以太坊一直是消费者和开发者的最佳选择区块链，在 DeFi 和 NFT 里的 TVL 超出 550 亿美金。但是，这么高的互联网采用率也帮以太坊互联网增添了基本问题，尤其是在它可扩展性能，但是目前网络的在保证最理想的区块链技术水平的与此同时，每秒钟均值只有解决 13.5 笔交易。

为了保证以太坊不可扩展性，最近几年研发了多种多样方式，现在正在科学研究大量方式。这种解决方法包含状态安全通道、Plasmas、Validiums、Rollups 和主链。

尽管他们有可能被归类为不同类型的类型，可事实上他们可能并不不一样。一些主要观念实质上是同样的，而且一般是建立在之前的观念以上。

因而，文中的其他部分致力于简述这种以太坊扩展解决方法事实上是怎样随着时间推移而持续发展的。

以太坊扩充解决方法

以太坊扩展解决方案实例。（* 主链能够扩展以太坊，但无法从以太坊安全性中获益）

状态安全通道

状态安全通道是以太坊扩充最开始都是有效的方法。重要理论是在链下解决交易，只将最后的结果公布回主互联网。这将会降低到主网上线的不必要正中间交易，从而降低隐性的网络拥塞。

状态安全通道客户流。以太坊交易的总数能够减少到 2 笔——开启和关掉安全通道。

以下属于链下交易在背后的工作状态。想象一下 2 个客户 A 和 B 要想在彼此之间转帐。假如 A 向 B 推送 10 美金，B 向 A 推送 5 美金，最终 A 向 B 推送 20 美金。不要在链上各自推送这 3 笔交易，如果他允许 A 需要在每笔交易中往 B 推送一共 10-5 20= 25 美金。

为了能归纳这样的想法，一组参加者能打开一个状态安全通道并把资金锁住在在网上通道多重签名区块链智能合约中。随后，他们能够在彼此之间处理链下交易，而且只会在允许开启资产并关掉安全通道之后才将最后状态升级到以太坊。

状态安全通道主要运用于必须就彼此之间的个人行为达成一致的双方中间的微交易和付款。他们不能够很好地扩展以适用区块链智能合约，由于

dApp 一般涉及到很多终端用户，这也使得多方间的协议书更复杂。

区块链智能合约 dApp 一般需要由所有人在以太坊或状态安全通道上不用批准地开展互动，进而在每一个在网络上建立不同类型的客观事实。

Plasma

Plasma 按时将 Merkle 根状态hach分享到以太坊。在有些人给予诈骗证实并怀疑其实效性以前，全部状态升级都被称作合理。

Plasma 链只是一个由营运商运转的单独区块链，它按时将控制点储存到以太坊互联网。这种控制点储存为 Merkle 根状态hach以提升 gas 高效率。这就意味着一切交易测算都能够卸载掉到 Plasma 链并实现可扩展性，与此同时运用以太坊层来检验 Plasma 链的状态升级准确性。

为了保证状态变换恰当，Plasma 使用了防欺诈体制。每一个衔接都被视为正确，直至有些人在这个的时间内并对提出异议（根据给予使衔接毫无意义的直接证据）。一切不恰当状态变换也将被简单的丢掉，而新的变换将是建立在此前正确变换以上。

Plasma 在通常情况下能够很好地工作中。但是，难题之一是当操作者崩溃或故意时。假如营运商终止给予交易信息内容，那样没人将可以形成证实来让状态变换失效。因而，营运商的所有故意个人行为（比如营运商从另一个帐户盗取资产）最后都会在主网上线里被接纳。

在这样的情况下，为每一个客户执行“规模性撤出”计划方案，以应用全新的高效状态撤出 Plasma 生态体系。可是，全部状态数据信息要被数据归档到以太坊上，这也许会引起网络拥塞。

另一个难题是是非非 EVM 兼容模式。通用性区块链智能合约的状态没有明确类似所有权构造，这就意味着任何人可能会在状态变换中取得进展，从而使得这种合同没法退出游戏。

Validium

Validium 在以太坊上发布 Merkle 根状态hach和 ZK 证实做为控制点。状态升级更新的准确性由 ZK 证实来检验。

Validium 还运作自已的区块链并把 Merkle 根状态hach分享到以太坊，类似 Plasma。它们关键区别就是状态升级认证体制。Plasma 取决于防欺诈体制，而 Validium 应用零专业知识 (ZK) 证实，比如 ZK-SNARKs 和 ZK-STARKs。

ZK 证明产生的测算连着状态升级一起递交给以太坊，以保证状态变换是有用的。虽然 ZK 证实错综复杂的形成全过程还可以在链下测算，但链上认证非常非常容易。这也使得 Validium 还可以在以太坊上升级状态和证实后马上明确。

但是，因其复杂的密码测算，ZK 证实与 EVM 字节码存有兼容模式限定。因而，现阶段可利用的 Validium 应用软件仅限简易的用处，比如货币传送，仅涉及到简单加减运算。

除开 EVM 兼容问题以外，数据可用性仍是一个问题。Validium 依然取决于链下数据储存（根据数据可用性联合会或 DAC）来保证交易数据信息自始至终能够复建为完备的区块链状态。可是，从而为安全模型增强了另一层信赖，因为他必须信赖另一方自始至终可以用并正常运转，即便该才是区块链技术的。

