每当Gas费再次暴涨时，一场关于以太坊区块链的可扩展性的讨论便又再次回到了舞台中央。
实际上，高昂的Gas费只是以太坊现存问题冰山一角，对交易的需求仍然多于以太坊区块链每次实际能够承担的数量是根本原因。
本文试图从扩展方案是什么为起点，科普当前扩展方案的种类，最后介绍归纳Arbitium扩展方案的生态系统。
以太坊GasFee
什么是扩展方案？
扩展是指增加交易吞吐量和提高交易速度。下图罗列了当前所有可行的扩展方案
当前所有扩展方案?@yasminekarimi_
可以从图中发现，扩展方案被分为了layer1和layer2两类，他们又分别是什么呢？
以太坊Layer2上总锁仓量为62.45亿美元:金色财经报道，L2BEAT数据显示，截至目前，以太坊Layer2上总锁仓量为62.45亿美元，近7日跌0.32%。其中锁仓量最高的为扩容方案Arbitrum One，约33.18亿美元，占比53.12%，其次是Optimism，锁仓量19.40亿美元，占比31.06%。[2023/2/26 12:29:39]
layer1扩展方案
layer1扩展方案处理底层协议，也就是主网区块链本身的代码，以此来提高区块链的交易能力。
Layer1扩展方案本身可以分为：协议改进、分片两种。
协议改进：
协议改进是对底层协议所做的改变，以扩大交易吞吐量。
具体而言是通过增加一个区块中可放置的交易数量，减少区块创建之间的时间差，或通过从工作量证明共识模式到权益证明POS的结构性转变来实现
分片：
分片将一个区块链的计算任务和数据空间划分为多个链。
分片区块链协议自然意味着将初始网络的节点分为更小的组，每个组负责批准待定交易的独特子集并存储全局状态的子集。
以太坊联创Anthony Di Iorio将推出区块链计算机新项目“Andiami”:金色财经报道，以太坊联合创始人 Anthony Di Iorio 宣布将推出一个名为“Andiami”的新项目，让那些没有技术专长的人可以轻松运行完整节点，来对抗区块链中心化。通过将游戏理论和尖端硬件相结合，Andiami公布的计划包括：
1、2023年，推出侧重于游戏理论的全新组件：一款名为“The Quest for Liberty”的游戏、玩家套件以及玩家在游戏中赚取的数字生活 Token；
2、2024年到2025年，将重点转移到Andiami的旗舰硬件产品“The Cube”，这是一个即插即用的区块链计算机，运行比特币和以太坊等网络的完整节点。Di Iorio希望The Cube的即插即用特性，加上精心设计的游戏产品，让用户轻松运行自己喜爱的网络的完整节点，从而进一步去中心化区块链基础设施。（ coindesk ）[2022/11/8 12:30:57]
layer2扩展方案
Layer2是指在底层区块链协议之上运行以提高其可扩展性和效率的网络或技术。
绿色和平组织抨击比特币，称以太坊合并证明加密“不必以环境为代价”:金色财经报道，在以太坊（ETH）成功合并后，绿色和平组织（Greenpeace）抨击比特币（BTC）的能源使用。以太坊合并将其碳排放量削减了99% 以上。
该组织计划为其“改变代码，而不是气候”的活动投入100万美元，用于大量在线广告，倡导改变比特币的代码，目的是减少BTC的工作量证明（PoW）模式。
广告活动的负责人Michael Brune表示，州和联邦领导人以及企业高管正在竞相尽快实现脱碳。以太坊已经表明存在切换到一个高能效的协议的可能，气候、空气和水的污染要少得多。比特币已经成为异类，轻蔑地拒绝接受气候责任。（The Daily Hodl）[2022/9/18 7:03:46]
例如比特币和闪电网络之间的关系，说白了就是跟以太坊主网一样，但更快！
这类扩展解决方案需要将区块链协议的部分交易负担转移到相邻的系统架构，隔壁老王处理好了然后才向主区块链报告以最终确定其结果。
通过将大部分数据处理抽象到辅助架构，底层区块链变得不那么拥挤——最终更具可扩展性。
以太坊发布主网合并准备清单:金色财经报道，据以太坊最新进度周报披露，主网合并准备清单已完成并在GitHub上正式发布，该清单文档概述了以太坊主网合并发布的准备工作，以及必须要完成的各种任务，主要包括规格（共识层、执行层、引擎API和面向公众的文件）、测试（单元测试、集成测试、压力测试和模糊测试）、测试网和研发工作，其中还包括了潜在的威胁分析，比如矿工攻击和合并后资源耗尽等问题。[2022/8/20 12:37:11]
