--- TITLE: Layer 2 区块链 DESCRIPTION: 加入 Layer 2 生态，让交易更快、费用更低。 LANGUAGE: 简体中文 WRITERS: HiroKennelly, Tetranome EDITORS: Claude (Anthropic AI, 2026 review) TRANSLATORS: Claude (Anthropic AI) LINK: https://app.banklessacademy.com/lessons/layer-2-blockchains FORMAT: LESSON --- ``` __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ $$$$$$$\ $$\ $$\ $$$$$$\ $$\ $$ __$$\ $$ | $$ | $$ __$$\ $$ | $$ | $$ | $$$$$$\ $$$$$$$\ $$ | $$\ $$ | $$$$$$\ $$$$$$$\ $$$$$$$\ $$ / $$ | $$$$$$$\ $$$$$$\ $$$$$$$ | $$$$$$\ $$$$$$\$$$$\ $$\ $$\ $$$$$$$\ | \____$$\ $$ __$$\ $$ | $$ |$$ |$$ __$$\ $$ _____|$$ _____| $$$$$$$$ |$$ _____|\____$$\ $$ __$$ |$$ __$$\ $$ _$$ _$$\ $$ | $$ | $$ __$$\ $$$$$$$ |$$ | $$ |$$$$$$ / $$ |$$$$$$$$ |\$$$$$$\ \$$$$$$\ $$ __$$ |$$ / $$$$$$$ |$$ / $$ |$$$$$$$$ |$$ / $$ / $$ |$$ | $$ | $$ | $$ |$$ __$$ |$$ | $$ |$$ _$$< $$ |$$ ____| \____$$\ \____$$\ $$ | $$ |$$ | $$ __$$ |$$ | $$ |$$ ____|$$ | $$ | $$ |$$ | $$ | $$$$$$$ |\$$$$$$$ |$$ | $$ |$$ | \$$\ $$ |\$$$$$$$\ $$$$$$$ |$$$$$$$ | $$ | $$ |\$$$$$$$\\$$$$$$$ |\$$$$$$$ |\$$$$$$$\ $$ | $$ | $$ |\$$$$$$$ | \_______/ \_______|\__| \__|\__| \__|\__| \_______|\_______/ \_______/ \__| \__| \_______|\_______| \_______| \_______|\__| \__| \__| \____$$ | $$\ $$ | PORTABLE LESSON DATADISK COLLECTION \$$$$$$ | \______/ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ``` --- # 引言 任何区块链的理想状态，都是尽可能做到去中心化、安全和可扩展。要让一条链同时做好这三件事，一直是尚未解决的难题。这个难题有个名字：`区块链三难困境`。 比特币和以太坊都相当去中心化、也足够安全，但扩展性不佳：网络繁忙时，交易费高昂、排队时间长。为了绕开这些限制，探索者可以借助各种技术，大幅降低交易成本、提升交易速度。它们统称为 Layer 2（L2）扩容方案。 `Lightning Network` 是比特币最知名的扩容方案，它依靠`支付通道`技术来扩展支付。以太坊则通过多种 L2 方案来处理交易，缓解三难困境，背后由 2024 年加入主网的廉价临时存储 `Blob` 提供支持（这是当年设想的「分片」的轻量形态）。 ![](https://app.banklessacademy.com/images/layer-2-blockchains/introduction-c1f2c88f.svg) # 支付通道 在比特币区块链上，Lightning Network 依靠双向支付通道，让多方无需在主链上交易就能交换 BTC。 这套架构让两个用户之间开启一条支付通道。每条通道严格只有两方，但支付可以在互联的通道网络中路由，抵达更远的用户。