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查看食譜 什麼是第二層區塊鏈?L2 擴容技術淺顯易懂的解說 |Quicknode已通過 SOC 2 Type II 認證 · ISO 27001
答案>了解第二層網路與 Rollups>什麼是第二層區塊鏈? 簡而言之:第二層(L2)區塊鏈是一個獨立的網路,運行於像Ethereum 這樣的第一層(L1)鏈之上,既繼承了其安全性,又大幅提升了可擴展性。由於 L1 網路的處理能力有限(Ethereum 每秒約處理 30 筆交易),因此 L2 會在主鏈之外執行交易,並定期將壓縮後的結果結算回 L1。這種架構能提供高出 10 至 100 倍的吞吐量,並大幅降低手續費。 最常見的 L2 類型是 Rollup,包括樂觀 Rollup(Arbitrum 、Optimism 、Base )和零知識 Rollup(zkSync 、StarkNet )。第二層擴容已成為在不犧牲基礎層安全性與去中心化的前提下,擴展區塊鏈容量的主導策略。
簡單的解釋
不妨將第一層(Layer 1)區塊鏈想像成一座法院。每份官方紀錄都會存檔於此,而法院會保證這些紀錄的真實性與永久性。但法院的處理能力有限,每天只能處理一定數量的案件;在繁忙時期,等待時間和立案費用往往會變得不合理。
第二層(Layer 2)就像一家在法院大樓外運作,但將最終紀錄提交至法院的律師事務所。該律師事務所每天處理數百起案件(速度遠快於法院),負責準備所有文件,並定期將已完成工作的摘要彙整後送交法院進行正式登記。法院會核實摘要是否正確,並加蓋官方印章予以認證。律師事務所負責處理大量案件;法院則提供權威性背書。
以區塊鏈術語來說,L2 能在其自身網路中快速且低成本地處理交易。它會定期將數百或數千筆交易壓縮成單一批次,並將其上傳至 L1,由 L1 進行驗證並永久儲存。使用者在 L2 上可享有快速且低成本的交易服務,而其資料最終則由 L1 的完整驗證者集提供安全保障。
第 2 層的運作原理
第二層(Layer 2)的核心機制在於執行分離。 L2 透過自身的區塊生成基礎架構,在其專屬鏈上執行交易。使用者與 L2 的互動方式,彷彿它是一條獨立的區塊鏈:他們發送交易、與智慧合約互動,並在數秒內看到確認結果。關鍵差異在於,L2 並未維持自身獨立的安全性。相反地,它會定期將證明或壓縮資料回傳至 L1,藉此將其狀態錨定於 L1 的安全保證之上。
此發布機制建立了一項關鍵的安全特性:即使 L2 營運商停止運作、失控或完全消失,使用者仍可透過參照發布至 L1 的資料來取回資金。L1 扮演著最終真相仲裁者的角色。這正是真正的 L2 與側鏈之間的區別所在——側鏈擁有自身獨立的安全模型,並不會繼承 L1 的安全性。
最常見的 L2 架構是 Rollup,其分為兩種類型。樂觀型 Rollup(Arbitrum 、Optimism 、Base )預設假定交易均為有效,僅在爭議期間內有人對結果提出異議時才會進行驗證。ZK Rollup(zkSync 、StarkNet 、Scroll )則會產生加密證明,透過數學方法驗證正確性,而 L1 會立即對此進行檢查。
為何第二層(Layer 2)至關重要
第二層(L2)解決方案能在無需修改第一層(L1)的情況下,解決可擴展性問題。若直接提升Ethereum 的第一層(L1)吞吐量(例如增加區塊大小或縮短區塊生成時間),將會提高節點的硬體需求,進而削弱去中心化程度。第二層(L2)提供了一種替代方案:在維持第一層(L1)去中心化與安全性的同時,於其上建構可擴展的執行層。
其經濟影響相當顯著。在Ethereum 的 L1 層上,當網路擁塞時,一筆簡單的代幣轉帳通常需花費 5 至 20 美元,但在 L2 層上,這筆費用通常不到 0.01 美元。而在 L1 層上需花費 50 至 100 美元的複雜 DeFi 互動,在 L2 層上僅需幾美分。這項手續費的降低,使得區塊鏈得以應用於日常交易、微支付、遊戲及社交應用程式——這些在 L1 層上原本會因成本過高而難以實現。
目前領先的 L2 鏈每日處理的交易量已超過Ethereum 的 L1 鏈,並保障著數十億美元的總鎖定價值。僅Arbitrum 、Base 及Optimism 四者,其合計交易量便已超過Ethereum mainnet 。
第一層(Layer 1)與第二層(Layer 2)有何區別?