Layer2扩展方案可就多啦！因为叠层协议的改变必然有限，但“叠叠乐”的方法可就多了去了。
侧链：侧链是与区块链相邻的交易链，通常用于大批量交易。侧链使用独立的共识机制——即与原始链分离——可以针对速度和可扩展性进行优化。交易都让侧链做了，主网以太坊就只需要维护整体安全，确认批量交易记录，就通畅多了，比如Polygon。
嵌套区块链：
嵌套的第2层区块链在主链之上运行。基本上，第1层设置参数，而嵌套的第2层区块链执行流程。
一个主链上可以有多个区块链级别。将其视为典型的公司结构。不是让一个人完成所有工作，而是经理将任务指定给下属，他们在完成各自的任务后向经理汇报。
动态 | 比特币未确认交易量2560 笔 以太坊未确认交易量35184笔:截至目前当前比特币未确认交易量为2560笔，当前以太坊未确认交易量为35184笔。截至发稿，比特币全网算力为73.86 EH/s，24小时交易速率3.40 txs/s。当前挖矿难度为10.18 T，预计下次挖矿难度将上涨1.63%至10.35 T。[2019/8/25]
通过这样做，在提高可扩展性的同时减轻了管理者的负担。
状态通道：
状态通道允许区块链参与者之间进行双向通信。这样做，参与者可以减少等待时间，因为没有第三方参与该过程，在完成整个交易集之后，他们将最终的通道状态添加到区块链中。这一类扩展典型为闪电网络。
Rollups：
Rollups通过在单个“批次”中进行汇总交易，使用压缩工具以及在链外验证它们，然后将状态数据存储在第1层扩展方案上，从而来扩大主网。
压缩和批处理带来了更高的吞吐量，使得每个交易的速度加快以及成本最小化。
layer1和layer2的关系
从下图中可以清晰的观察到layer1和layer2的区别，layer1是在主链上进行改动，而layer2是在主链之上进行链的叠加。
Layer1、layer2关系示意图
Arbitium扩展方案
Arbitrum技术是众多layer2解决方案之一，从属于上文中提到的Rollups类方案。但Arbitrum是OptimisticRollup，也即乐观主义Rollups。
这种乐观体现在：只有当一个节点怀疑某个交易是欺诈性的，才会进行证明计算，从而进一步提高交易速度和吞吐量。也就是说OptimisticRollup是遵从“人本善”之理。
仅仅扩大规模是不够的。在增加其交易吞吐量的同时，区块链必须保留区块链技术的两个基本属性：去中心化和安全。这就是所谓的区块链三难问题。
截至目前，唯一能满足这三个要素的以太坊扩展方案就是像Arbitrum这样的rollups。
在处理能力方面，Arbitrum应该可以实现40000个TPS，与使用以太坊底层扩展相比，有5倍的平均成本优势。
除此之外，Arbitrum实际上正在努力将费用进一步降低90%-95%。
Arbitrum是截至目前最兼容EVM的第2层扩展方案。这使得开发人员将现有的以太坊应用程序迁移到rollups上几乎是不费吹灰之力的，因为他们不需要重写代码。
Arbitrum目前可以支持不计其数的dApp，是最大的以太坊第二层网络。
Arbitrum每日交易量一直在上升，截至今日2021年11月30日日交易数达到2902笔。
Arbitrum日交易数
截至2021年11月30日，Arbitrum上的总锁仓量已达到24.3亿美元
Arbitrum锁仓量
Arbitrum每日新增钱包数也持续上升，达到每日新增186条，总钱包地址达到291876条。
Arbitrum日新增钱包数
Arbitrum生态
自8月31日ArbitrumOne上线以来，越来越多的项目陆续宣布与之达成合作，从下面这张生态图也可以看出，Arbitrum生态也越来越丰富。
Arbitrum生态可以分为跨链桥类、钱包类、工具类以及dapps，如下图所示。
ArbitrumOne生态图概览
钱包类
钱包列表如下，包含传统钱包、DeFi钱包、智能合约钱包以及其他基础设施。
工具类
Dapps去中心化应用
跨链桥类
总结
从上述整体上看Arbitrum是一个有未来的layer2，有着强大的性能、良好的兼容性、完整的生态等等。
在以太坊2.0到来之前，Arbitrum提供了一个近乎完美的解决方案，期待Arbitrum的未来！
作者：Jasur
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