实物结算的零息债券。债券作为所谓的yTokens发行，用户可以通过存放ETH等抵押品来创建这些代币。根据该文件，这些yTokens可以与任何目标资产挂钩，如Dai或ETH（yDai，yETH）。（theblockcrypto）[2019/9/6]
但是，由于其加密算法的复杂性，使得ZK和EVM的字节码之间存在着一定的兼容性。所以，目前的Validium应用只能用于一些简单的操作，比如一个代币传送，只需要简单的加法和减法。
数据的可用性依然是EVM不兼容的问题。Validium依然依靠DAC链下的数据存储，以保证业务数据总是能被重构成一个完全的区块链。但这又给安全模式添加了一种新的信任，这是因为，即便对方是分散的，也要相信对方总是有效的。
Rollup发行状态根和压缩事务信息。
Rollup解决了数据的可用性问题。他们可以被看作是下一代Plasma和Validium。除了状态更新以外，以以太坊中的calldata形式发布了交易信息。
哈萨克斯坦总统呼吁国际社会共同努力，制定关于加密货币的共同规则:哈萨克斯坦总统努尔苏丹·纳扎尔巴耶夫(Nursultan Nazarbayev)日前敦促国际社会共同努力，起草关于使用加密货币的共同规则。据TengriNews报道，5月17日，纳扎尔巴耶夫在“2018年全球挑战峰会”上表示：“我们有必要开始就加密货币制定共同规则。当前，大多数国家都在就加密货币适应当前金融体系结构的可能性进行及积极地探索。于此同时，我们也看到，各国在这一问题上采取的监管行动各不相同，容易造成混乱及效率低下。”[2018/5/19]
这就意味着，只要将所有的calldata都提交到以太坊，就可以重新构建目前的区块链状态。所以，我们不必再依靠DAC等第三方来储存状态树。
有两种主要的Rollup：最优Rollup和ZKRollup。
OptimisticRollup
与Plasma链相似，Optimisticrollups在遇到挑战之前，它会认为状态转变是有效的。任何人都可以质疑和宣称，在以太坊的“验证协议”中，使用了一个“验证协议”，并宣称该系统的状态更新是错误的。
有许多防止的手段：
Optimism通过一次交互来证明以太坊在一个链条上进行所有的L2事务的验证。这个办法能立刻预防，但是会造成巨大的gas计算费用。
Arbitrum通过多个循环进行反，对“操作码”进行二进制搜索，以找到一个无效的过渡状态更新。在这个链条上只有一个运算代码，这就意味着需要更少的gas。
最后，反可以保证在不信任外界的情况下，以太坊上的发行状态是高效和完全可重构的。
Optimisticrollups还与EVM兼容，这就意味着可以很容易地将所有dApp移植到以太坊上，而不需要修改任何代码。这就使OptimisticRollup成为了一种以太坊的扩展方案。
ZKRollup
ZKrollup就是Validium与数据可用性的结合体。这个链会定期地将其散列状态和已压缩的事务资料提交到以太坊，并且通过有效性证明来确认状态的转变。
和Validium一样，ZKRollup在EVM中并不能很好的兼容EVM，这是因为要在一个完整的EVM环境中产生一个证明，这将花费几个小时。采用EVM或者ZK-EVM来实现ZKrollup的项目是在EVM兼容与性能之间进行权衡。实际上，Vitalik把ZK-EVM分成4种，分别是与EVM相当的EVM和部分兼容性EVM。
不同类型的ZK-EVM
目前，仅有Type4和类型3（如Scroll和PolygonHermez)，这是一种有效的方式，因为在利用ZK证明时，EVM的作用需要更多的灵活性。不过，随着以太坊对ZK-SNARK的使用越来越广泛，研发也越来越多，我们可以预见，Type2和Type1ZK-EVM将会越来越普及。
侧链
侧链是一个独力的区块链，它有自己的区块参数和一致的机制。他们能和以太坊之间的双向桥进行通讯。但是，不像其它的扩展方案，侧链不向以太坊公布任何事务或状态数据；所以，请不要继承以太坊的安全。
因为侧链具有自身的数据块参数，所以他们可以很容易地支持比以太坊更高的吞吐量，比如，缩短数据块的时间或者增大数据块的尺寸。
但是，为了达到这些目的，他们会以安全和分散为代价，比如拥有一个中阳验证程序或者需要高端的计算机硬件。因为以太坊的远景目标是分散和安全，所以侧链并没有成为EthernetFoundation的主要目标，虽然他们被视为降低以太坊业务最有效的方式。
扩展解决方案的未来
过去的扩展解决办法是不断改进的，它解决了之前的扩展设计中的一些重要问题，比如状态转换的确认和数据的可用性。在目前的情况下，rollup被视为最高级的扩展以太坊的安全和EVM兼容来满足一般应用。但是，在Rollup上还有很多可以提高的地方，以便进一步提高安全性、去中心化和可伸缩性：
分散的Rollup排序程序-Rollup能够使用PoS一样的方法来挑选排序程序，从而减少中杨化和审核的危险。
Rollup间的直接通讯渠道-Rollup间的桥接和消息传输不需要以太坊为中介，可以提高用户的使用体验，减少交易费用。
尽管类似Rollup的链下扩展方案能够实现多种扩展，Ethernet也有其自身的打算，即通过ETH升级来实现底层的扩展。以太坊切片是一个具有里程碑意义的更新，它可以通过整合Rollup来提高以太坊的扩展性。
切片是Rollup的数据可用性的一层，64个Ethernet2.0区块链中的一部分可以作为Rollup的“数据仓库”来将哈希根分发到Rollup上。理论上，切片和Rollup可以使以太坊的生产能力达到100,000TPS。
代码可以被分割，其它的区块链可以运行EVM的字节码和Ethernet之类的智能合同。但是，这种实施的实际需求还有待确定，因为以前的分片链利用所带来的巨大的吞吐量。
有了充足的扩展性，以太坊能够为目前正在使用的诸如Visa之类的web2服务提供高的业务吞吐量。在金融方面，这是一个重大的步骤。
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