Rollup

Rollup 公布状态根和缩小交易信息内容（再加上 ZK Rollup 里的 ZK 证实）。

Rollup 克服了数据可用性难题。他们能够被称之为下一代 Plasma 链和 Validium。除开状态升级（在 ZK Rollup 的情形下再加上 ZK 证实）以外，交易信息内容做为 calldata 在以太坊上发布。这就意味着给出在以太坊上递交的全部 calldata，一直能够重新开始复建区块链的现阶段状态。因而，并不需要独立依靠一切第三方，如 DAC 来储存状态树。

主要有两种关键类别的 Rollup：Optimistic Rollup 和 ZK Rollup。

Optimistic Rollup

与 Plasma 链的工作状态类似，Optimistic rollups 觉得状态变换是有用的，直至有些人考验。所有人都可以以在以太坊互联网上的“验证者合同”上开展的防欺诈体制来怀疑并宣称状态升级有误。

防欺诈体制有很多种方式：

• Optimism 应用单论互动式证实，以太坊必须要在链上实行全部 L2 交易以完成认证。此方法可以马上避免诈骗，但会引发大量测算 gas 成本费。
• Arbitrum 应用多次防欺诈，实行链下二进制检索来搜索失效变换状态升级更新的“操作码”。只有一个操作码在链上实行，这就意味着这儿所需要的 gas 略低的多。

最后，防欺诈可保证以太坊上公布的状态合理且彻底可重构，而无需信赖外界多方。Optimistic rollups 也和 EVM 适配，这就意味着在以太坊上运转的一切 dApp 都能轻松移殖，而无需变更一切编码。这也使得 Optimistic Rollup 做为以太坊扩展解决方法被普遍选用。

ZK Rollup

ZK rollup 仅仅 Validium 和数据可用性的融合。该链按时在以太坊上递交其hach状态及其缩小的交易数据信息，并用实效性证实来检验状态变换。

与 Validium 类似，ZK Rollup 没法高效地与 EVM 适配，由于为彻底模块化 EVM 自然环境形成证实可能还需要几小时来完成。追求完美应用 EVM 或 ZK-EVM 开发设计 ZK rollup 的一个项目已经均衡 EVM 兼容模式和特性间的衡量。实际上，Vitalik 将 ZK-EVM 分成 4 种种类，从彻底等效于以太坊到一部分适配 EVM，如下图 1 所显示。

图 1. 不同种类的 ZK-EVM。

现阶段，仅有并未与 EVM 等效电路的 Type 4（比如 zkSync 和 Warp）和 Type 3（比如 Scroll 和 Polygon Hermez）是合理的，由于务必采用更多变通方法来用 ZK 证实来充分运用 EVM 功能的。但随着以太坊越来越对 ZK-SNARK 更为友善而且正在进行中更多科学研究和开发，我们要可以看见 Type 2 和 Type 1 ZK-EVM 不久的将来越来越广泛。

主链

主链是单独的区块链，运作自已的区块链主要参数和共识机制。她们能通过双重桥与以太坊通讯。但是，与其他任何扩展解决方法不一样，主链不容易将一切交易或状态数据发布到以太坊；因而不必承继以太坊安全性。因为主链有着自己的区块链主要参数，他们能通过调节一些主要参数（比如降低区块链时长和增加块大小）轻轻松松适用比以太坊所提供的更高货运量。但是，他们通过放弃可靠性和区块链技术来达到这种总体目标，比如具备去中心化验证者或者需要高档测算硬件配置。因为以太坊的发展目标是致力于区块链技术和安全系数，主链并不是以太坊慈善基金会做为扩展解决方案关键，虽然他们被称之为降低以太坊交易流量最管用方法之一。

扩展解决方案将来

从前的扩展解决方法随着时间推移而发展趋势——克服了之前扩展设计方案中的重要难题，比如状态变换认证和数据可用性。在目前环节，rollup 被称之为扩展以太坊的最前沿解决方案，因为它运用了以太坊可靠性和 EVM 兼容模式以合适通用性主要用途。但是，在 Rollup 层面依然存在很多可能性的改善行业，并实现进一步安全性、区块链技术与可扩展性：

• 区块链技术 Rollup 排列器——Rollup 可以借助类似 PoS 机制的来选择排序器，从而降低去中心化和核查风险性。
• Rollup 中间最直接的通讯安全通道——在没有任何以太坊做为媒体的情形下，在 Rollup 之间桥接模式和消息传递能增强客户体验并减少交易成本费。

尽管像 Rollup 这种链下扩展解决方法早已能够提供多种可扩展性，但以太坊都有自己的方案，根据 ETH 更新在基础梁开展扩展。以太坊分片作为主要的里程碑式更新之一，将可以通过与 Rollup 的集成化进一步协作提高以太坊不可扩展性。

• 分片做为 Rollup 的数据可用性层——64 个以太坊 2.0 分片链中的一些能够作为 Rollup 的“数据库管理”，确保在其上发布hach根。从理论上来说，分片和 Rollup 能将以太坊货运量提升到 100,000 TPS。
• 编码可操作分片——别的分片链将可以运作 EVM 字节码和以太坊等区块链智能合约。但是，因为之前的分片链应用所提供的大货运量，这类达到的实际需求尚需明确。

凭着充足的可扩展性，以太坊能够适用现阶段所使用的 web2 服务项目（如 Visa）高的交易货运量。向金融业未来的发展踏出极为重要的一步。

来源：iNFTnews深层优选