随着以太坊主网（Layer 1）交易费用的高昂和拥堵问题日益凸显，二层网络（Layer 2, L2）作为以太坊扩容的核心解决方案，迅速成为区块链领域的焦点，L2网络在兼容以太坊安全性的前提下，通过将计算和状态转移移至链下或优化链上处理，极大地提升了交易速度并降低了成本，为以太坊生态注入了新的活力，以太坊二层网络已发展出多种技术路线，形成了百花齐放的格局，本文将为您梳理目前主流及备受关注的以太坊二层网络。

什么是以太坊二层（Layer 2）？

在深入探讨具体网络之前,我们首先需要明确L2的定义，Layer 2是构建在以太坊主网（Layer 1）之上的协议或网络，旨在解决L1在交易吞吐量（TPS）和 gas 费用方面的瓶颈，其核心思想是将大部分交易计算和数据处理放在链下完成，然后将最终结果或少量证明数据提交到L1进行确认和结算，从而实现“扩容而不牺牲安全性”。

主流的以太坊二层网络类型

以太坊二层网络主要可分为以下几类技术路线：

  1. Optimistic Rollups（乐观汇总）

    • 核心原理：Optimistic Rollups假设所有交易都是有效的，除非有人提出欺诈证明（Fraud Proof），在数据提交到L1后，会有一段挑战期（通常为7天），在此期间，任何人如果发现交易存在欺诈，都可以提交欺诈证明来推翻该交易。
    • 优点：技术相对成熟，对以太坊L1的存储压力较小，交易成本较低。
    • 缺点：挑战期导致最终确认时间较长，且存在“挑战期”期间的资金风险。
    • 代表网络：
      • Arbitrum：目前最活跃的L2网络之一，由Offchain Labs开发，支持EVM兼容，拥有丰富的DeFi和DApp生态，其Arbitrum One和Arbitrum Nova（更低成本）版本都广受欢迎。
      • Optimism (OP Mainnet)：由Optimism Labs开发，是较早推出的L2解决方案之一，同样强调EVM兼容性，并通过“Cannon”等工具推动生态发展，其OP Stack已成为许多其他L2项目的基础。

  2. ZK-Rollups（零知识汇总）

    • 核心原理：ZK-Rollups使用零知识证明（ZK-SNARKs或ZK-STARKs）技术，将一批交易的计算过程压缩成一个加密证明，提交到L1，L1验证这个证明即可确认交易的有效性，无需等待挑战期。
    • 优点：交易确认速度快（通常几分钟到几小时），安全性高，隐私性较好。
    • 缺点：生成零知识证明的计算复杂度较高，对L1的存储压力较大，目前技术仍在快速发展中，开发工具和生态相对Optimistic Rollups稍显年轻。
    • 代表网络：
      • StarkNet：由StarkWare开发，使用ZK-STARKs技术，支持无需许可的部署和复杂的智能合约，被视为ZK-Rollups的领先者之一。
      • zkSync Era：由Matter Labs开发，使用ZK-SNARKs技术，强调EVM兼容性，提供类似以太坊的开发体验，生态增长迅速。
      • Polygon zkEVM：Polygon团队推出的ZK-Rollups解决方案，与以太坊EVM完全兼容，旨在成为主流的ZK扩容方案。
      • Scroll：另一个备受关注的ZK-Rollups项目，致力于提供高性能、低成本的EVM兼容体验。

  3. 其他创新类型

    • Validiums（有效性汇总）：与ZK-Rollups类似，也使用零知识证明，但数据不提交到以太坊主网，而是提交到一个中心化或去中心化的数据可用性层，这进一步降低了成本和提高了速度，但牺牲了一定程度的去中心化安全性（依赖于数据可用性层的可靠性）。
      • 代表网络：zkSync (旧版)、Polygon Hermez（现已整合到Polygon zkEVM）。
    • State Channels（状态通道）：允许参与者在链下进行多次交易，只在开启和关闭通道时与L1交互，适用于高频、低价值的微支付场景。
      • 代表网络：Connext (Raiden Network的升级版)、Counterfactual。
    • Plasma（等离子体）：较早的L2方案，通过构建子链将交易处理移至链下，并通过欺诈 proof 与主链交互，但由于实现复杂性和数据可用性问题，目前活跃度已大幅下降。

知名以太坊二层网络概览

为了更直观地了解,以下是一些知名的以太坊二层网络及其特点简表：

网络名称 技术类型 主要特点/优势 开发团队/公司
Arbitrum Optimistic Rollup 高活跃度，丰富生态，EVM兼容，Arbitrum Nova低成本 Offchain Labs
Optimism (OP) Optimistic Rollup 早期L2代表，OP Stack生态，注重开发者体验 Optimism Labs
StarkNet ZK-Rollup 高性能，支持复杂合约，ZK-STARKs技术，无需许可 StarkWare
zkSync Era ZK-Rollup EVM兼容，开发友好，快速确认，Matter Labs开发 Matter Labs
Polygon zkEVM ZK-Rollup 完全EVM兼容，Polygon生态强大，易于集成 Polygon Labs
Scroll ZK-Rollup 高性能，低成本，EVM兼容，备受资本青睐 Scroll Team
Base Optimistic Rollup 由Coinbase开发，易于使用，面向Web3用户和开发者 Coinbase
Linea ZK-Rollup ConsenSys开发，注重企业级应用和合规性 ConsenSys
Boba Network Optimistic Rollup 支持EVM和自定义VM，低延迟，丰富功能 Enya Labs
zkFair ZK-Rollup 新兴ZK网络，注重公平性和生态建设 zkFair Team

以太坊二层网络的未来展望

以太坊二层网络正处于高速发展阶段,未来展望广阔：

  1. 互操作性：不同L2网络之间的资产和通信将更加便捷，形成“L2生态系统”而非孤岛。
  2. 技术迭代：ZK-Rollups的性能和开发工具将持续优化，逐步缩小与Optimistic Rollups在生态成熟度上的差距，并可能成为主流。
  3. 数据可用性层：如Celestia、EigenDA等专门的数据可用性层将为L2提供更高效、更去中心化的数据支持，尤其是Validiums。
  4. 生态繁荣：随着L2成本的降低和性能的提升，更多DeFi、GameFi、SocialFi等应用将在L2上爆发，吸引更多用户和开发者。
  5. 与以太坊主网的协同：以太坊通过Dencun升级等将持续优化对L2的支持，特别是降低数据blob费用，进一步降低L2成本。

以太坊二层网络作为解决以太坊扩痛的关键,已经涌现出众多优秀的技术方案和项目，从Optimistic Rollups的成熟稳定，到ZK-Rollups的高效安全，再到各类创新探索，L2正在为以太坊构建一个更加可扩展、更强大的未来，对于用户而言，可以根据自身对成本、速度、安全性和生态应用的需求选择合适的L2网络；对于开发者和项目方而言，L2无疑是部署DApp、拓展用户基地的沃土，随着技术的不断演进和生态的持续完善，以太坊二层网络无疑将在未来区块链版图中占据举足轻重的地位。