Layer 2是一種提高區塊鏈可擴展性的技術方案，目的是為了擴展Layer 1 (以太坊) 網絡。為何區塊鏈需要分層？這些層次的用意是什麼？本文將深入探討區塊鏈層次結構的原因，特別是 Layer 2 的重要性及其在提升交易速度、降低成本和改善擴展性方面的關鍵作用，並推薦最值得關注的 Layer 2 項目。
前言
Layer 2 擴展方案的出現是因為區塊鏈一直都被使用者們抱怨它的速度和手續費，比特幣一個普通的轉帳就可能要高達半小時才能完成，以太坊主鏈（Layer 1）的交易速度在未升級之前也需要高達 10-20 分鐘，以及數十美元的手續費（繁忙時段）。所以不同的開發者和技術人員為了將交易速度和手續費價錢降低，就致力開發 Layer 2，旨在將區塊鏈應用於日常生活。
為什麼會出現 Layer 2
除了上面說到的速度和手續費問題，我們要先了解區塊鏈的一個叫做「不可能三角」的問題。
這個「不可能三角」是由以太坊創辦人 Vitalik 提出的，意思是一條區塊鏈當中，有三項關注的特性，分別是「可擴展性」Scalibility，「去中心化」Decentralization 和「安全性」Security。而問題在於一條區塊鏈很難滿足全部特性，所以解決的方法通常都是捨棄其中一項，來專注兩項。
我們在上面提及到主鏈網絡因為太多人在使用所以大堵車，所以要解決這個問題有兩個辦法。
第一，擴展主網：這個方案是基於主網的交易容量作擴展，因為主網本身的交易容量小而導致網絡堵塞，所以這個方案主要針對主網本來的弱點。
第二，Layer 2 擴展：這個方案是指擴展以太坊去解決主網堵塞的問題，就像在擁擠的鐵路上興建多一條更大容量的路軌。 值得一提的是雖然擴展主網理論上會令手續費減低，但是若然需要在 Layer 1 （主網）上做一些需要較高性能的應用，Layer 1 方案可能不太能改善本來手續費高和速度緩慢的問題。
而 Layer 2 擴展雖然理論上可以在不同區塊鏈上進行，但基於本來有很多區塊鏈都沒有以太坊主網的問題，例如 Solana 鏈速度快，手續費低，所以 Layer 2 擴展都主要是在以太坊上進行。
Layer 2 擴展種類
Layer 2 擴展/擴容 有很多種不同的種類，分別是側鏈，Rollups，Validium，Plasma 等等，而今次的文章會針對最常見的側鏈和 Rollups 作解釋。
1. 側鏈 （Side Chains）
根據以太坊官方的解釋，側鏈是一種獨立的區塊鏈，跟以太坊不同的是歷史紀錄，開發路線和設計考慮因素。側鏈使用了跟以太坊不同的共識算法 – 權威證明（Proof of Authority），授權權益證明（Delegated Proof of Stake）等等，這些算法旨在提高交易處理效率。側鏈雖然有更快的出塊（Block）時間和更高的 Gas 限制，令交易快了不少，便宜了不少，但卻會降低節點中心化和安全性，提高了惡意行為的可能性。
側鏈最好的例子就是 Polygon 鏈了，Polygon 針對以太坊本身的問題發展了一條更快和便宜的側鏈，但亦相對犧牲了一定程度的安全性和中心化。
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2. Rollups
Rollups 簡短來說就是將計算的複雜工作搬到鏈下，將儲存搬到鏈上。這樣可以令主鏈的工作量減小，從而令交易變得更快更便宜。上主鏈的費用會集合起來平攤，令個別交易變得便宜。
Rollup 有分兩種，分別是 Optimistic Rollup 和 Zero-Knowledge Rollup。
Optimistic Rollup
Optimistic Rollup 假設了所有數據都是正確的而且不會有人從中作弄，因此由 Layer 2 轉移資產到 Layer 1 都不需要任何證明，只需要使用 Plasma 留下的「錯誤證明」（Fault proof）的 7 天舉證時間，意思即時拿回 Optimistic Layer 2 上點資產需要 7 日證明該交易是清白的。
採用 Optimistic Rollup 的項目有哪些？
1. Optimism
它讓用戶在它的網絡種生成和簽處交易，然後就會被他報稱 Rollup 的交易塊，送到以太坊網絡上進行驗證，之後一經驗證，就會將結果送回用戶，完成交易。Optimism 鏈更推出了它們的代幣 $OP，獎勵早期用戶。Arbitrum 也是採用了 Optimistic Rollup 的公鏈，而 Arbitrum 的運作機制跟 Optimism 差不多，但兩條鏈都有不同的願景和目標。
2. Arbitrum
Arbitrum 是其中一個最早期使用了 Optimistic Rollup 的公鏈。Arbitrum 的鎖倉量是以太坊中比較高的，原因是因為 Arbitrum 能夠完全兼容 EVM （Ethereum Virtual Machine），所以以太坊上不同的項目都可以輕鬆地遷移到 Arbitrum 上。Arbitrum 之前已經派發了空投，它的符合資格比較簡單，很多用戶都有受惠。
3. Boba Network
Boba Network 採用了成熟的 Optimistic Rollup 技術方案,這是以太坊主流的擴展解決方案之一。相比 Boba Network 的前身 OMG Network 使用的 Plasma 技術，Optimistic Rollup 能提供更好的用戶體驗。 Boba Network 背後有 OMG 基金會的支持,與 OMG Network 達成了戰略合作。
OMG Network 雖然之前發展不佳,但 Boba Network 可以借助 OMG 基金會的資源和生態。 Boba Network 吸引了不少 DeFi 項目合作,包括 DODO、API3、AnySwap 等，增加了整個生態的活躍度。
Zero Knowledge Rollup
Zero Knowledge Rollup 簡短來說就是壓縮了交易的內容，打包了一個批次（Batch），然後在以太坊主網（layer 1）提交。在批次提交之前，會透過零知識證明（Zero Knowledge Proof），生成一串加密數字，證明批次的清白。以太坊節點（Nodes）可以快速地證明這串數字的正確性，從而不用查看每個交易的具體內容就可以確認整個批次的合法性。
採用 ZK Rollup 的項目有哪些？
1. Polygon
Polygon 的目標是跟以太坊相互相成，實現以太坊在 Layer 1、Layer 2 處理不到的功能。Polygon 鏈為不同的開發者提供了不少選擇去在上面做不同的生態，務求令它跟以太坊一樣穩固和安全，亦可以同時減低開發者的開發成本。
2. zkSync
zKSync 是其中一個主流的擴容技術，背後是又德國的 Matter Labs 創建，原來的 zkSync 1.0 只可以完成每秒 3000 單交易（TPS / Trade Per Second），而 zkSync 2.0 就是一個改進的版本，可以達到每秒 20000 單交易。zkSync 更在近期推出了自己的代幣，空投了給活躍的用戶。代幣名為 $ZK。
3. StarkNet
StarkNet 是一個比較小限制的 zk-rollup 項目，它允許任何人在鏈上透過不同程式碼去部署屬於自己的智能合約。它跟其他鏈不同在於不用知道驗證者（Validator）是誰就可以完成打包交易。StarkNet 也在近期推出了自己的代幣空投給活躍用家，代幣名為 $STRK。
總結
Layer 2 的出現不但便利了使用者不少，更開發人員的開發成本減低，提高整體效率。Layer 2 的 Rollup 技術令交易變得有效率，可以令以太坊的發展變得更快速，鞏固以太坊的生態。
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