通道开启到关闭之间，双方可以来回转移资金。每位参与者的微型账本条目在双方都签名后更新，这通常要求双方的节点都在线。 任何一方都可以随时把最新版本的微型账本广播到区块链上，从而关闭通道。 支付通道不支持复杂的`智能合约`交互，只支持基础的点对点交易。 ![](https://app.banklessacademy.com/images/layer-2-blockchains/payment-channels-31677af9.svg) # Knowledge Check 1 使用比特币 Lightning Network 交易时，你必须在线。 - [x] 正确 > ℹ️ 正确！更新支付通道需要双方签名，这通常意味着双方的节点都必须在线。 - [ ] 错误 > ℹ️ 再试一次！通道更新需要双方的签名，所以他们的节点通常都要在线。 # 以太坊的扩容方案 以太坊开发者研究原生扩容方案的时间，几乎和这条网络上线的时间一样长。 多数以太坊社区成员认为，要称得上「以太坊扩容方案」，项目必须在不牺牲`安全性`和`去中心化`的前提下，解决以太坊的`可扩展性`短板。对用户来说，最实际的需求是比以太坊主网更快的交易和更便宜的 `Gas`。为了竞争，有些方案愿意在三难困境上做出比别人更大的取舍。 以太坊的定位由智能合约能力决定，因此扩容方案继承这项能力同样重要。如果用户在 Layer 2 上用不了自己喜欢的 `dApp`，再快再便宜的交易也没有意义。 # Knowledge Check 2 以太坊扩容方案： - [ ] 用支付通道来扩展网络。 > ℹ️ 再试一次！支付通道是比特币 Lightning Network 的做法。以太坊靠 Rollup 之类的方案扩容。 - [ ] 无法支持智能合约交互。 > ℹ️ 再试一次！支持智能合约至关重要。用户需要在 Layer 2 上访问自己喜欢的 dApp。 - [x] 应在不削弱三难困境其他两项的前提下提升可扩展性。 > ℹ️ 正确！真正的以太坊扩容方案会在不牺牲安全性和去中心化的前提下解决可扩展性。 - [ ] 提升交易速度，但代价是 Gas 更贵。 > ℹ️ 再试一次！扩容方案追求的是既有更快的交易，也有比以太坊主网更便宜的 Gas。 # 连接 Layer 1 与 Layer 2 正如我们在[区块链基础](https://app.banklessacademy.com/lessons/blockchain-basics)中学到的，区块链是一种叫`账本`的数据库，记录着一份由密码学保护、按时间排序的交易清单。L1 区块链和 L2 扩容方案各自都是完整的区块链，拥有自己的地址和数据。 在不同区块链数据库之间传递信息的基础设施，叫做`跨链桥`。举个例子：把以太坊主网（或任何其他 `L1` 区块链）想象成一座岛，把另一条链或你偏好的扩容方案想象成另一座岛，跨链桥就是连接这两座数字岛屿的高速公路的统称。 这项技术非常复杂，但从终端用户的角度看，整个过程简单到只是选一个目的地。 ![](https://app.banklessacademy.com/images/layer-2-blockchains/bridging-layer-1-and-layer-2-c219a748.svg) # 侧链 `侧链`是一条独立于以太坊运行的区块链，通过`跨链桥`与以太坊主网相连。要迁移代币，你把它们锁在主网的跨链桥合约里，侧链上会铸造出等量的代币。重要的是：这并不会让你的资金获得以太坊的安全性。跨链桥和侧链都依赖侧链自己的验证者。其中任何一方被攻破（比如 2022 年 6.25 亿美元的 Ronin 跨链桥被盗事件），锁定的资金就可能被偷走。 侧链同样受制于三难困境。它们更低的 `Gas` 费和更快的交易，来自一个规模更小但更强大的验证者集合，用一部分去中心化和安全性换来了可扩展性。 Polygon PoS 这类侧链会定期向以太坊发布快照（「检查点」）。这让它们的历史获得某种最终性，也让用户在退出跨链桥时能证明余额，但并不能让侧链上的资金和主网一样安全。 ![](https://app.banklessacademy.com/images/layer-2-blockchains/sidechains-464f0191.svg) # Knowledge Check 3 侧链： - [ ] 把跨链过去的代币锁在主网的合约里。 > ℹ️ 再试一次！