Layer 2赛道群英荟萃，ETH2.0忙碌前行，未来公链如何发展

以太坊拥堵以及高昂的Gas费用让其生态上的Dapp应用头疼不已。为了打破这种境遇，以太坊于2019年开始推进ETH2.0项目，引入了两个在以太坊 1.0 中并不存在的部分：Casper FFG PoS机制和分片链（Shard Chains）。

一、ETH2.0整体规划、进度

ETH2.0整体规划至少分三个阶段推出:Phase 0(阶段 0)、Phase 1(阶段 1)、以及Phase 2(阶段 2)。阶段0于 2020 年上线，阶段1和阶段2将于随后几年发布。其中，只有阶段0有充实的规范，并且定期会被更新。

l 阶段 0：以太坊 2.0 的第一个阶段，将实现 “信标链”（Beacon Chain）。以太坊2.0的设计者希望把信标链打造成以太坊2.0生态系统的中心，并成为所有其他分片的安全和验证根源；

l 阶段 1：以太坊2.0的第二个阶段。阶段1的目标，是关于分片链的内容达成共识，而不是就其意义达成共识。该阶段将集成分片链（Shard Chains）。分片链是一种可扩展性机制，它能实现并行交易、存储、及信息处理。将大大提高运行效率；

l 阶段 2：以太坊 2.0 的第三个阶段，分片链会从简单的数据容器过渡到结构化的链状态。该阶段或于 2021 年或 2022 年上线。该阶段可能会加入类似状态租赁（State rent）这类新鲜的概念，或者将重新引入智能合约，包括账户、合约以及ETH转账和取款等功能将恢复。阶段2将实现跨分片转账和合约调用、构建执行环境从而支持在以太坊 2.0 上构建可扩展的应用。除此之外，阶段2还有未知性。

l 除以上三个阶段外，ETH2.0可能会在阶段3引入链下储存状态，将尽可能多的状态转移到链下处理，链上不用存储整个状态，而是存储一些状态信息和聚合器，用户将负责在链下存储完整的状态。当用户想要与状态进行交互时，他们会在交易中包含当前状态的证明。这样运行验证节点的资源要求比原先会低很多，从而提高整个网络的运行效率。后续开发中分片智能合约也将成为ETH2.0的关键环节，每个分片独立储存，不能与另一个分片直接交互，届时可能通过同步或扩容来解决分片间交互问题。

目前ETH2.0尚未成熟之际，但通过对以太坊2.0升级的梳理我们会发现，这次升级是一次将市场活跃的升级思路和架构叠加运用的过程，升级结果和兼容度可能将要交由市场来验证了。所以Layer 2在这个特殊的阶段诞生。

二、主流Layer 2方案

1.Layer 2起源

前文已经提及以太坊低下的交易速度以及高Gas费给整个生态参与者带来极大的不便利，在ETH2.0无法立即落地的背景下，Layer 2成为过渡阶段最好选择之一，V神也在社区推广Layer 2的方案。Layer 2方案是具备价值捕捉能力且有持续发展潜力的。

2. Layer 2各种技术分类及特点

顾名思义，Layer 2指建立在基础层网络上的第二层网络解决方案，基于以太坊Layer 1负责处理所有部署在以太坊上应用的运算和转账，目前处于超负荷运转的状态。所以通过Layer 2解决扩容性问题和高Gas费问题。目前主流的Layer 2有状态通道、侧链、Plasma、Optimistic Rollups、Zk Rollup等等。我们对这些解决方案做个简单的阐述：

l 状态通道（State Channel）

状态通道指用户之间直接建立一条通道，这类方案无法真正解决以太坊拥堵问题。

l 侧链（SideChain）

基于以太坊另外运行一条公链，然后把大部分的运算都转移到这条公链上，最后将结果反馈到以太坊上。但是侧链的安全性问题却无法得到保障，侧链推广难度较大。

l Plasma

Plasma 指可扩容自主智能合约，Plasma技术操作思路是链下操作，将结果反馈至主链。通过跟主链的有效配合，来保证足够的安全性。但用户必须对 Plasma 链进行监控，因此普通用户体验感不佳。

l Optimistic Rollup

Optimistic Rollup是一种使用OVM在二层网网络上启用智能合约的结构。 该构造大量借鉴了plasma和zkRollup设计 。OR方案安全性能得到保障，但验证期过长。需要等候两周左右的时间，对使用者来说过长的周期影响太大。

l ZK Rollup

ZK Rollup基于零知识证明的二层扩容方案(layer2)，ZK Rollup数据可用性可以让任何人都能根据链上存储的交易数据，还原出账户的全局状态，从而消除由于数据可用性带来的安全风险。但其缺点是计算量大，技术难度高且难以支持虚拟机。

