您是不是很讨厌堵车，特别是在赶时间的时候？ 在这种情况下，您会开始思考，每天有多少条道路可以为成千上万的汽车和通勤者提供服务。 有趣的是，相同的情况在加密货币领域也存在，被称作可扩展性问题。

当区块链网络达到一定容量限制时，就会发生这种情况。 您可以把它看成由于道路拥挤，车辆流量逐渐增加。 在加密货币领域，如果很多人尝试同时进行交易就会发生这种情况。 为解决此问题，第二层应运而生，旨在解决加密货币的可扩展性问题。 但到底什么是可扩展性问题，第二层网络如何能解决此问题呢？ 让我们一起探究。

区块链可扩展性问题简述

如果您快速浏览一下加密货币的当日市值，您会惊讶地发现，有多少人已经入手了这些货币（无论其目的如何）。 在撰写本文时（2022 年 1 月 25 日），比特币（BTC）的市值已经超过 6862.1 亿美元，而以太币（ETH）的市值已超过 2865.5 亿美元。

这些庞大的数字证实，越来越多的人已经开始探索不同的加密货币。 与此同时，要完成的交易越多，区块链网络也就变得越繁忙。 这就带来了可扩展性问题。

让我们以以太坊网络为例。 在以太坊区块链上，高需求导致交易速度变换，且ETH gas 价格也变得越来越高昂。 比特币的区块链也是如此，需要同时应对大量交易的涌入。

为了提高网络的运营效率并改善流程，开发人员给出了第二层可扩展性解决方案。

什么是区块链层，它们是如何运作的？

如果可扩展性问题相当于道路拥堵，那么第二层就相当于额外的道路和街道。 此术语用来称呼为扩展区块链网络而创建和设计的解决方案。

之前，我们提到当网络变得非常繁忙时，交易速度和流程可能会变慢，交易成本会变得更高。 而这些正是第二层要解决的问题。 为了帮助您更好地理解第二层的运作方式，我们先来谈谈第一层。

第一层

在加密货币领域，第一层（或主链）是 标准或基础共识层。几乎所有交易都在这里发生并解决。 范例包括比特币网络、以太坊网络和其他加密货币网络。 您可以把它想象成一条高速公路，几乎所有汽车和其他特定方向行驶的车辆都要经过这条高速公路。

当车辆数量增加时，开始出现拥堵问题。 进入并在区块链网络中完成的交易也是如此——因此，我们就需要扩展性解决方案。

第一层扩展解决方案包括 共识协议改善，也就是您可能经常听到的工作量证明 (PoW) 和 权益证明 (PoS)这些术语。 还有一种叫做分片，即将整个区块链划分不同的数据集，称为“分片”。

如果网络需要每秒完成更多交易或降低费用——或者两方面都需要满足，那么第二层解决方案可能是另一个不错的选择。

第二层

简单来说，第二层就是建立在第一层之上的另一层。 它的好处是不需要对第一层进行任何更改，也就是说，基础层的系统和流程不会有中断或更改。 第二层的目标是通过处理链下交易来帮助提升第一层的能力。

也就是说，第二层必须能够分担工作、减少整体拥堵，并避免单点故障。 这样，交易速度和用户体验不会受到影响，交易可以平稳安全地照常运行。

深度探究第二层可拓展性解决方案

在理想情况下，区块链网络每秒能够处理无限数量的交易， 这称为吞吐量或 TPS。 然而，根据当下加密货币网络的实际表现，我们会看到，处理无限数量的交易仍远未成为现实。

比特币主链可以运行大约 3 到 7 TPS——此数字与 Visa 的约 20,000 TPS 相差甚远。 但另一方面，比特币的网络无疑更加安全，因为它是去中心化的，每笔交易都必须由多个节点或区块链基础设施的数据管理员批准、开采、分发和确认。

为了提高网络的速度和效率，同时保持其可靠的安全性和完整性，第二层扩展解决方案应运而生。 其中包括：

  • 状态通道

状态通道使用多重签名合约来促进链下的快速交易，并通过主链最终完成交易， 从而减少了网络拥塞，降低了交易费用，避免了处理延迟。

  • 侧链

这是一个与以太坊虚拟机（EVM）兼容的独立区块链，与主链并行运行。 它通过双向桥与以太坊合作，在自己的共识和区块参数下运行。

  • 卷叠 (Rollup)

卷叠在主链之外执行交易，并在达成共识时将数据发布到第一层。 卷叠有两种类型：ZK 卷叠 (ZK-rollups) 和乐观卷叠 (optimistic rollups)。

零知识 (ZK) 卷叠收集或汇总数百个链下交易，并创建简洁的非交互式论证知识（SNARK）。 使用 ZK 卷叠只需要有效性证明，不需要交易数据。 这使得验证区块的速度更快、成本更低。

而乐观卷叠则不进行任何计算，而是向主链提出新状态或“公证”交易。 使用以太坊时计算会比较昂贵，这使得乐观卷叠成为降低 gas 成本的理想选择。

  • 等离子体 (Plasma)

这是为以太坊网络设计的，使用智能合约和梅克尔树 (Merkle Trees) 构建，是以更简单的方式组织大量数据的一种方法。 等离子体可以开发无限数量的侧链或以太坊网络的较小副本。

第二层网络范例

现在，您已经了解第二层扩展解决方案是什么，让我们继续讨论加密货币领域中的第二层范例。

  • 比特币 Lightning 网络

比特币 Lightning 网络是一个去中心化的系统，允许用户以较低的成本进行即时、大量的小额支付。 该支付协议是广泛使用的、快速简便的比特币交易渠道之一。

  • 路印 (Loopring)

路印使用来自以太坊的开源智能合约来开发自己的项目。 它的创建是为了解决中心化和去中心化交易所面临的挑战，允许投资者将投资存储在自己的钱包中，同时以中心化的方式完成交易。

  • Polygon

Polygon 为以太坊网络的安全性以及开发人员提供开发服务。 开发人员用其工具来打造优化的、基于以太坊的技术。

  • Optimism

Optimism 提高了以太坊交易的可负担性。 除此之外，Optimism 还为以太坊用户开发交易速度。

第二层之外

毫无疑问，区块链的第二层为其支持的网络及其用户带来了许多益处。 正如我们之前的探讨，第二层的开发解决了不同加密网络（包括比特币和以太坊）上不断增加的负载问题。

随着加密货币交易之路的开通，越来越多的人将尝试使用数字货币，探索它的非凡潜力。 很快，我们将会看到其他网络提供更加易于访问、更快捷、更经济的加密货币交易。