以太坊是用户和开发者最喜欢的区块链，TVL在DeFi和NFT上的投资总额已经达到了550多亿。但是，这样高的使用率也给以太坊网络造成了严重的问题，特别是它的扩展性，当前的网络平均每秒能处理13.5次业务，同时维持着理想的分散化水平。
近年来，以太坊的扩展性发展出了许多新的方式，现在也在进行更多的探索。这些解决方法包括状态通道、普罗米斯、威利迪姆、鲁普斯和侧链。
尽管他们可以归入不同的范畴，但是他们其实并没有很大的区别。有些基本想法实质上是一样的，而且往往基于先前的想法。
以太坊扩容解决方案
以太坊扩展解决方案的示例。
状态通道
状态通道是最早和最容易扩展以太坊的方式。其核心理念是在链下进行事务的处理，并且仅将最后的结果返回到主要的网络中。这将会降低对主要网络的不必要的中间业务，并因此降低了网络的可能阻塞。
状态通道用户流。以太坊交易的数量可以减少到2笔——打开和关闭通道。
下面是如何在后台进行链下交易的。设想两个客户A和B要把钱转到他们中间。A给B10块，B给A5块，A给B,20块给B。如果A同意A在一次交易中给B总计10-5+20=25，而不是把这3个交易单独地发送给B。
现场 | 马健瑞：总书记关于区块链的重要讲话为推进区块链技术和产业创新发展指明方向:金色财经报道，11月29日上午，由国内知名智库平台——国研智库创新科学园、广州市科学技术协会、区块链产业人才研究所、清华x-lab、粤港澳大湾区区块链联盟、广州市区块链产业协会联合举办的“学习总书记区块链技术重要讲话精神暨粤港澳区块链技术与产业创新发展高级研讨活动”在广东科学馆报告厅举行。国研智库副总裁兼研究部主任马健瑞发表致辞，他表示，总书记关于区块链的重要讲话为推进区块链技术和产业创新发展指明了方向。当前，区块链技术是互联网时代的颠覆性科技，随着其应用范围的不断拓展，正成为推动全球新技术革命和产业变革的新增长点和动力源。与此同时，作为后互联网时代的新型底层技术，加快区块链创新发展有利于助力突破数据孤岛困境，有效提升国内治理现代化水平。当前，粤港澳大湾区正迅速成长为继纽约湾区、旧金山湾区和东京湾区之后的世界第四大湾区，承担着为推动我国产业转型升级与经济高质量发展探路的历史重任，有责任也有义务成为新一轮科技变革的关键引领者。粤港澳大湾区在区块链基础设施建设、技术扩展、行业应用、产业生态构建等方面已具备独特的优势，未来大湾区应结合总书记关于区块链讲话的重要指示以及区域内区块链发展特色，在攻克核心技术、与实体经济深度融合、技术标准制定、赋能政府与社会治理方面加强探索与创新。国研智库是在国家高端智库建设的背景下，由国务院发展研究中心直属机构发起设立的智库咨询与传播平台，希望能与粤港澳大湾区各级领导、各界朋友一齐，共同推动区块链技术与产业创新发展，助力粤港澳大湾区经济高质量发展。[2019/11/29]
为了总结这种思路，一群人可以开启一个状态信道，把钱锁在主网的多个签署的智能合同里。他们可以在他们中间完成链下的交易，只有当他们同意解除货币和关闭通道之后，他们才会把最后的状态更新到以太坊。
公告 | 雄岸基金发布关于李笑来先生辞去雄岸基金管理合伙人职务的声明:雄岸基金发布关于李笑来先生辞去雄岸基金管理合伙人职务的声明，声明中称：雄岸基金自2018年4月9日宣布成立以来一直得到各级政府和各界人士的大力支持，李笑来先生因个人原因于2018年7月9日辞去雄岸基金管理合伙人一职，雄岸基金对李笑来先生在雄岸基金筹建过程中所作的贡献表示由衷感谢！同时雄岸基金将继续致力于用资本推动全球区块链技术及应用发展，重点服务中国实体经济，在新时代引领创新发展。[2018/7/10]
状态信道主要是在双方同意对方的行为时使用的微型交易和付款。由于没有足够的扩展来支持智能合同，因此dApp往往包括很多终端用户，这就使双方的协议变得更为复杂。
人们经常可以通过以太坊或者状态信道来进行智能合同dApp的互动，从而在每一个网络中创造出不同的事实。
