從比特幣創(chuàng)世開始，一直到以太坊網(wǎng)絡(luò)中CryptoKitties游戲的出現(xiàn)。主流公鏈項(xiàng)目最被人詬病的地方就是低下的TPS（Transaction per Second）。以太坊15左右的TPS完全無法給大多數(shù)應(yīng)用提供實(shí)時(shí)穩(wěn)定的支持，這與當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)動輒上萬TPS的業(yè)務(wù)形成了鮮明的對比。甚至有很多人因此覺得公鏈將長期處于“不可用”狀態(tài)。然而，公鏈愛好者不會因?yàn)槔щy而停下腳步。

主流方案對比

對于以太坊而言，過去幾年內(nèi)關(guān)于以太坊擴(kuò)容的方案如雨后春筍般涌出，形成了百家爭鳴的態(tài)勢。其主流的方案如下所示:

1. 鏈上擴(kuò)容：

分片（Sharding）技術(shù)：分片一詞本來源于數(shù)據(jù)庫的術(shù)語，表示將大型數(shù)據(jù)庫分割為很多更小的、更易管理的部分，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更加高效的交互。 區(qū)塊鏈分片是指對區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分片，從而增加其擴(kuò)展性。根據(jù)最新的以太坊2.0規(guī)范，以太坊區(qū)塊鏈會被分為1024個(gè)分片鏈，這也意味著以太坊的TPS將提高1000倍以上。但目前Sharding方案仍然在跨分片通信、欺詐識別、隨機(jī)分配與選舉安全性等方面存在不足。

2. 鏈下擴(kuò)容：

狀態(tài)通道（State Channel）：指代用于執(zhí)行交易和其他狀態(tài)更新的“鏈下”技術(shù)。 但是，一個(gè)狀態(tài)通道內(nèi)發(fā)生的事務(wù)仍保持了很高的安全性和不可更改性。如果出現(xiàn)任何問題，我們?nèi)匀豢梢曰厮莸芥溕辖灰字写_定的穩(wěn)定版本。

側(cè)鏈（Sidechain）技術(shù)：側(cè)鏈?zhǔn)瞧叫杏谥麈湹囊粭l鏈，由側(cè)鏈上的驗(yàn)證者把一條鏈的最新狀態(tài)提交給主鏈上的智能合約，這樣持續(xù)推進(jìn)的一類系統(tǒng)。側(cè)鏈通常使用PoA（Proof-of-Authority）、PoS（Proof of Stake）等高效的共識算法。它的優(yōu)勢在于代碼和數(shù)據(jù)與主鏈獨(dú)立，不會增加主鏈的負(fù)擔(dān)，缺陷在于它的安全性弱、不夠中心化，無法提供審查抗性、終局性和資金所有權(quán)保證。

Rollup技術(shù)：顧名思義，就是把一堆交易卷（Rollup）起來匯總成一個(gè)交易，所有接收到這個(gè)交易的節(jié)點(diǎn)只去驗(yàn)證執(zhí)行結(jié)果，而不會驗(yàn)證邏輯。因此Rollup交易所需Gas費(fèi)會遠(yuǎn)小于交易Gas費(fèi)總和，TPS也增加了。

主流的Rollup技術(shù)可以分為兩類：

ZkRollup：基于零知識證明的Layer2擴(kuò)容方案，采用有效性驗(yàn)證方法（VP），默認(rèn)所有交易都是不誠實(shí)的，只有通過有效性驗(yàn)證才會被接受。ZkRollup在鏈下進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算和證明的生成，鏈上進(jìn)行證明的校驗(yàn)并存儲部分?jǐn)?shù)據(jù)保證數(shù)據(jù)可用性。

OptimisticRollup：樂觀的Rollup協(xié)議，采用欺詐證明方法，即對鏈上發(fā)布的所有Rollup區(qū)塊都保持樂觀態(tài)度并假設(shè)其有效，它僅在欺詐發(fā)生的情況下提供證據(jù)。

樂觀Rollup的優(yōu)勢在于能使得原生Layer1上的solidity合約可以無縫移植到Layer2，從而最大程度提升了技術(shù)人員的研發(fā)體驗(yàn)，目前主流方案包括Optimism和Arbitrum。

Plasma方案：通過智能合約和Merkel樹建立子鏈，每個(gè)子鏈都是一個(gè)可定制的智能合約，子鏈共存并獨(dú)立運(yùn)行，從而大幅降低主鏈的TPS壓力。

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