不过ZK Rollup正在推出图灵完备的虚拟机，所以将来很有可能取代Optimistic Rollup。

l Arbitrum Rollup

Arbitrum Rollup 是一个由以太坊链上合约管理的链下协议。

Arbitrum Rollup需要有验证人（缴纳保证金），验证节点虚拟机的运行速度直接决定了虚拟机的运行速度。发生争议断言时，节点会产生分叉，形成一棵平行的未来之树。

三、以太坊的Layer2对公链格局的影响

以太坊的Layer2目前最大的问题是存在孤岛效应，如果能打破这种孤岛效应，DeFi项目会纷纷迁移到Layer2，从而极大缓解当前以太坊的拥堵和费用困局，可以有上百倍的空间提升。

基于以太坊的强大号召力，对其他的公链会产生一定的压力。在以太坊的拥堵无法解决之时，其他的公链可以充当以太坊的侧链，帮助以太坊缓解拥堵压力，从而在整个DeFi发展过程中获得位置。但如果Layer2能够成功解决问题，那么，其他公链对于以太坊本身的价值会减少，而且以太坊会吸收更多的数字资产，使自己体量变得更大。

随着基于以太坊上协议的增多，ETH可以捕获更大的价值，整体市值的增加，以太坊就更安全。而以太坊更加安全可以促使它成为承载更大资产量的公链，如果能形成这种局面，以太坊有可能成为超级公链。

目前是其他公链弯道超车的最佳时机，不管是数据王者币安智能链，还是项目增速巨大的波卡（Polkadot），都在对标以太坊扩大自有生态。

四、ETH2.0是否会发生共识分裂

在讨论这个问题之前，我们先聊聊以太坊和以太经典。早年间，以太坊遭遇黑客攻击，损失巨大，V神便提出硬分叉的想法。这种分裂是一次技术上的分裂，两种不同的竞争观念，决定了两个完全不一样的发展方向。ETH在V神等核心团队的支持下，走上一条以以太坊基金会制定并开发区块链核心决策、社区共同参与的道路。而ETC则继续坚持区块链记录和合约都不可修改，只能运行不可逆转的智能合约的理念。

ETH从目前形式看，确实比ETC发展的更好，但我们也不能全盘否定ETC。这就是区块链的魅力，项目的价值和前景都建立在共识的基础上。回归ETH2.0，随着开发进度的不断深入，这种共识分裂也必然会出现。ETH2.0阶段0和阶段1出现共识分裂的可能性不大，这两个阶段相当于打地基，而到阶段2、阶段3之后，不同的设计理念碰撞、冲突，形成两种或多种共识可能性变大。所以ETH2.0在这个阶段出现共识分裂的可能性最高。

从PoW工作量共识机制向CPos共识机制转变，能提高整个以太网络效率，也能吸引更多的参与者。这种转变过程中一定会产生新的理念，新的想法。至于能否分裂成功，目前也无法断言。毕竟区块链的价值来源是大多数人的共识，这种共识将转化为参与，托起更大的价值。

五、结语

在ETH2.0尚未成熟之前，Polkadot、BSC等公链也是来势汹汹，随时在撼动以太坊的地位，Layer 2方案将成为解决以太坊庞大的应用体系面临的问题。倡导安全性和可持续性的Rollup系列应用相对会更广，Rollup系列方案在ETH2.0上也有机会增强其吞吐量，而对安全要求没那么高的场景，对于状态通道、侧链、Plasma、Validum的需求依然存在。总的来说，Layer 2赛道有可能诞生规模很大的项目，保持关注，抓住机会。