Plasma会定期向以太坊发行Merkleroot状态哈希。所有的状态更新将被认为是有效的，直到某人提供了虚假的证据和对它的有效性提出疑问。
Plasma链仅仅是一条独力的区块链，由操作者操作，定期向以太坊网络存储检查点。这些检查点作为Merkleroot哈希来增加gas的效率。这就意味着，当使用以太坊级别来检验Plasma链的状态更新是否正确时，所有的事务计算都可以被卸载到Plasma链上。
TopBtc关于SNTR交易对变更的公告:TopBtc发布公告称，应SNTR官方要求，将SNTR从BTC交易区移放至ETH交易区，原BTC交易区的挂单将被撤销，用户请在ETH交易区重新进行交易。[2018/6/15]
为保证正确的状态变换，Plasma使用了一个防的机制。每一转变都被视为是对的，除非某人在这一时期内对此提出异议。任何错误的状态变换都会被抛弃，而新的转变会基于之前的正确的转变。
Plasma的工作性能一般。但是，其中一个问题是，如果操作员不能正常工作或者有恶意的话。如果操作者不再提供业务信息，就没有人可以产生一个证明来取消状态转换。所以，如果操作者的恶意操作，比如从其他帐户偷钱，那么最终将会被主要网络所接纳。
在本例中，对所有用户执行一个“大规模退出”计划，以便在Plasma生态系统中使用最新的有效状态。然而，所有的状态数据都会被转移到以太坊，从而导致网络拥挤。
另外，非EVM的兼容性也是一个问题。通用智能合同没有一个清晰的所有权结构，也就是说，每个人都可以在这种状态转变中获得进步，使得合同不能离开。
Validium将Merkle的root状态哈希和ZK证书作为一个检查点，在Ethernet上发行。利用ZK证明对状态的更新进行了验证。
关于修改HB.top充值币种数量限制公告:为了更好的提高HB.top的运行效率和安全性，HB.top修改了充值币种的最小充值数量。可以在充值界面看到每个币种的最小充值数量。[2018/4/17]
Validium也在自己的区块链上运行，向以太坊发布Merkleroot状态哈希，这与Plasma相似。两者之间最大的差异是状态更新确认机制。Plasma依靠的是防伪机制，而Validium则是通过ZK来验证，比如ZK-SNARK和ZK-STARKs。
ZK验证是将产生的计算与状态更新一并提交给以太坊，以保证状态转换的有效性。虽然ZK证明的复杂的产生过程可以在链下进行，但是链上的验证是非常简单的。这样，Validium就能在更新了以太坊的状态和证书之后，就能立刻做出决定。
但是，由于其加密算法的复杂性，使得ZK和EVM的字节码之间存在着一定的兼容性。所以，目前的Validium应用只能用于一些简单的操作，比如一个代币传送，只需要简单的加法和减法。
数据的可用性依然是EVM不兼容的问题。Validium依然依靠DAC链下的数据存储，以保证业务数据总是能被重构成一个完全的区块链。但这又给安全模式添加了一种新的信任，这是因为，即便对方是分散的，也要相信对方总是有效的。
直布罗陀颁布关于数字货币的法律法规:1月1日，直布罗陀一项为保护数字货币自身声誉和客户权益的法规正式生效。根据该法规规定，基于区块链技术的公司必须获得GFSC（直布罗陀金融服务委员会）的许可。GFSC风险与革新部门负责人Nicky Gomez表示，GFSC是第一个与政府部门和金融服务行业合作推出DLT（分布式账本技术）监管框架的监管机构。[2018/1/3]
Rollup发行状态根和压缩事务信息。
Rollup解决了数据的可用性问题。他们可以被看作是下一代Plasma和Validium。除了状态更新以外，以以太坊中的calldata形式发布了交易信息。
这就意味着，只要将所有的calldata都提交到以太坊，就可以重新构建目前的区块链状态。所以，我们不必再依靠DAC等第三方来储存状态树。
有两种主要的Rollup：最优Rollup和ZKRollup。
OptimisticRollup
与Plasma链相似，Optimisticrollups在遇到挑战之前，它会认为状态转变是有效的。任何人都可以质疑和宣称，在以太坊的“验证协议”中，使用了一个“验证协议”，并宣称该系统的状态更新是错误的。
