作者:Jasur
每当Gas费再次暴涨时，一场关于以太坊区块链的可扩展性的讨论便又再次回到了舞台中央。
实际上，高昂的Gas费只是以太坊现存问题冰山一角，对交易的需求仍然多于以太坊区块链每次实际能够承担的数量是根本原因。
本文试图从扩展方案是什么为起点，科普当前扩展方案的种类，最后介绍归纳Arbitium扩展方案的生态系统。
以太坊GasFee
一、?什么是扩展方案？
扩展是指增加交易吞吐量和提高交易速度。下图罗列了当前所有可行的扩展方案
当前所有扩展方案?@yasminekarimi_
可以从图中发现，扩展方案被分为了layer1和layer2两类，他们又分别是什么呢？
?layer1扩展方案
数据：一巨鲸地址向Coinbase转入1.34万枚以太坊:8月7日消息，据The Data Nerd监测，0x8f64开头地址今日向Coinbase转入1.34万枚以太坊（价值约2500万美元），目前该地址剩余约7000枚以太坊。该地址持有的以太坊中大部分来自于2016年至2017年间转入的以太坊。[2023/8/7 21:29:21]
layer1扩展方案处理底层协议，也就是主网区块链本身的代码，以此来提高区块链的交易能力。
Layer1扩展方案本身可以分为：协议改进、分片两种。
协议改进：
协议改进是对底层协议所做的改变，以扩大交易吞吐量。
具体而言是通过增加一个区块中可放置的交易数量，减少区块创建之间的时间差，或通过从工作量证明共识模式到权益证明POS的结构性转变来实现
数据：近一周逾5万枚ETH被质押至以太坊2.0存款地址:据欧科云链链上大师数据显示，当前以太坊2.0存款地址已收到825万ETH，占以太坊供应量的7.03%，近一周新增质押50016 ETH，环比下降54.04%；当前已有53696个地址进行质押，环比新增779个。[2021/11/15 6:52:07]
分片：
分片将一个区块链的计算任务和数据空间划分为多个链。
分片区块链协议自然意味着将初始网络的节点分为更小的组，每个组负责批准待定交易的独特子集并存储全局状态的子集。
?layer2扩展方案
Layer2是指在底层区块链协议之上运行以提高其可扩展性和效率的网络或技术。
例如比特币和闪电网络之间的关系，说白了就是跟以太坊主网一样，但更快！
数据：灰度ETH信托交易溢价11%，以太坊日交易量超过BTC:在过去24小时内，大约有价值600亿美元的ETH易手，而BTC的交易量为500亿美元。5月25日，一张CoinGecko数据的截图在Crypto Twitter上流传，显示ETH的日交易量已经超过了1150亿美元，而比特币的交易量则接近530亿美元。
CoinGecko的联合创始人兼首席运营官Bobby Ong在接受Cointelegraph采访时透露，截图中描述的数据并不准确，原因是API错误，或者是洗盘交易，导致EXX交易所报告的ETH量被夸大。目前，Coingecko已经禁用了来自EXX的数据源。（Cointelegraph）[2021/5/26 22:46:15]
这类扩展解决方案需要将区块链协议的部分交易负担转移到相邻的系统架构，隔壁老王处理好了然后才向主区块链报告以最终确定其结果。
Near与以太坊跨链彩虹桥已正式上线，支持任何ERC20代币:4月6日消息，公链项目NEAR宣布，NEAR-以太坊跨链工具彩虹桥已正式上线，所有ERC-20系列通证可以在NEAR和以太坊之间实现无缝转移。彩虹桥是一种无需信任的、无需许可的通用性协议，可以用来连接多个区块链，不局限于以太坊。彩虹桥协议无需信任任何人，只需相信它所连接各个链的共识是安全的。通过使用彩虹桥工具，开发者能够通过NEAR和以太坊中任意一条链访问另一条链应用状态，最终这一范围将扩展至任意一条区块链。通过彩虹桥将同质化通证转移至NEAR用户，可以利用NEAR所能提供的1~2秒交易时间、低交易费（通常低于1美分）和较低跨链转账费用优势。[2021/4/6 19:51:42]
通过将大部分数据处理抽象到辅助架构，底层区块链变得不那么拥挤——最终更具可扩展性。
Layer2扩展方案可就多啦！因为叠层协议的改变必然有限，但“叠叠乐”的方法可就多了去了。
