金色觀察 | 從區塊鏈第0、1和2層看擴容發展_LAYER

區塊鏈系統有六個層次，數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層和應用層，在結構上都密不可分，共同實現了區塊鏈的功能。?

數據層和網絡層是區塊鏈的基本架構，也是整個區塊鏈系統的最底層。基本架構之上，共識層、激勵層、合約層和應用層共同構成了區塊鏈的協議部分。

業界一般參考通信界的開放式系統互聯通信參考模型OSI將區塊鏈系統的六個層次重新劃入三個Layer，由底到頂分別為Layer 0（L0）、Layer 1（L1 ）和Layer 2（L2）。

公鏈在區塊鏈世界猶如類似于操作系統平臺一樣的存在。以太坊憑借其智能合約、創新性及安全權性在眾多公鏈中脫穎而出，在其上構建了各式各樣的應用（DApp）。不過，在以太坊發展過程中也出現了網絡擁堵以及Gas費高昂的問題。歸根結底，Gas 費用如此之高的原因是以太坊存在著數據處理能力較弱的問題，無法與主流支付系統相抗衡，也即對交易的需求仍然比以太坊區塊鏈實際每次能夠處理的更多。區塊鏈發展至今，如何擴容亟待解決。

金色午報 | 5月27日午間重要動態一覽:7:00-12:00關鍵詞：海南、示范區、比特大陸、波卡、TROY

1.海南新政策：支持龍頭企業探索數字資產交易平臺建設。

2.廣州獲批創建首個區塊鏈發展先行示范區。

3.寧波印發“三年行動計劃” 打造區塊鏈發展高地。

4.韓國計劃修改現行所得稅法對加密貨幣、采礦業及ICO征稅。

5.網傳詹克團簽署文件 解除高管劉路遙比特大陸職務。

6.以太坊2.0多客戶端測試網Witti上線。

7.波卡創始人撰文：目前還不是最終主網 或推出更多候選鏈。

8.MoneyGram與Uber合作 為Uber司機提供數字貨幣轉賬服務

9.ErisX推出加密現貨及期貨OTC大宗交易平臺。

10.TROY回應質疑：項目是獨立運營與投資者關系有待優化。[2020/5/27]

Layer 0又稱數據傳輸層，對應OSI模型的底層，主要涉及區塊鏈和傳統網絡之間的結合問題。第0層區塊鏈為第1層區塊鏈奠定了基礎。它提供了創建鏈的底層基礎設施，還允許跨鏈互操作性，這意味著在第 0 層之上創建的鏈可以相互通信。Cosmos和Polkadot是第 0 層區塊鏈的一些很好的例子。

金色晚報 | 3月4日晚間重要動態一覽:12:00-21:00關鍵詞：山東金融局、印度最高法院、ETC、Tether Gold

1. 山東金融局：不輕信虛擬幣等炒作 非法集資政府不會買單。

2. 印度最高法院取消了印度央行針對加密貨幣的禁令。

3. 韓國國會法治司法委員會通過特殊金融法。

4. ETC 2020技術路線圖公布：以太坊堆棧客戶端Core-Geth完成開發。

5. 美國政府試圖扣押113個與朝鮮黑客組織有關地址中的加密貨幣。

6. 加密貨幣愛好者John McAfee將退出美國總統競選。

7. Tether Gold市值超2100萬美元 領先競爭對手PAX Gold。

8. 中國互金協會標準研究院成為《區塊鏈行業應用反洗錢技術標準》專家組單位。

9. 比特幣日內窄幅震蕩，最高漲至8847.71美元，最低跌至8655美元。[2020/3/4]

Polkadot常被稱為Layer 0級別的區塊鏈。這是因為波卡主網作為中繼鏈，只起到為各大平行鏈提供安全性和彼此間的互操作性的作用。而在波卡的基礎上，可以通過插槽鏈接類似于以太坊這樣的Layer 1區塊鏈。

金色晨訊 | 2月22日隔夜重要動態一覽:21:00-7:00關鍵詞：拍賣、Libra協會、V神、IOTA、XMR

1. 美國法警署拍賣超4000枚比特幣。

2. 愛爾蘭販丟失比特幣賬戶信息 價值4600萬英鎊。

3. 馬耳他金管局：幣安未獲批準在該國開展業務。

4. 加拿大電子商務巨頭Shopify加入Libra協會。

5. 美國新澤西州議員發起數字資產和區塊鏈法案。

6. V神：ETH 2.0今年主要發展是Phase 0的啟動。

7. IOTA預計在3月2日之前重新啟動網絡。

8. 當前有28728292個地址BTC余額大于零，創歷史新高。

9. 意大利借記卡供應商Bitsa為其預付卡添加XMR支持。

10. 輝瑞和禮來等制藥巨頭共同開發區塊鏈系統，追蹤處方藥供應鏈。[2020/2/22]

Layer 1擴容方案又稱鏈上擴容，指在區塊鏈基層協議上實現的擴容解決方案。目前像以太坊2.0、Polkadot和Solana等L1網絡主要從結構上改變了底層共識和出塊規則，通過處理區塊鏈的底層協議，也即主網區塊鏈本身的代碼，以此來增加區塊鏈的交易吞吐量。它們可以進一步劃分為：協議改進和分片。

金色財經現場報道 工信部電子五所高級工程師相里朋：區塊鏈并不成熟:金色財經現場報道，在2018區塊鏈技術及應用峰會上，工信部電子五所高級工程師相里朋表示，區塊鏈確保價值可靠傳遞基礎上，還滿足多方不同層次知情權與監督權的需要。相里朋個人認為，區塊鏈應分三步走，1.區塊鏈（有通證）在政府、央國企可控領域探索應用，如精準扶貧、智能制造；2.區塊鏈（有通證）在民生、商業領域探索應用，如健康醫療、數據服務；3.區塊鏈（有通證）在金融、銀行領域探索應用，如區塊鏈票據、金融監管、供應鏈金融。[2018/4/1]

