侧链与Layer 2的区别以及Layer 2的3种方案Channel、Rollup与Plasma

很多人把Layer2和侧链的概念混淆,事实上,这两者是有区别的。最近在Web3 University上看了篇好文,翻译了下。

原文地址:https://www.web3.university/article/sidechains-vs-layer2s

侧链和以太坊Layer2解决方案的主要区别在于:Layer2继承了以太坊主网络的安全性,但侧链依赖于其自身区块链的安全性。

一.侧链

侧链是一个独立的区块链网络,与以太坊主链并行运行。
侧链

当一个链依赖于另一个链(如以太坊)时,它可以被视为该父链的子链。通常,子链不创建自己的资产,而是从父链的转移中派生任何资产。

侧链有自己的共识协议,通常是为特定类型的交易而设计的,并使其更快、更实惠。然而,这也意味着他们通常不会继承以太坊的安全属性,当使用侧链时,您将失去资金的保管权,并完全依赖侧链的安全性,包括参与其自身共识协议的节点。

侧链减少了主链上的拥塞,降低了每个人的成本,提高了以太坊生态系统的可用性和可扩展性。开发人员还可以使用侧链来探索和测试主链上没有的新特性和用例。

流行的侧链包括Polygon PoS、Skale和Rootstock。以太坊2.0有自己的侧链变体,称为碎片链,连接到最近推出的Beacon Chain,该链旨在最终成为基于PoS的以太坊的主要股权证明链。

侧链通过双向桩系统(tow-way-peg-system)或桥连接到主链。从主链上,你可以将你的以太坊发送到一个作为锁箱的退出地址,这样你就不能在其他地方消费了。

一旦该交易完成,并且“竞争期”(额外担保)已过,则会提供一份称为“简单支付验证”(SPV, Simple Payment Verification)的收据。这会触发通过智能合约从侧链上的锁箱中释放相同的值。当从侧链“转移”到主链时,发生完全相同的过程,但相反。

侧链基于以太坊的以太坊虚拟机(EVM),这是以太坊的计算引擎,与以太坊虚拟机的这种兼容性意味着开发人员在侧chain中使用其应用程序时不需要进行任何更改。这只是部署相同代码的问题,因为它们都共享相同的固体软件层,并且可以通过同一Web3 API访问!

二.Layer 2

Layer 2是位于以太坊链内部的链,但能够通过辅助框架实现更大的可扩展性。这通过通过第二层处理大量活动来减少主层上的拥塞。与侧链不同,Layer 2通常继承主链的安全属性

Layer 1是基础区块链。以太坊是一个Layer 1的区块链,因为它是构建各种Layer 2区块链的基础。简单地说,由Layer 2压缩交易束,并将其提交到主以太坊网络。

Layer 2解决方案包括ChannelRollupPlasma。以下是这些单独解决方案的细分:

1.Channels

通过Channel,用户之间直接进行Off-Chain交易,并将链上交易减少到最重要的信息。具体来说,区块链的一部分是通过智能合约锁定的,因此参与交易的参与者必须完全同意才会更新链状态。

参与者通过创建和签名可提交到区块链的交易来更新自己之间的状态。一旦您想停止使用该Channel,就退出并向主链提交最后一次状态更新,主链将再次解锁该状态。
Layer 2的Channel

2.Rollups

Rollup在主以太坊区块链之外执行交易,然后在将多个交易发送回主以太坊网络之前将其批处理在一起。Rollup依赖于证据(proofs),允许以太坊在不处理交易的情况下验证其正确性。
现在的Rollups方案主要分为两种:zkoptimistic,那么这两者有什么区别呢?

(1)ZK rollups

ZK,即 Zero-Knowledge 零知识证明的缩写,它使用的是Validity Proofs。每一批交易都包含一个称为简洁非交互式知识论证(SNARK)的加密证明,该证明由主以太坊层上的合约验证。

由于只有有效性证明(Validity Proofs)而不是庞大的交易数据需要存储在主链上,这种链外计算节省了大量的处理时间和功率,使零知识汇总更快、更高效。如果您感兴趣,可以在这篇零知识汇总文章中了解更多。

(2)Optimistic Rollups

Optimistic Rollups使用的是Fraud Proofs。顾名思义,这些人乐观地(Optimisticly)假设所有交易都是有效的,并且提交批处理时没有任何初始证明。这里存在一个Challenge Period,其他人能够检测并证明批次中的数据是欺诈的。

如果批处理被证明是欺诈的,Optimistic Rollups将执行欺诈证明,并使用主以太坊链上可用的数据运行正确的交易计算。要求参与者持有ETH,并根据其行为奖励或削减ETH,可激励良好行为。

作为使用Optimistic Rollups方案的Optimism等公司通过提供更高的吞吐量、更低的延迟和更低的加油费,帮助以太坊实现规模化。在撰写本文时,Optimism燃气费比以太坊便宜10倍!

3.Plasma

可以将Plasma视为以太坊的原生侧链,使用智能合约和Merkle树的组合来创建无限的子链分支。这些子链是以太坊主链的较小副本,具有自己的共识机制。

计算和事务数据所需的带宽从父链卸载,但是会以一定的间隔时间发布到根链。每个子链都依赖一个欺诈证明系统(proof of fraud)来确保安全,该系统类似于Rollups,每个人都可以质疑其有效性。

与其他侧链的关键区别在于,每个plasma链块的“根”都发布到以太坊,这意味着它确实继承了主链的安全性。
Plasma

像 Polygon 这样的公司为开发商和最终用户提供了更快的交易速度和更低的天然气费用。这些显而易见的好处使得在Plasma基础上建立这种技术具有难以置信的诱惑力,而且很容易看出为什么它们会出现爆炸性增长。

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