给区块链扩容难吗？从比特币到以太坊
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DeFi业务的增长从2020年起飞，TVL从$600M到$25B，增长了40倍。从一个现象就能直观感受：DEX去年从每日数千笔到达数十万笔规模，Uniswap的单日交易量甚至一度超过了老牌中心化交易所Coinbase。
以太坊上的交易量不断攀升，区块容量却开始吃紧，而矿池选择GasPrice竞价排序交易使其利益最大化。同时考虑到DeFi业务技术上存在抢跑攻击，用户心理上存在FOMO等问题，导致最终大家愿意付出更高的价格让交易跑得飞快。高价矿工费，使我们离普惠金融的初衷渐行渐远。
那么以太坊为什么不选择直接提升区块容量，承载更多交易呢？原因很简单，区块链核心限制在于「每一笔交易都要由网络中每一个节点验证处理」，那么当区块大小扩大几倍时，则会让更多小型节点退出，逐渐走向中心化。
给区块链扩容难吗？
福布斯2023年度北美30U30精英榜中，近半数为加密行业者:11月30日消息，福布斯公布2023年度北美30位30岁以下精英榜，其中近半数为加密行业从业人士。
具体包括：股票和加密货币支付服务商Chipper Cash联合创始人Ham Serunjogi、 去中心化交易平台Uniswap Labs创始人Hayden Adams、去中心化索引协议The Graph基金会董事Eva Beylin；
风投机构Castle Island Ventures合伙人Ria Bhutoria、Layer2互操作性协议Connext Labs联合创始人Arjun Bhuptani，Avalanche开发公司Ava Labs 联合创始人Kevin Sekniqi；
加密支付公司MoonPay联合创始人Victor Faramond、贝恩资本加密投资部门Bain Capital Crypto合伙人Lydia Hylton、 加密金融机构Jump Crypto总裁Kanav Kariya；
混合算法Stablecoin协议Frax Finance创始人Sam Kazemian、加密风投机构Blockchain Capital合伙人Kinjal Shah、贝莱德数字资产助理Maxwell Stein、非洲加密交易平台Yellow Card联合创始人Chris Maurice，Justin Poiroux。[2022/11/30 21:11:50]
早在2010年时中本聪就已经探讨过扩容问题，最初中本聪在比特币源码中设定区块容量为32M，但后来区块交易量一直很小，就把容量设置为了1M。他自己也认为如果有扩容需求，那么在代码中设定区块高度自动升级区块容量就好了。
动态 | 福布斯刊文：区块链可以改变临床医学中的患者数据处理的方式:据福布斯刊文，区块链可以改变临床医学中的患者数据处理的方式，打破目前医疗保健系统中存在的“信息孤岛”状况，以及能够实现在保护患者信息和隐私的前提下分享敏感的医疗信息。[2018/9/20]
但是后来比特币扩容却不是那么顺利，主要分歧在于是采用「隔离见证和闪电网络」，还是「增加区块容量」。前者认为「区块容量增大要求更高带宽和存储，会使节点逐渐走向中心化」，希望借助隔离见证和闪电网络这两项技术完成扩容，不增加区块容量。
注：这也是为什么Eth2希望采用PoS降低节点门槛，从而让更多人可以成为验证人，使其完成去中心化世界账本的理想。
当然这最后已经不是技术问题了，而是上升到了意识形态之战，经历香港共识的出尔反尔与不信任，最终走向硬分叉的道路，形成目前BitcoinCore和BitcoinClassic两条扩容路线。
比特币扩容过程就像一场戏剧，我们可以看到诸如SegWit、SchnorrSignature、LightningNetwork等扩容技术落地实现，但还未有质的改变。
福布斯财务分析师：上周四比特币价格上涨因Bitfinex“轧空”:福布斯财务分析师查尔斯海特（Charles Hayter）认为，上周四比特币的涨势是由于Bitfinex交易所所谓的“轧空”。通俗地说，轧空指是在股市中，被做空的股票或现货价格价格上涨幅度较高，导致做空的投资者不能不将这些做空的资产强行平仓，从而进一步地导致了资产价格的上涨。[2018/4/18]
SegWit：交易数据压缩至25%；
SchnorrSignature：单签名数据压缩至50%；多重签名：多笔交易压缩成单笔交易体积；
LightningNetwork：缺少点对点小额支付场景，资产规模仅有1000+BTC。
后来闪电网络白皮书的作者JosephPoon转战以太坊社区，与Vitalik在2017年发布Plasma白皮书，试图解决以太坊的扩容问题。
Plasma主张将交易的计算和存储搬到Layer2，然后将多笔交易压缩成一个区块，并将区块的默克尔根提交到Layer1Plasma合约，从而提高吞吐量和降低交易成本。
福布斯记者认为美联储加息会对数字货币产生影响:根据福布斯记者Panos Mourdoukoutas报道，比特币、瑞波、以太币和其他主要数字货币的投资者应密切关注美联储，了解美国利率的上涨幅度和速度。更高的利率肯定会对比特币有影响，由于低利率使得传统投资工具低迷，比特币成为投资替代品，这是比特币最初兴盛的原因，而高利率则使得比特币失去了这个优势。而也有多为专家认为美联储加息对比特币的影响并不大。[2018/3/22]
Layer2依赖Layer1Plasma合约作为安全信任和仲裁层，如果Layer2出现问题/作恶，那么用户可以借助Layer1Plasma合约退出资金。退出资金要等待约2周的挑战期，在此期间任何人都可以提交「欺诈性证明」证明退出无效，从而获得奖励。反之，若无问题则等待挑战期结束，顺利退出。
Vitalik称Plasma是sidechainsthathaveanon-custodialproperty，究其原因主要是用户需要信任SideChain机制，而无法保障自己资金的所有权，但Plasma通过交互式欺诈性证明可以让用户随时申请退出资金，即便Plasma子链出现问题/作恶。?
