区块链可扩展性科普：什么是侧链和 Rollups？

区块链的可扩展性是指其成功应对日益增长的计算需求的能力。随着越来越多的人采用该服务，可扩展链应该能够为交易速度提供的可持续增长。本文对侧链和卷叠（Rollups） 两种扩展解决方案的工作原理进行了对比分析

当谈到拓展链时，讨论会缩小到两种方法，它们不一定相互排斥：侧链和卷叠（Rollups）。

什么是侧链？

侧链是基础链的兼容版本，可以将交易发送到链外处理，如果需要，可以将它们发送回基础链。侧链通过双向桥连接到主网，但它们作为独立的区块链运行，具有自己的共识机制。因此主网可以在工作证明上运行，而侧链使用权益证明并相互通信。

侧链是如何工作的？

为了支持处理链之间的交易，侧链与它们所连接的主链保持双向挂钩。

这允许用户将以太坊从主网发送到诸如 Polygon 这样的侧链。但是，转移从未真正发生过。双向挂钩只是将转移的金额锁定在主网上，并在侧链上铸造出资产的镜像版本。这是通过智能合约在主链上燃烧代币并在侧链上铸造代币来实现的。这就是为什么发送到 Polygon 的以太坊可以作为 wETH （ Wrapped Ethereum）来使用。

侧链的安全性如何？

顾名思义，侧链与基础层并行运行，而不是建立在基础层之上。这意味着需要考虑额外的安全隐患。例如，侧链无法利用基础链的安全性，这与我们稍后将讨论的 Rollups 不同。侧链的安全性需要由链本身来解决。区块链越受欢迎，它的验证者节点就越多，因此链就越安全，这引发了关于侧链是否会成为安全威胁的讨论。

侧链会是未来吗？

因此，侧链具有惊人的可扩展性潜力，其用途远远超出了消除网络拥塞。它们可以充当不同链之间的桥梁，将整个加密货币生态系统整合在一起。已经有侧链被恶意利用的例子，这意味着它们还不是区块链三难困境的解决方案（去中心化、可扩展和安全），但它们肯定会继续存在下去。

什么是卷叠（rollups）？

rollups 是构建在基础层之上的 2 层扩展解决方案。他们将多个事务卷叠到单个大事务中，然后再发送回基础层进行处理。这种方法大大降低了 gas 费，以及处理交易所需的时间。

rollups 是如何工作的？

如果我们将区块链上的每个交易视为一条简单的数据，如果您能够在单个数据中包含 50 个交易会怎样？这正是汇总的工作方式。由于他们能够在将多个事务发送回处理之前合并为一个，这意味着rollups 将继续沿基础层提高效率。因此，基础层的效率越高，roll-up 的效率就越高。

目前有两种不同的 roll-up实现。

乐观 rollups 的工作原理是假设单个汇总中的所有事务数据都是有效的，并且没有不良行为者试图在rollups 中隐藏任何内容。由于这种假设的有效性，乐观 rollups 可以加快速度。为了防止欺诈交易，乐观 rollup 协议允许人们对虚假交易提交挑战。欺诈交易直接在以太坊网络上提交，以检查其是否合法，并解决争议。

零知识 rollups （又名 zk-rollups）依靠一种称为零知识证明的密码学来工作，它允许某人在数学上证明一个陈述是正确的，而无需披露有关该陈述的其他信息。

ZK rollups通过捆绑主链上的数千笔交易并输出加密证明来工作，这被称为有效性证明或 SNARK（简洁的非交互式知识论证）。然后将其发布到主链以供批准。

ZK rollups 几乎是即时的事务，同时与乐观 rollups 总相比更不容易受到攻击。

rollups 会是未来吗？

简而言之，rollups是一个很好的扩展解决方案，它利用了现有的链上安全性，使其非常不可或缺。侧链和rollups之间没有直接竞争。它们可以和平共存，因为每种解决方案都有自己的优势和需要克服的挑战。