• 为了缓解其当前的可扩展性问题，以太坊正在转向“以汇总为中心的路线图”，结合最好的链上和链下扩展解决方案。

• 以太坊的链上扩容解决方案 danksharding 为 Optimistic 和 ZK-rollups 等 Layer-2 扩容解决方案提供了充足的数据空间。

• Optimistic 和 ZK-rollups 都有其缺点：大多数 Optimistic rollup 都存在层间退出期较长的问题，而且 ZK-rollup 的计算量往往过于密集，无法提供无缝的可组合性。

• 为了在以汇总为中心的未来保持可行性，汇总解决方案必须优先考虑降低执行成本、跨层互操作性和用户隐私。

可扩展性是在不牺牲去中心化或安全性的情况下提高区块链速度和吞吐量的方法，同时最大限度地降低成本。以太坊目前不可扩展。随着过去两年用户数量的增加，以太坊交易成本飙升，使得该网络对日常投资者几乎毫无用处。

扩展以太坊有两个核心选项：链上和链下。与The Merge相结合，以太坊团队正在引入一种链上扩展解决方案，并引入了一种名为 danksharding 的新分片设计。这些变化预计将在未来几个月的某个时间发生。

链下扩展来自存在于现有区块链之上的替代协议，并且不需要更改当前的第 1 层协议。第 2 层扩展解决方案从主网以太坊获得安全性，同时处理所有链下交易验证。最突出的第 2 层扩展解决方案是汇总。

在为合并做准备时，以太坊正在转向“以汇总为中心的路线图”。它计划结合最好的链上和链下扩展解决方案。

Rollups 是该领域最突出的第 2 层扩展解决方案。它们可以按其验证和数据存储方法进行分类。所有汇总都将链下的大量交易数据聚合成批次，并在达成共识时将结果发布回主网。

乐观汇总

乐观汇总，如 Arbitrum 或 Optimism，假设所有交易从一开始都是有效的。为了保护这些交易，它们提供了一个挑战期，验证者可以通过父链上的欺诈证明来质疑交易的合法性。通过仅在怀疑存在欺诈时执行证明，乐观汇总显着提高了吞吐量并减少了延迟（交易确认时间）。挑战期通常为 7 天。

在挑战期间，用户可以在 Layer-2 生态系统中使用他们的资金，但不能将资金撤回到 Layer-1。作为对 Optimistic rollups 中漫长等待期的回应，快速退出解决方案正在兴起。例如，通过社区驱动的流动性池，Boba Network 将退出时间缩短到了几分钟。

此外，大多数乐观汇总都与 EVM 兼容，这意味着您在第 1 层上执行的任何操作都可以在汇总中执行（但更快、更便宜）。EVM 兼容性是迄今为止以太坊上的大多数汇总都是乐观变化的核心原因。以太坊开发者将智能合约迁移到这些解决方案是一个不费吹灰之力的过程。此外，由于所有交易数据都发布到父链，乐观汇总提供了完全的透明度。

ZK-汇总

零知识 (ZK)-rollup，如 StarkNet，与 Optimistic rollups 相似，因为它们结合了大量的链下交易并将批处理版本提交回 Mainnet Ethereum。然而，ZK-rollups 不会假设所有交易在被证明之前都是有效的，而是使用有效性证明来立即验证交易。然后将有效性证明和压缩数据提交给第 1 层，作为其相应原始交易包的代理，以进行链上验证。

有效性证明非常复杂且耗时，与 Optimistic 对应物相比，导致延迟增加。由于生成加密证明的计算量很大，定序器需要高规格的硬件，使得日常用户难以参与。

此外，由于自然复杂性，大多数 ZK-rollup 通常不兼容 EVM。结果，开发人员难以将智能合约迁移到这些解决方案，这使得在不完全改变智能合约框架的情况下为这些解决方案开发通用应用程序变得更加困难。ZKSync 和 zkEVM 最近在以太坊测试网上部署了与 EVM 兼容的汇总解决方案，为以 ZK-rollup 为中心的未来带来了曙光。

今年某个时候，以太坊将在所谓的“合并”中经历从工作证明到股权证明的共识机制的变化。这种变化应该会减少能源排放，提高安全性，并降低矿工的中心化风险。以太坊以汇总为中心的路线图将支持任意数量的验证者，只要他们将 32 ETH 作为经济利益。

分片是一种水平的链上扩展解决方案，它增加了链可以有效处理的活动量。本质上，以太坊区块链将被分割成更小的链，称为分片，它们并行运行并最终通过信标链链接在一起。每个分片将与检查数据可用性的节点子集一起运行。该系统确保任何人都可以使用标准消费硬件运行节点，同时提高可扩展性。

danksharding 没有像传统分片那样为事务提供更多空间，而是专注于为数据块提供块空间。以太坊协议不会尝试解释数据；它仅验证数据块是否完全可用。要被认为是完全可用的，必须没有丢失的部分，并且必须能够使用此数据重建汇总状态。数据空间适用于支持高吞吐量事务的第 2 层扩展解决方案。

简而言之，Proof-of-Stake 是共识层，为第 2 层汇总提供强大的安全性和去中心化。Danksharding 形成数据层，提供海量数据可用性，因此是汇总发布数据的廉价位置。

