Ethereum升级和Layer2相关基本概念

1. 什么是Layer1?

Layer1就是基础公链，现在大家所知的以太坊、比特币就是Layer1公链，现在我们看到的市面上的Layer2的网络，都是以Layer1为基础的

Layer1的问题

1. 拥堵
2. 交易费贵

不可能三角问题

传统货币理论中存在的"不可能三角"是一个国家无法同时实现货币政策的独立性、汇率稳定与资本自由流动，最多只能同时满足其中两个目标，而做取舍放弃另一个目标。

区块链技术的"不可能三角"主要是指无法同时达到可扩展性(Scalability) 、去中心化(Decentralization) 、安全(Security) ，只能同时满足其中两个目标。

问题的解决方案:

1. 建立Layer2
2. 升级Layer1

下面会讲一下这两种解决方案：

2.什么是Layer2?

Layer2是一个概括性的词语去描述以太坊的扩容解决方案。Layer1和Layer2是分开的，Layer2是独立的区块链，它扩展了以太坊并且继承了以太坊的安全性

两种roll up技术

什么是roll up?

Rollups是目前扩容以太坊的首选Layer2解决方案。通过使用Rollups，用户可以比Layer1减少高达100倍的gas费。

Rollups把在Layer1上的几百个交易都打包捆绑在一起变成一个交易，现在的Ethereum主网每秒只能处理15个交易，以目前Ethereum的用户量来看，这个量是完全不够的，从而导致拥堵和交易费高昂。而Rollups打包后的1个交易的交易费是平摊的，用户所需要支付的gas费更低。Rollups打包处理这些交易的时候是在Layer1之外进行的，但是交易数据会被发回到Layer1上，通过这个方式，Rollups继承了Ethereum的安全性。

目前有两种不同的Rollups技术, 一种叫Optimistic rollups，一种叫 Zero-knowledge rollups，它们的区别主要在于交易数据如何被发布到Layer1，这次先不详细展开讲了，下一次会专门一篇文章介绍两种技术。目前Layer2的公链：Polygon、Loopring、OMG Network、Skale、ZKSwap、Arbitrum One、Optimism、Boba Network.

接下来讲一下另一个解决方案: 升级Layer1 -> ETH2.0(有些朋友以为Layer2就是以太坊2.0，实际两者是没有关系的)

3. ETH2.0

以太坊2.0升级的三个部分:

1. beacon chain(is live)
2. Merge (2022第三季度)
3. Sharding (2023-2024)

接下来简单介绍一下各个部分的特点:

The Beacon Chain

目前已经在运行中

• Beacon Chain不会影响当前使用以太坊的任何东西
• 它将POS引入了以太坊
• 它将协调网络，充当共识层
• 它是未来扩展升级前的重要步骤

The Merge

2022第三季度执行

• 以太坊主网和Beacon Chain POS系统合并
• 以太坊POW的结束，向POS的全面过渡
• 为未来的扩展升级(Sharding)创造了条件
• 合并将使以太坊的能源消耗减少大约99.95%(共识算法改变的关系)

不了解POW和POS的可以查看：https://mirror.xyz/0xD5B12730F08472C471172B0a4DC8912965036b8d/ot9OyZjYYxEYqqZFyEmB6TPMVdcRvNOZYfYkBlZtZ3w

Sharding

2024年之前执行

• 分片是一个多阶段的升级，以提高Ethereum的可扩展性和容量
• 分片提供了数据存储需求的安全分布，使rollups的成本更低，并使节点更容易操作
• 使Layer2解决方案能够提供低交易费用，同时利用以太坊的安全性
• 该升级计划在主网与Beacon Chain合并后进行