声音 | 韩拾二：以太坊Gas上限还会缓慢提高:昨日，矿工投票将以太坊区块的Gas Limit提高到了810万，以缓解当前以太坊网络的负载（提高Tps）。加密分析人士韩拾二表示：预计Gas Limit还会继续提高，最终Gas Limit能提高到多少尚不确定，要根据以太坊网络实时的运行情况来判断；提高区块Gas Limit意味着单个区块打包交易的数据量提高，进而区块越大，使得信息传播速度越慢，同时会导致孤块和叔伯块的出块概率增大，这是矿工和用户都不愿意看到的情况；所以也不能一下子大幅度提高区块的Gas Limit，要一点一点来。最近运行在以太坊网络的业务量倍增，导致Gas费翻了几倍，开发者和用户的使用成本提高了很多。以太坊头部效应显著，开发者和用户只会更加看好以太坊，而不会因为Gas费的上涨而弃用以太坊。近期，ETH价格上涨30%-50%问题不大。[2019/9/16]
侧链：侧链是与区块链相邻的交易链，通常用于大批量交易。侧链使用独立的共识机制——即与原始链分离——可以针对速度和可扩展性进行优化。交易都让侧链做了，主网以太坊就只需要维护整体安全，确认批量交易记录，就通畅多了，比如Polygon。
嵌套区块链：
嵌套的第2层区块链在主链之上运行。基本上，第1层设置参数，而嵌套的第2层区块链执行流程。
一个主链上可以有多个区块链级别。将其视为典型的公司结构。不是让一个人完成所有工作，而是经理将任务指定给下属，他们在完成各自的任务后向经理汇报。
通过这样做，在提高可扩展性的同时减轻了管理者的负担。
状态通道：
状态通道允许区块链参与者之间进行双向通信。这样做，参与者可以减少等待时间，因为没有第三方参与该过程，在完成整个交易集之后，他们将最终的通道状态添加到区块链中。这一类扩展典型为闪电网络。
Rollups：
Rollups通过在单个“批次”中进行汇总交易，使用压缩工具以及在链外验证它们，然后将状态数据存储在第1层扩展方案上，从而来扩大主网。
压缩和批处理带来了更高的吞吐量，使得每个交易的速度加快以及成本最小化。
?layer1和layer2的关系
从下图中可以清晰的观察到layer1和layer2的区别，layer1是在主链上进行改动，而layer2是在主链之上进行链的叠加。
Layer1、layer2关系示意图
二、?Arbitium扩展方案
Arbitrum技术是众多layer2解决方案之一，从属于上文中提到的Rollups类方案。但Arbitrum是OptimisticRollup，也即乐观主义Rollups。
这种乐观体现在：只有当一个节点怀疑某个交易是欺诈性的，才会进行证明计算，从而进一步提高交易速度和吞吐量。也就是说OptimisticRollup是遵从“人本善”之理。
仅仅扩大规模是不够的。在增加其交易吞吐量的同时，区块链必须保留区块链技术的两个基本属性：去中心化和安全。这就是所谓的区块链三难问题。
截至目前，唯一能满足这三个要素的以太坊扩展方案就是像Arbitrum这样的rollups。
在处理能力方面，Arbitrum应该可以实现40000个TPS，与使用以太坊底层扩展相比，有5倍的平均成本优势。
除此之外，Arbitrum实际上正在努力将费用进一步降低90%-95%。
Arbitrum是截至目前最兼容EVM的第2层扩展方案。这使得开发人员将现有的以太坊应用程序迁移到rollups上几乎是不费吹灰之力的，因为他们不需要重写代码。
Arbitrum目前可以支持不计其数的dApp，是最大的以太坊第二层网络。
Arbitrum每日交易量一直在上升，截至今日2021年11月30日日交易数达到2902笔。
Arbitrum日交易数
截至2021年11月30日，Arbitrum上的总锁仓量已达到24.3亿美元
Arbitrum锁仓量
Arbitrum每日新增钱包数也持续上升，达到每日新增186条，总钱包地址达到291876条。
Arbitrum日新增钱包数
三、Arbitrum生态
自8月31日ArbitrumOne上线以来，越来越多的项目陆续宣布与之达成合作，从下面这张生态图也可以看出，Arbitrum生态也越来越丰富。
Arbitrum生态可以分为跨链桥类、钱包类、工具类以及dapps，如下图所示。
ArbitrumOne生态图概览
?钱包类
钱包列表如下，包含传统钱包、DeFi钱包、智能合约钱包以及其他基础设施。
?工具类
?Dapps去中心化应用
跨链桥类
总结
从上述整体上看Arbitrum是一个有未来的layer2，有着强大的性能、良好的兼容性、完整的生态等等。
在以太坊2.0到来之前，Arbitrum提供了一个近乎完美的解决方案，期待Arbitrum的未来！
来源：金色财经
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