有许多防止的手段：
Optimism通过一次交互来证明以太坊在一个链条上进行所有的L2事务的验证。这个办法能立刻预防，但是会造成巨大的gas计算费用。
Arbitrum通过多个循环进行反，对“操作码”进行二进制搜索，以找到一个无效的过渡状态更新。在这个链条上只有一个运算代码，这就意味着需要更少的gas。
最后，反可以保证在不信任外界的情况下，以太坊上的发行状态是高效和完全可重构的。
Optimisticrollups还与EVM兼容，这就意味着可以很容易地将所有dApp移植到以太坊上，而不需要修改任何代码。这就使OptimisticRollup成为了一种以太坊的扩展方案。
ZKRollup
ZKrollup就是Validium与数据可用性的结合体。这个链会定期地将其散列状态和已压缩的事务资料提交到以太坊，并且通过有效性证明来确认状态的转变。
和Validium一样，ZKRollup在EVM中并不能很好的兼容EVM，这是因为要在一个完整的EVM环境中产生一个证明，这将花费几个小时。采用EVM或者ZK-EVM来实现ZKrollup的项目是在EVM兼容与性能之间进行权衡。实际上，Vitalik把ZK-EVM分成4种，分别是与EVM相当的EVM和部分兼容性EVM。
不同类型的ZK-EVM
目前，仅有Type4和类型3（如Scroll和PolygonHermez)，这是一种有效的方式，因为在利用ZK证明时，EVM的作用需要更多的灵活性。不过，随着以太坊对ZK-SNARK的使用越来越广泛，研发也越来越多，我们可以预见，Type2和Type1ZK-EVM将会越来越普及。
侧链
侧链是一个独力的区块链，它有自己的区块参数和一致的机制。他们能和以太坊之间的双向桥进行通讯。但是，不像其它的扩展方案，侧链不向以太坊公布任何事务或状态数据；所以，请不要继承以太坊的安全。
因为侧链具有自身的数据块参数，所以他们可以很容易地支持比以太坊更高的吞吐量，比如，缩短数据块的时间或者增大数据块的尺寸。
但是，为了达到这些目的，他们会以安全和分散为代价，比如拥有一个中阳验证程序或者需要高端的计算机硬件。因为以太坊的远景目标是分散和安全，所以侧链并没有成为EthernetFoundation的主要目标，虽然他们被视为降低以太坊业务最有效的方式。
扩展解决方案的未来
过去的扩展解决办法是不断改进的，它解决了之前的扩展设计中的一些重要问题，比如状态转换的确认和数据的可用性。在目前的情况下，rollup被视为最高级的扩展以太坊的安全和EVM兼容来满足一般应用。但是，在Rollup上还有很多可以提高的地方，以便进一步提高安全性、去中心化和可伸缩性：
分散的Rollup排序程序-Rollup能够使用PoS一样的方法来挑选排序程序，从而减少中杨化和审核的危险。
Rollup间的直接通讯渠道-Rollup间的桥接和消息传输不需要以太坊为中介，可以提高用户的使用体验，减少交易费用。
尽管类似Rollup的链下扩展方案能够实现多种扩展，Ethernet也有其自身的打算，即通过ETH升级来实现底层的扩展。以太坊切片是一个具有里程碑意义的更新，它可以通过整合Rollup来提高以太坊的扩展性。
切片是Rollup的数据可用性的一层，64个Ethernet2.0区块链中的一部分可以作为Rollup的“数据仓库”来将哈希根分发到Rollup上。理论上，切片和Rollup可以使以太坊的生产能力达到100,000TPS。
代码可以被分割，其它的区块链可以运行EVM的字节码和Ethernet之类的智能合同。但是，这种实施的实际需求还有待确定，因为以前的分片链利用所带来的巨大的吞吐量。
有了充足的扩展性，以太坊能够为目前正在使用的诸如Visa之类的web2服务提供高的业务吞吐量。在金融方面，这是一个重大的步骤。
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