以太坊是一個單片區塊鏈：它提供自己的安全性，執行自己的交易，並維護自己的數據可用性。
然而，這種傳統類型的區塊鏈——提供自己的安全、執行和數據可用性層的鏈——由於其“全能”方法而面臨固有的局限性。
這些限制可能會導致用戶的高交易成本。
這是因為，以太坊執行層稀缺的區塊空間加上不斷增長的網絡使用需求導致交易擁堵，從而推高了交易成本。
換句話說，單片區塊鏈一次只能支持這麼多交易。
為了解決這些限制，開發人員和研究人員近年來率先推出了一系列不同的擴容解決方案。這些方案有不同形式和容量，但絕大多數作為以以太坊為中心的執行層，提供廉價且快速的加密交易。
本文的這些擴容解決方案已經可以嘗試，更多的正在路上。為了趕上正在發生的一切，讓我們深入了解並把握當代以太坊擴容場景的脈搏！
鏈下與鏈上擴容
以太坊社區同時採用鏈下和鏈上擴容策略。
鏈下擴展是指為以太坊等底層區塊鏈提供外部執行的任何創新。人們將這些創新稱為二層（Layer 2），簡寫“L2”，即在1層之上工作以優化“L1”復仇的能力。
鏈上擴展是指對區塊鏈進行直接修改，以提高其吞吐量。雖然rollup和vslidium等鏈下擴展資源將在短期內擴展以太坊，但網絡的長期擴展補充將是分片，即將以太坊L1拆分為具有共享安全性的多個鏈。
深入理解L2
圖片來自redditor用戶emkoscp
匯總
rollup是一種擴容解決方案，它在其自己優化的執行層上執行交易，但將其交易數據發佈到以太坊（之後可能還有其他L1）。這樣，rollup就直接繼承了以太坊的安全保證。
具體來看，主要有兩種類型：zk rollups和optimistic rollups。
Zk rollup使用zk-SNARK（一種特殊的加密證明）將許多鏈下交易“匯總”為一個可驗證的批次交易。這些小的有效性證明然後被有效地發佈到以太坊區塊鏈。鏈下執行+ 通過zk-SNARKs 臉上數據= zk rollups。
Optimistic rollups也將許多鏈下交易“匯總”成批次交易，但不使用零知識證明。這些rollups“樂觀地”假設交易是有效的，除非通過所謂的欺詐證明成功挑戰。鏈下執行+ 鏈上數據+ 欺詐證明= optimistic rollups。
目前的Rollup有：
有效性
另一種類似rollup的擴容解決方案是validiums。
Validiums的功能類似於zk rollup，因為它們依賴零知識證明來批處理和執行交易。然而，與zk rollups相比，validiums保持其鏈下數據的可用性。這種方案使這些擴容解決方案具有很高的性能，但在一定程度上也具有託管性。
是的！
換句話說，鏈下執行+零知識證明+鏈下數據=validiums。
Validium項目有：
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DeversiFi，當前最大的基於Validium的去中心化交易所。
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Immutable X，以NFT為中心的L2
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Sorare，一款由validium驅動的夢幻足球遊戲
意志
Volitions是混合擴容解決方案，讓用戶能夠在“zk rollup模式”和“validium 模式”之間進行選擇。
在實踐中，這意味著Volitions的用戶可以鏈下執行交易，同時選擇鏈上或鏈下的數據可用性，即通過以太坊或通過validiums。
側鏈
在以太坊的背景下，側鍊是與以太坊兼容的區塊鏈。
它們可以是獨立的區塊鏈，例如Binance Smart Chain (BSC)，或者更普遍的是，它們可以是明確迎合以太坊用戶的定制區塊鏈，例如Polygon的側鏈。這些鏈與以太坊的兼容性源於它們對以太坊虛擬機(EVM) 的支持。
因此，側鏈可以作為以太坊L1的外部執行層，即使它們不直接繼承以太坊的安全保證（如人哦llups）。一些項目，比如Polygon 的側鏈，通過向以太坊提交檢查點來模糊這種區別。
側鏈項目有：
狀態通道
Connext：以太坊最著名的狀態通道項目之一。
狀態通道是一種以多重簽名智能合約為基礎的鏈下擴容解決方案。 ETH等可以鎖定在這些合約中，用於在用戶之間創建雙向支付渠道。
換句話說，這些頻道就像一個“打開的標籤”。用戶可以在彼此之間進行100次鏈下交易，然後關閉他們的標籤並支付賬單，就像通過向以太坊發送最後一筆關閉交易一樣。許多交易可以通過狀態渠道簡化。
狀態通道項目：Connext
等離子體
Plasma鍊是像optimistic rollups一樣依靠欺詐證明的擴容解決方案，但保持鏈下數據的可用性。作為L2研究最早的領域之一，Plasma實現未能獲得與後續的擴容解決方案一樣多的吸引力。
什麼時候分片？
圖片來自trent.eth
以太坊開發社區預計在未來幾年內推出分片。
此更新將在64個新的“分片”或鏈中傳播以太坊以前孤立的協議。通過以這種方式分配區塊鏈的網絡負載，以太坊橫向擴展的L1將大大提高交易延遲和吞吐量能力。
值得注意的是，正如以太坊創建者Vitalik Buterin之前強調的那樣，“分片和Rollup的擴容收益成倍增加” 。總之，這些創新將使以太坊能夠輕鬆支持數十億用戶。
以太坊擴容的未來是模塊化的
直到最近，以太坊一直是一個單片區塊鏈，其安全性、執行力和數據可用性都依賴於自身。
我們現在開始看到的，以及我們將看到更多的未來，是以太坊正在成為一個模塊化的區塊鏈。也就是說，我們將看到以太坊越來越依賴外部執行層和外部數據可用性層來提升其基礎能力。
我們上文已經討論了這些早期外部執行層的樣子，從rollup到側鏈。同樣值得注意的是，像Polygon Avail這樣的定制數據可用性鏈也將在擴展模塊化區塊鏈未來的可能性方面發揮重要作用。