以太坊扩容方案有哪些？以太坊扩容方案汇总

以太坊扩容是对区块链本身的性能提升，这需要对第一层主网/以太坊协议进行变更：这就涉及到了「Layer1」，Layer1网络是底层区块链的别称，那除了以太坊(ETH)，比特币(BTC)、Solana、Polkadot、Near、Cosmos、Aptos、Sui等都属于layer1协议，因为它们是所在生态系统中的主要网络，Layer1协议能够在自身的区块链上处理并完成交易，同时自带用于支付交易费用的原生通证，但是不同的方案也有不同的特点，那么以太坊扩容方案有哪些？下面211Coin小编汇总一下以太坊扩容方案。

以太坊扩容方案汇总

扩容方案：可以分为两大类——On-Chain(layer1)和Off-Chain(侧链+layer2)。

On-ChainLayer1扩容的可选方案包括：

a.更改共识机制。以太坊升级就采用了这一方案。几周其前的beacon信标链和主网成功合并就是完成了共识机制从pow到pos的转换。

b.实施分片sharding。分片是一种常见的Layer1扩展解决方案，主要是用于增加交易的吞吐量。这是计算机学中的一种数据库分割技术，网络连同上面的节点一起被分割成不同的分片，来平摊工作量并提升交易速度。每个分片处理整个网络的一部分活动，即每个分片都有自己负责的交易、自己的节点和独立的区块。

分片还可以减轻每位验证者的负担(因为他们不再需要处理和保存整个网络的所有交易)。每个节点会将完成的工作写入主链，实时共享本地数据。这是之前eth2.0原升级计划涉及到的的扩容方案，现已被danksharding所取代。

c.扩大区块规模。使每个区块能够处理更多交易(目前以太坊升级proto-danksharding就是类似方案，升级这部分以后会单出一个分享)。

Layer1扩容需要大费周折。很多情况下，不是所有网络用户都会同意这样的变更。从而可能会导致社区分裂，甚至发生硬分叉。(2017年比特币分裂出比特币现金就是硬分叉的后果)

Off-chain，链下扩容

所有的链下扩容都是与第一层主网分开实施，无需更改现有以太坊协议。Rollup大致上可以分为两大类：Ⅰ.侧链；Ⅱ.layer2二层解决方案。

Ⅰ.侧链

侧链是独立运行的区块链，其安全性全靠自身协议机制。这也是侧链和目前主流链下扩容方案layer2二层扩容最大的区别。

而侧链作为一条独立的链和一些layer1公链相比，区别在于侧链专门用于处理以太坊的过剩容量，而不是与整个以太坊竞争。这些生态系统与以太坊社区紧密结合，以互补的方式托管以太坊应用。

第二类链下扩容是刚才提到的也是大家常听说的layer2二层解决方案：基本想法是链下计算/执行，结果上链；离线批量处理。直接从第一层以太坊共识中获得安全性。那不同的layer2方案会在安全性、扩容效率、去中心化程度、通用性之间寻找平衡。

先来说说侧链：

侧链SideChains是一个独立的区块链，与以太坊主网并行且独立地运行。

它们通常是为高效处理交易而设计的。与第二层扩容方案最大的不同在于侧链不会将状态更改和交易数据发布回以太坊主网，这也是为什么它们并不继承以太坊的安全属性。

侧链通常是选择牺牲了一些去中心化或安全性来实现高吞吐量。

侧链主要是通过双向锚定的跨链桥(twowaypeggedcrosschainbridge)来实现与主网的链接、以及互相操作(这个概念我们很快就会细说)。而这里所谓的双向锚定式主要是指支持资产的双向锚定，即资产在主链与侧链之间的互转。不过这里需要注意一下，实际上资产并非实现真正意义上的转移，只是通过“一条链锁定，另一条链铸造相同面额资产”的方式来进行“跨链”。但凡是架设双向锚定跨链桥的项目都可以被视为侧链。

联盟模式Federation-multisigfederation：联盟模式是使用公证人联盟来取代单一的保管方，利用公证人联盟的多重签名对侧链的数字资产流动进行确认。在这种模式中，如果要想盗窃主链上冻结的数字资产就需要突破更多的机构，但是侧链安全仍然取决于公证人联盟的诚实度。这种方式还是中心化的。

SPV(simplepaymentverification)模式：以上两种方案都是通过中间人来保证安全的，都属于中心化的。

SPV(SimplifiedPaymentVerification)，即简单支付验证则是安全性更高的去中心化方式。

SPV是Nakamoto在《比特币白皮书》(《EnablingBlockchainInnovationswithPeggedSidechains》大家感兴趣可以读读，我把链接放在下面了)中提到的概念。这也是比特币底层技术中很重要的一个概念。

SPV是一种用于证明交易存在的方法，它的特点是只需通过少量数据就可以验证某个特定区块中交易是否存在。在SPV模式中：

1.用户在主链上将资产发送到主链的一个特殊的地址，来锁定主链的该资产。

2.在主链上等待一个确认期，是指币在转移至侧链之前，在父链上必须被锁定的期间。此确认期目的是生成足够多的工作量，让下一个等待期内的拒绝服务攻击变得更困难。典型的确认期的量级可以是一或两天。

当父链上生成了特殊输出后，用户等待确认期结束，然后在侧链上生成一个引用该输出的交易，提供出一个它已被创建并在父链上被足够工作量覆盖的SPV证明，确认期是一个依侧链而定的安全参数，要在跨链交易速度和安全性间做权衡。

3.主链确认期结束资产确定被锁定后，会创建一个SPV证明并发送到侧链上。然后一个对应的带有此SPV证明的交易会出现在侧链上，这笔交易就在侧链上生成了相同价值的侧链代币资产。

4.生成的侧链资产先处于锁定状态，接下来，用户必须等待一个竞赛期。这个期间，新转移过来的币不能在侧链上花费。竞赛期的目的是防止重组时出现双花，在重组期间转走先前锁定的币。在这个延迟期内的任何时刻，如果有一个新的工作证明发布出来，对应的有着更多累计工作量的链中没有包含那个生成锁定输出的区块，那么该转换将被追溯为失效。我们称此为重组证明，需要等待一个竞争期来防止双花。如果在竞争期内，用户把主链上锁定的币转走，其他用户可以用最新的SPV证明此事，则侧链铸币交易失效，称此证明为重组证明。

上述内容解答了以太坊扩容方案有哪些？讲到这，大家还是得明白一点，驱动链+公证人/侧链而混合模式则是将上述获得双向锚定的方法进行有效的结合的模式，由于主链与侧链在实现机制存在本质的不同，所以对称的双向锚定模型可能是不够完善的，混合模式是在主链和侧链使用不同的解锁方法，例如在侧链上使用SPV模式，而在主链网络上则使用驱动链模式，所以以太坊扩容方案在后期还会不断发展完善，未来前景还是很不错的，大家可以多了解一下。