今天我们介绍「第二层解决方案(Layer 2)」，我们将说明第一层(Layer 1)是什么、第二层(Layer 2)又是什么、以及需要解决什么问题。

今天的主题将分为以下部分：

区块链不可能三角（The blockchain trilemma） 第二层（Layer 2）的概念 Rollups 的种类

区块链不可能三角（The blockchain trilemma）

区块链不可能三角的概念最初由以太坊的创始人之一Vitalik Buterin 提出，内容是说一条链想要达成的去中心化、可扩张性和安全性这三个要点以目前的技术来说只能达成其中两项。例如下图就把比特币和以太坊归类为舍弃部分可扩张性来维持去中心化和安全性，把币安链和Solana 归类为舍弃部分去中心化来达成可扩张性和安全性。当然，这三个要点的衡量方式都是光谱分布而非绝对的（完全舍弃一个要点）．

区块链的不可能三角。

正因为以太坊选择优先注重去中心化和安全性，以太坊的每秒交易数（TPS）只能达到大约15 ～45，因此过多的交易导致网络拥挤要造成交易的gas fee 居高不下。因此多年来，以太坊基金会还有各方开发者都在寻找能够帮助以太坊达成「可扩张性」的方式。

第二层（Layer 2）的概念

第二层（Layer 2）便是帮助以太坊扩容的其中一种方式。之所以称为第二层是因为他仰赖以太坊（第一层）的共识机制和安全性。今天我们会介绍的是其中一种第二层解决方案— Rollups，其他还有Plasma、Validium。Rollups 的执行方式是在分开的链（第二层）上执行交易运算，完成后再将资料压缩传回第一层。这个做法把交易的运算和共识曾分开，能减低第一层网络拥挤的情形，将TPS 提高到500～2000 左右，但有同时保有以太坊的安全性。执行上的困难在于第一层要如何确保第二层送来的rollup 是有效且正确的。

第二层的运作方式。

Rollups 的种类

Rollups 主要能分为以下两种，我们将简单介绍他们执行方式有什么不同。以下都只介绍最基本的操作概念，实际上Rollups 的执行更加复杂。

Optimistic rollups

前一段我们提到了执行上第一层要如何确定第二层送来的rollups 是正确且有效的，Optimism rollups 验证的方式就是平时都先乐观地（optimistic）相信这些rollups 是正确的，直到有人发现资料有误时可以向主链（第一层）提出一个「诈欺证明」等待主链验证。验证上传给主链的资料的节点和举报诈欺的人都必须抵押资产，举报正确的话节点的抵押品被没收，反之举报错误的话举报人的抵押品会被没收。资料有大约7 天的时间可以供大家举报，这段时间称为「挑战期」，挑战期过后这笔资料就会被认为是有效的，但这个挑战期也导致用optimistic rollup 交易验证时间较长。目前用optimistic rollups 的链（Arbitrum,Optimism,Boba）都能做到EVM-compatible，因此这些链上目前都已经有丰富的DeFi 生态。

ZK-rollups

ZK-rollups 则不是先乐观地相信这些rollups 是正确的，而是在压缩资料时会产生一个零知识证明（zk-SNARK），并在主链设计一个跟这个rollup 链对应的智能合约来验证资料正确性。零知识证明指的是证明者（第二层）能够不向验证者（第一层）提出有用资讯，验证者也能相信某个证明是正确的，ZK-rollups 藉由零知识证明来保证交易的安全。而这类型的链（Polygon Hermez,dYdX,Loopring,zkSync）比较难做到EVM-compatible，不过Polygon Hermez、zkSync2.0、Scroll 的zkEVM 目前都在pre-alpha 的阶段了。

下图可以看到这些第二层的gas fee，虽然不同链之间的费用还是有高低之差，但相较于以太坊都算是非常平易近人。

第二层和以太坊的交易费用比较。

以上就是我们「第二层解决方案」的内容，希望大家透过这个新手教学系列都更了解区块链了，更多其他内容可以持续关注我们！