美团CEO王兴：福布斯排行榜将出现比特币亿万富翁:美团CEO王兴今日发微博称，目测福布斯排行榜很快会出现一类人，其来源不是任何行业，而是买入并持有一批比特币。[2017/12/13]
Plasma曾是社区的希望，我们可以看到许多Plasma变体实现诸如OmiseGo、Matic、Loom等，但因为一些缺陷，它并没有获得社区最终的青睐：
缺少数据可用性，用户不得不依赖Plasma可信任节点数据或不断监控网络是否作恶，无法获得同等于Layer1的安全性。
提款周期长，依赖长达两周的欺诈性证明挑战期，如果有人作恶，同时挑战期内无人发现并提交作恶(欺诈)证明，那么用户资金存在损失风险。
上面这段话可能有些难以理解，我们来举个数据可用性的例子：
当你去玩德州扑克时，你从柜台(Layer1)将美元换取筹码，然后你开始随便找了一张桌子玩了几个小时德州(Layer2交易)，当你赢到盆满钵满的时候，你准备起身到柜台兑换筹码。此时的坏人给你当头一棒，你失去了记忆(数据不可用)，牌桌上的荷官当作什么事情没有发生过一样，重新开始刚才的牌局，走你本应赢到的筹码。
从过去比特币和以太坊扩容情况来看，我们逐渐找到了理想扩容方案应该有的样子
保持区块容量大小，避免走向中心化；
支持数据可用性，用户可以从L1上重建交易状态；
随着2019年以太坊硬分叉升级-Istanbul，我们离理想扩容方案越来越近，此次升级包含两个Layer2友好的EIP提案
EIP-1108：使SNARKs和STARKs验证运算更便宜；
EIP-2028：降低CalldataGas消耗量，以便L2数据采用Calldata形式低成本上链。
Layer2Rollup的现状
什么是Rollup？?
Rollup有不少中文译名，其中一个打趣的翻译是「春卷」，你可以想象将食物卷起来一口吃下去的感觉。实际上，Rollup就是将交易数据压缩放到Layer1上，从而实现同样的区块容量可以塞下更多交易，将30TPS扩容到3000TPS级别，再搭配上Eth2Sharding扩容，效果可以媲美当下Visa的水准。
如何压缩数据？
压缩是Rollup的精华，巧妙的压缩技巧可以塞下更多的交易，同时压缩数据上链可以提供「数据可用性」，保障用户资产安全。
一笔简单的以太坊交易(比如发送ETH)通常消耗约110字节。然而，在Rollup上发送ETH仅消耗约12字节。我们以收款地址和交易签名举例：
To：使用「索引」来代替20字节的地址(例如：一个地址是「状态树」中的第4,527个地址，我们就可以用索引4,527来表示它)；
Signature：利用零知识证明的特性，将数千笔交易签名转化为零知识证明，通过检查证明的有效性，从而证实数千笔交易有效。
Rollup方案对比
Rollup方案主要分为两种：ZKRollup和OptimisticRollup。前者采用有效性证明，后者采用欺诈性证明，这两种证明方式背后的理念是不同的：
有效性证明：采用数学的方式保障资金安全、用户体验流畅和隐私，但短期内无法支持通用的EVM计算；
欺诈性证明：支持通用EVM计算(方便以太坊项目迁移)，但短期内无法采取零知识证明，所以折衷选择欺诈性证明，保障资金安全。
最后，本文为了讲述Layer2发展历程提及了一些过往不同的扩容方案，但这并不意味这些方案的思路是失败的。这其中除了技术问题，商业可行性也是值得深思的，正如Vitalik对这两种Rollup方案的评价：
短期内，OptimiticRollup很可能在通用的EVM计算中胜出，而ZKRollup则可能在简单的支付、交易和其他特定应用场景中胜出。但从中长期来看，随着ZK-SNARK技术的改进，ZKRollup最终将在所有场景中胜出。
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本文来源：
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文章作者：阿树
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