協議改進是指對底層協議進行的更改來擴大交易吞吐量，這主要是通過增加單個區塊中可以包含的交易數量 (僅在短期內可持續)，減少區塊創建之間的時間差，或者從 PoW 共識模式向 PoS 的結構性轉變來實現。

金色財經現場報道 海納云CTO鄒均：區塊鏈技術發展的驅動因素在于應用需求:金色財經現場報道，在2018區塊鏈技術及應用峰會上，海納云CTO鄒均認為，區塊鏈技術發展的驅動因素在于應用需求，而未來區塊鏈3.0發展的方向當從性能擴展性、鏈上安全性、隱私保護、數據真實性、密碼安全、兼容性、防止中心化等等方向進行改進發展。[2018/3/31]

分片 (sharding) 是指將一個區塊鏈的計算任務和數據空間劃分為多條鏈，比如 Eth2.0 中將會有許多條分片鏈。由于在分片中，交易被分配給特定的節點來進行驗證，而不是由整個區塊鏈網絡進行驗證，因此不存在導致高昂交易費的競爭，而且交易速度也更快，進而增加了每秒可以處理的交易數量。

Layer 2擴容方案又稱鏈下擴容，指不改變區塊鏈底層協議和基礎規則，通過狀態通道、側鏈等方案提高交易處理速度。L2解決方案是由構建在鏈上的智能合約來實現對 L1 的擴展。通過將交易執行外包給 L2 網絡來進行，然后 L2 網絡再將交易處理結果匯報給 L1 網絡，從而為待處理交易創造了額外的空間。

目前Layer2解決方案主要包含狀態通道、側鏈、Plasma、Optimistic Rollup、Validium、zkRollup 等。可以說，第2層解決方案本質上是通過在區塊鏈基礎層之上運行一種架構來比一般的區塊鏈架構更快地處理事務。

狀態通道是開辟一個鏈下的通道，用戶可以通過在智能合約中鎖定資產的方式，來將鏈上資產轉移至通道中，并在通道中進行資產交互。用戶在離開通道時進行結算，資產將轉回主鏈。通道允許參與者在鏈下進行x次交易，而在鏈上只能向網絡提交兩次交易，從而實現極高的吞吐量。狀態通道采用多簽合約，使參與者能夠在鏈下快速自由地進行交易，然后再與主網結算。 這將最大限度地減少網絡擁塞、費用和延遲。 現在有兩種通道：狀態通道和支付通道。

側鏈是與主網并行運行且兼容以太坊虛擬機的獨立區塊鏈。 它們通過雙向橋接與以太坊兼容，按照自行選擇的共識規則和區塊參數運行。?簡單地說，側鏈就像是一條條通路，將不同的區塊鏈互相連接在一起，以實現區塊鏈的擴展。?側鏈完全獨立于比特幣區塊鏈，但是這兩個賬本之間能夠“互相操作”，實現交互。

Plasma 是一條獨立的區塊鏈，錨定至以太坊主鏈，并使用欺詐證明來仲裁爭議。Plasma 也被稱為“鏈中鏈（blockchains in blockchains）”。任何人都可以在底層區塊鏈之上創建不同的 Plasma 支持不同的業務需求，例如分布式交易所、社交網絡、游戲等。

Rollup 的擴容原理是將數百個已處理的交易匯總成一個批次并在與以太坊主網平行的L2鏈上按批次執行交易，最終完成的交易再按批次一次性發布到底層（L1, Layer 1）區塊鏈，以此來提升交易速度。在不同的 Rollup方案中，Optimistic Rollup 和零知識證明 Rollup 都取得了不同程度的成果，他們執行原理差不多，主要區別在于交易驗證過程。

Optimistic 擴容方案是基于“樂觀”機制的，采用的是欺詐證明（Fraud proofs），即系統樂觀的相信交易數據的正確性，數據不經過有效驗證，但會直接進入一個等待期，等待期里如果有任何節點提出異議并佐證惡意交易，則交易取消；若無異議，等待期結束，交易自動完成并寫入區塊。這種“欺詐證明”方案不需要在每筆交易中部署驗證，大大節省了網絡計算資源跟成本，同時也保證了及時的最終確定性。OptimisticRollup最突出的兩個方案是 Arbitrum 和 Optimism。

ZK Rollup?即通過零知識有效性證明的擴容方案。ZK Rollup分批處理鏈下交易，并生成加密有效性證明來驗證每批交易的真實性。有效性證明將批量交易添加到 L1 區塊鏈。當交易批次被提交時，該證明可以被L1合約快速驗證，無效的批次可以被直接拒絕。

Validium和zkRollup都是以太坊Layer 2的擴展性解決方案，其交易有效性通過使用零知識證明來實現，不過zkRollup的數據可用性保持在鏈上，Validium是保持在鏈下。因為交易數據不是發布在區塊鏈上的，所以有必要采用額外的信任假設，用戶必須信任操作員，以便在需要時可以訪問數據。Validium的鏈下數據存儲有很多好處，交易速度更快，并且因為公眾無法訪問交易，所以用戶隱私性也到了提高。然而，由于數據是在鏈外保存的，因此用戶將無法隨時看到其在智能合約中的可用金額。因此，用戶必須從中繼器那里獲取數據才能掌握自己的資金，并且他們必須信任中繼器。

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