第 1 層是提供安全性與最終結算的基礎區塊鏈,而第 2 層則是建構於其上的、執行速度更快的網路。下表針對開發者與使用者最為重視的面向,對這兩層進行了比較。
面向 | 第 1 層 | 第 2 層 |
|---|
角色 | Base 沉積層 | 建構於 L1 之上的執行層 |
安全 | 其自身的驗證器集 | 繼承自 L1 |
吞吐量 | 有限,約 30 TPSEthereum | 高出 10 至 100 倍 |
費用 | 更高 | 低得多 |
範例 | Ethereum,Bitcoin | Arbitrum,Optimism,Base |
簡而言之,第一層(Layer 1)的區塊鏈扮演著信任錨點的角色,而第二層(Layer 2)則在承擔繁重的執行工作之際,借鑒了這種信任。正是這種分工,讓網路得以擴展規模,同時又不削弱其基礎層。
第 2 層擴展解決方案主要有哪些類型?
並非所有第二層解決方案都以相同的方式運作。它們在證明鏈外活動的有效性以及交易資料的儲存位置方面存在差異。下表彙整了最常見的設計方案。
類型 | 其籌集資金的方式 | 範例 | 主要的權衡 |
|---|
樂觀型 Rollup | 具有挑戰視窗的防詐騙證明 | Arbitrum,Optimism,Base | 提領至 L1 的速度較慢 |
ZK Rollup | 在 L1 上驗證的有效性證明 | zkSync,StarkNet,Scroll | 證明生成是一項運算密集型的任務 |
瓦利迪ウム | 有效性證明、鏈外資料 | 基於 StarkEx 的應用程式 | 數據可用性較低 |
國家頻道 | 鏈下簽署的更新 | 付款管道 | 僅限固定參與者 |
第二層交易手續費是如何運作的?
L2 手續費包含兩部分:在 L2 層本身支付的一筆小額執行費,以及將批次資料發送回 L1 所產生的部分成本。由於數百筆交易共享單一 L1 批次,因此每筆交易的成本大幅降低。 當基礎層(L1)繁忙時,L2 手續費也可能隨之上升,因為上傳資料會與其他交易競爭 L1 區塊空間。這正是為何 L1區塊鏈的擁塞仍會影響 L2 定價,以及為何吞吐量與延遲都會形塑使用者體驗的原因。
第二層(Layer 2)的安全性是否與第一層(Layer 1)一樣高?
一個設計完善的 Rollup 能繼承 L1 對資料完整性的安全性,因為任何人都能根據發佈至 L1 的資料重建 L2 狀態。主要差異在於活性與時序方面。 大多數 L2 層都依賴單一排序器來對交易進行排序,這構成了集中化點;而提領至 L1 的操作可能需要等待挑戰窗口結束或證明確認後才能完成。理解排序器的角色以及 L2層的最終性,有助於您判斷一筆 L2 交易實際上已確認到何種程度。
常見問題
第 2 層(Layer 2)是一條獨立的區塊鏈嗎?
是又不是。L2 層擁有自己的執行環境並生成自己的區塊,因此其運作方式類似於獨立的區塊鏈,但它並非獨立存在。它透過在第一層(Layer 1)發布資料或證明來錨定其狀態,這正是它得以借用基礎層安全性的原因。
為什麼第二層交易費用較低?
L2 會將大量交易批次處理,並將一份壓縮後的摘要上傳至 L1,因此昂貴的 L1 結算成本由數百筆交易分攤。交易執行則在成本較低的 L2 基礎設施上進行,這正是為何在 L1 上需花費數美元的轉帳,在 L2 上僅需幾分之一美分的原因。
第二層(Layer 2)與側鏈(sidechain)是一樣的嗎?
不。側鏈擁有獨立的安全模型和驗證者集,因此資金的安全性取決於側鏈自身的安全性。真正的 L2 層是透過將資料上傳至 L1 層來繼承其安全性,這意味著即使 L2 營運商消失,使用者仍可從 L1 層取回資金。
哪些是目前最受歡迎的第二層網路?
按交易量和價值計算,Ethereum 中規模最大的 L2 鏈包括:在樂觀型 Rollup 中有Arbitrum 、Base 以及Optimism ;在 ZK Rollup 中則有zkSync 、StarkNet 以及Scroll 。這些鏈每天處理的交易量總和,甚至超過了Ethereum mainnet 。
我可以在第二層(Layer 2)上使用同一個錢包嗎?
通常是這樣。像Arbitrum 、Base 和Optimism 這樣的 EVM 相容 L2 網路,其地址格式與Ethereum 相同,因此只要您新增該 L2 網路,並將其指向該鏈的 RPCendpoint ,標準錢包即可正常運作。
Quicknode 如何支援 Layer 2s
Quicknode 為所有主要 Layer 2 網路提供原生 RPC 支援,包括Arbitrum 、Base 、Optimism 、zkSync 、StarkNet 、Scroll 、Polygon zkEVM 及其他網路。 開發者可透過與 L1 相同的平台和 API 模式存取 L2,並享有同樣 99.99% 的正常運作時間服務水準協議 (SLA) 以及全球分散式基礎設施。Quicknode Streams 支援來自 L2 網路的即時資料串流,提供與 L1 相同的索引和資料管道功能。對於正在開發橫跨 L1 和多個 L2 的跨鏈應用程式的團隊而言,Quicknode 的多鏈平台可免除為每個網路管理獨立基礎設施供應商的需要。
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