扩容问题
以太坊的扩容问题
以太坊 是一个通用的区块链平台，支持 智能合约 的部署和执行。
以太坊的核心价值是它坚持于安全和去中心化。以太坊的设计使得世界各地的计算机（甚至是便宜的计算机，如 树莓派）都可以参与网络，运行区块链的本地节点并处理新交易。
然而，以太坊强大的去中心化和安全性是以牺牲可扩展性为代价的：为了确保所有参与节点都能跟上网络的进度，网络的吞吐量是有限的。这样的限制最终会导致用户端的成本和延迟增加。
扩容解决方案
以太坊的扩容解决方案旨在在不牺牲去中心化或安全性的情况下提高网络的吞吐量。
扩容解决方案主要有两种类型：一层（Layer 1）扩容解决方案和二层（Layer 2）扩容解决方案。
Layer 1 (后文简称 L1) 扩容解决方案尝试通过直接修改以太坊区块链来扩展网络。这里的术语“Layer 1”是指核心的以太坊区块链。通常，很难设计出能够提高吞吐量并同时保持高级别安全性和去中心化的一层扩展解决方案。因此，最近的扩容工作已从一层解决方案转向二层解决方案。
Layer 2 (后文简称 L2) 扩容解决方案是位于以太坊一层之上的网络 - 它们本质上是独立的区块链，以某种方式“锚定”到底层以太坊区块链。这些二层网络通常可以比底层网络以更高的速率处理交易，因为它们不受相同的限制。“锚定”机制的细节在各个二层中有所不同，使二层网络能够继承以太坊一层网络的强大安全性和去中心化性。
接下来是什么
Rollups 介绍
什么是 rollup?
Rollups 是以太坊生态系统中最主要的 L2 扩容解决方案，被视为以太坊路线图的 核心部分。
Rollup 在链下（即不在 L1 ）处理交易的批次，然后将结果数据发布到链上（即在 L1）。
每笔交易的执行都是在链下执行的，不需要在 L1 节点上重新执行。这可以大幅提高交易的吞吐量，而不会影响 L1 的去中心化。
为了确保 rollup 的安全，它必须证明其链下计算（交易处理）已经正确执行。证明链下计算有效性的机制主要有两种：有效性证明和欺诈证明。
什么是 optimistic rollup?
Optimistic rollup 是使用欺诈证明来确保其计算有效性的 rollup。
欺诈证明机制下，允许用户挑战和证明在 L2 上执行的任何计算是无效的。如果成功提交欺诈证明，则可以将 L2 回滚到之前的状态，从而更正无效的计算。欺诈证明基于至少有一个诚实的一方在检查 L2 交易是否正确执行。
什么是 ZK rollup?
ZK rollup 是使用有效性证明来确保其计算有效性的 rollup。
当 ZK rollup 执行交易的批次并将结果状态发布到 L1 时，它还会发布有效性证明。这个数学证明，可以证明结果状态确实是正确执行一批交易后所生成的状态。
如今，有多种类型的 ZK rollup，广义上定义为 zkVM（零知识虚拟机）或 zkEVM（零知识以太坊虚拟机）。
zkVM 从头开始设计，可与 ZK 电路很好地配合使用，并且与 zkEVM 相比，需要完全不同的开发工作流程。其中的例子包括 Starkware 和 Aztec。
zkEVM 旨在模拟 EVM。zkEVM 主要有两种类型：字节码层面兼容和语言层面兼容。字节码兼容的 zkEVM 在非常低的水平上模拟 EVM，与以太坊 L1 相比，可实现几乎相同的开发和用户体验。语言层面兼容的 zkEVM 将 Solidity 和其他高级语言编译为不同的字节码，这可能会导致工作流程发生变化。zkSync 是最流行的语言层面兼容的 zkEVM。
Scroll 是字节码兼容的。之所以选择这种方案，是因为它带来了如下好处：
- Solidity, Vyper 和 Huff 开箱即用
- 无需重新进行合约审计
- 继承大多数现有工具
- 与以太坊几乎相同的用户体验和开发者体验
有关 Scroll 方案的更多详细信息，请参阅“技术”部分。
延伸阅读
- Rollups 的不完全指南 - Vitalik Buterin
- 扩容 - 以太坊文档