这说得没错，但它不是唯一正确的说法。 - [ ] Gas 费比主网便宜。 > ℹ️ 再试一次！这说得没错，但它不是唯一正确的说法。 - [ ] 中心化风险比主网更高。 > ℹ️ 再试一次！这说得没错，但它不是唯一正确的说法。 - [x] 以上全部。 > ℹ️ 正确！侧链把跨链代币锁在主网，费用也更便宜，但更小的验证者集合是用去中心化换来的速度。 # Rollup 使用 Rollup 技术的 Layer 2 协议，在安全级别上与以太坊主网保持更紧密的一致。 和侧链一样，Rollup 让链上交易在以太坊主网之外执行。这些交易随后被「卷起」成一个批次，批次数据以廉价的临时数据包 `Blob` 的形式发布到以太坊，Blob 由 2024 年 3 月的 Dencun 升级引入，也是典型 L2 费用降到几美分甚至更低的主要原因。 为了证明自己足够安全、有资格代表主网处理交易，Rollup 必须提供「令人信服的证据」，说明每个提交批次里的交易都安全有效。这份证据包含在交易的 Rollup 中，并由以太坊主网上的跨链桥合约验证。 目前有两种 Rollup 方法能提供这种证据：`Optimistic Rollup` 和 `ZK Rollup`。我们来仔细看看这两种流程。 ![](https://app.banklessacademy.com/images/layer-2-blockchains/rollups-308dc6c9.svg) # Optimistic Rollup Optimism、Base、Arbitrum 这些 L2 协议，都采用 `Optimistic Rollup` 作为扩容架构。之所以叫「乐观」，是因为 Rollup 批次里的信息在被证伪之前都默认有效：这是一个乐观的假设。 为了防止有人滥用这种做法，用户申请把资金从 L2 移回主网时，通常要等待数天。在这段时间里，跨链桥的验证者可以发布`欺诈证明`，请求取消这笔提款。这套欺诈证明机制类似银行业的清算流程，只不过是去中心化的。 注意：Across、Relay 这类第三方跨链服务，能让用户在几分钟而不是几天内完成跨链。这些快速桥用自己的资金池先垫付给你，因此你要承担该桥智能合约和资金提供方的风险，比使用 Rollup 自带的桥多了一层信任。 ![](https://app.banklessacademy.com/images/layer-2-blockchains/optimistic-rollups-846aad61.svg) # Knowledge Check 4 在 Optimistic Rollup 中，交易在被证伪之前都被视为有效。 - [x] 正确 > ℹ️ 正确！乐观假设是批次有效，同时设有挑战期，欺诈证明可以在期内取消有问题的提款。 - [ ] 错误 > ℹ️ 再试一次！这个乐观假设正是这类 Rollup 名字的由来。 # ZK Rollup `ZK Rollup` 是一类依靠零知识技术的 Rollup。和 `Optimistic Rollup` 不同，ZK Rollup 确认批次交易是否合法时，不依赖某些用户去寻找欺诈的证据，而是提交一份数学证明，叫做`有效性证明`，让以太坊无需重做计算就能检查整个批次是否正确。 ZK Rollup 最大的优势在于`结算时间`，也叫`交易最终性`。它不需要长达数天的挑战期：只要下一份有效性证明提交，用户通常在几小时内就能在主网动用自己的资金。别被名字误导，这里的零知识技术并不是为了隐私：主流 ZK Rollup 上的交易和以太坊主网一样公开。 已经有一些重要协议在用 ZK Rollup 技术构建以太坊扩容方案，包括 ZKsync、Starknet 和 Linea。这个方向仍处于早期，但未来潜力很大。 ![](https://app.banklessacademy.com/images/layer-2-blockchains/zk-rollups-9d65de85.svg) # Knowledge Check 5 和 Optimistic Rollup 相比，ZK Rollup： - [ ] 让用户在主网上的交易保持私密。 > ℹ️ 别被「零知识」这个名字误导，主流 ZK Rollup 和以太坊主网一样透明：证明用于验证有效性，不是隐私。 - [x] 使用有效性证明，免去长达数天的挑战期。 > ℹ️ 正确！数学有效性证明会确认每个批次，因此在主网达成最终性不必等待欺诈证明窗口。 - [ ] 依靠监督者在挑战期内提交欺诈证明。 > ℹ️ 这是 Optimistic Rollup 的做法。ZK Rollup 则是提前证明有效性。 # 跨链 dApp 兼容性 比较 `Optimistic Rollup` 和 `ZK Rollup` 时，多数用户最关心提款时间。不过这类提款延迟可以用第三方跨链桥解决，所以在挑选扩容方案时，它不该是主要考量。 许多 Optimistic Rollup 做到了「EVM 等效」，也就是这条 L2 原生支持任何能在`以太坊虚拟机`（EVM）上运行的 dApp。EVM 等效意味着此前部署在主网上的智能合约都能直接部署过来，于是 L2 用户也能用上自己喜欢的 dApp。 Polygon PoS 这类侧链同样原生运行 EVM，多数现代 ZK Rollup（比如 ZKsync、Linea、Scroll）也做到了 EVM 等效或非常接近。因此，你喜欢的以太坊 dApp 在大部分 L2 生态里都能用。 ![](https://app.banklessacademy.com/images/layer-2-blockchains/cross-chain-dapp-compatibility-8a372647.svg) # Knowledge Check 6 EVM 等效的扩容方案，可以轻松复用部署在主网上的智能合约。 - [x] 正确 > ℹ️ 正确！EVM 等效意味着任何能在主网运行的智能合约都能部署到 L2，熟悉的 dApp 也随之而来。 - [ ] 错误 > ℹ️ 再试一次！复用主网的智能合约正是 EVM 等效的意义所在。 # 课程回顾 比特币、以太坊这样的 L1 区块链，目前都受制于`区块链三难困境`。比特币网络上的`支付通道`，以及以太坊上的侧链和 Rollup，帮助这些网络扩容、缓解三难困境。 `跨链桥`把 L1 区块链与`侧链`和 `Rollup` 连接起来，而跨链桥合约的运作方式，决定了所连接网络的性质。 侧链上的资金并不继承以太坊的`安全性`：跨链代币被锁在主网的合约里，但它们是否安全，取决于侧链自己的验证者和跨链桥合约。这类链拥有规模小但强大的验证者集合，因而能提升交易速度、降低 Gas 费，代价是去中心化和安全性。 Rollup 和侧链一样也自行验证和处理交易，但它们的跨链桥合约要求先提供交易有效的「令人信服的证据」，数据才被认可。这让它们的`安全性`和`去中心化`程度与以太坊的价值观保持一致。提供这种「证据」有两种方法：Optimistic Rollup 和 ZK Rollup。`Optimistic Rollup` 在主网结算交易批次前会留出数天延迟，期间由跨链桥验证者发现并举报欺诈。`ZK Rollup` 则借助`零知识`技术，为交易的合法性提供数学保证。 目前，Optimistic Rollup 和现代 ZK Rollup 都与以太坊主网有很高的智能合约兼容度，主网上的 dApp 可以轻松部署到它们的网络上。许多人相信，凭借快速最终性和强有力的有效性保证，ZK Rollup 会成为未来的扩容方案。 # 从 Optimism 或 Base 开启你的 Layer 2 之旅 🙂 Optimism 和 Base 都是 EVM 等效的 Optimistic Rollup，非常适合探索者作为起点。在这两条链上使用 dApp 的体验和 L1 相似，只是更便宜、更快，而且都用 ETH 支付 Gas。接下来的任务，就是你在 Optimism 或 Base 上旅程的第一步！ 两个生态都深受以太坊价值观影响，其中 Optimism 以[资助公共物品](https://optimism.mirror.xyz/wqk1Yeyn2OhV9paDzbRXvQ0m0JYDu2npbSkMClwk1rY)著称，为生态创造价值，比如 Bankless Academy 的免费教育。 Optimism 和 Base 不只是依靠 Optimistic Rollup 的平台：它们展示了区块链如何解决真实问题，开辟交易和协作的新方式。这应该让我们所有人都保持乐观。🙂 ![](https://app.banklessacademy.com/images/layer-2-blockchains/start-your-layer-2-journey-with-optimism-or-base--54a0f80a.svg)