Danksharding 使以Rollup 为中心的路线图变得可行。它将以太坊变成了一个结算和数据可用性层，并将可扩展性置于第 2 层汇总的手中。目前，结合 rollup 和 Ethereum 架构，当前仅 Ethereum 的 15-45 TPs 的事务吞吐量可以扩展到 1000-4000 TPS。分片的引入扩大了汇总的数据存储容量，将吞吐量提高到100,000 TPS 以上。

Optimistic 和 ZK-rollups 的显着优势在于它们解决了以太坊的可扩展性问题，而不会影响安全性和去中心化。它们允许以低得多的费用进行近乎即时的交易，同时减少主链上的网络拥塞。

然而，两种汇总方式都有明显的缺点，质疑它们的长期可持续性。由于防欺诈系统，乐观汇总会受到长达一周的退出期的影响。ZK-rollups 的计算量太大，目前无法兼容 EVM。如前所述，这两种解决方案的开发人员都在解决这些问题。

以太坊未来的生态系统为 Rollup 生态系统的蓬勃发展提供了充足的空间。以太坊路线图鼓励实验，允许最好的 L2 解决方案在已完成的以太坊生态系统中蓬勃发展。除了各自的挫折之外，未来的汇总部署还必须解决交易成本的差异、以太坊分片生态系统的碎片化以及隐私问题。

可扩展的区块链需要在不影响成本的情况下支持越来越多的交易。如前所述，Optimistic 和 ZK-rollups 都解决了这个问题，但是它们如何比较呢？

理论上，乐观汇总应该具有几乎无成本的交易。与 ZK-rollups 不同，Optimistic rollups 缺乏繁重的后端计算或数据压缩，这进一步增加了交易成本。通常，运营商承担运营防欺诈的成本。然而，将未压缩的数据发回以太坊会增加交易成本。此外，由于欺诈证明尚未完全部署在这些解决方案上，因此目前在 Optimistic rollups 上进行交易的成本高于预期。

在以太坊分片上，任何一种汇总解决方案的交易成本都应比当前情况显着降低。理论上，如果 ZK-rollups 可以继续降低每笔交易的边际成本，那么乐观 rollup 和 ZK-rollups 之间的价格差异应该是最小的。

整个加密生态系统都存在碎片化问题。大多数协议都在孤岛中运行，整个行业相对脱节。在链之间移动资产是复杂且不直观的，尤其是对于新用户而言。

许多汇总都有蓬勃发展但孤立的第 2 层生态系统。由于协议内的组件易于链接，开发人员正在 Arbitrum 和 Optimism 上快速构建应用程序。然而，一旦用户将他们的资产放入这些系统中，他们往往会发现将这些资金转移到不同的平台上具有挑战性。Hop 和 Connext 等跨层桥以及跨链桥有助于解决流动资产的部分互操作性问题。用户可以相对快速且经济高效地将资产从一个平台无缝转移到另一个平台。

跨链桥将资产锁定在第 1 层智能合约中，并发送一个版本的代币以用于另一条链或汇总，反之亦然。如果没有 EVM 兼容性，用户需要放弃对其加密资产的控制，因为网桥的安全性不再依赖于底层区块链的安全性。要将资产从以太坊转移到不兼容 EVM 的 rollup，例如Loopring或 StarkNet，用户可以将代币从中心化交易所发送到 rollup，或者支付 gas 费用以将资产发送到 rollup 本身。在后一种情况下，资金将存在于第 2 层汇总中。

同样，在基于 PoS 的以太坊世界中，存在围绕汇总的互操作性的问题。互操作性桥梁将成为以汇总为中心的以太坊生态系统中的关键基础设施组件。他们将努力防止孤立的汇总生态系统，保持可组合性并减轻分散的流动性。作为沟通和交叉汇总资产转移的一种手段，桥梁是必不可少的。

以太坊以汇总为中心的生态系统鼓励实验并发展当前的区块链架构。目前，EVM 兼容性限制了 rollup 框架内的开发，限制了智能合约创新的自由。EVM 兼容性可能会成为一个古老的特性，被可组合性驱动技术的未来发展所取代。

在短期内，Optimistic rollups 是以太坊生态系统的领先扩展解决方案。它们在 EVM 兼容性方面具有现有优势，可提供其应用程序所需的可组合性。然而，随着时间的推移，由于以下几个因素，自然会发生向 ZK-rollups 的过渡：较短的、无需信任的提款期；更高的吞吐量；卓越的数据压缩能力；并降低每笔交易的边际成本。

区块链本质上是公开的，并通过完全透明的方式提供对空间的信任。在任何给定时间，任何人都可以访问 Etherscan，查看谁在与什么合约进行交互以及与多少资金进行交互。尽管钱包地址是一种匿名的隐私解决方案，但社交媒体平台提供了一个漏洞，可以将公共身份与其相应的钱包联系起来。

另一方面，目前的 TradFi 系统是完全私有的：人们无法检查彼此的财务状况。在数据隐私成为主流问题的时代，很容易理解为什么散户投资者，尤其是企业不愿公开他们的私人信息并将其与财务记录联系起来。加密空间需要像当前的 Web2 替代方案一样私密，或者坦率地说，没有长期采用的潜力。

那么，开发人员究竟如何才能在不影响安全性的情况下从公共交易中删除可识别信息呢？

ZK-rollups 的美妙之处在于它们的数据压缩能力。如前所述，ZK-rollups 在链下验证所有交易数据，并将生成的验证证明和压缩交易数据发布回主网。以太坊验证者不需要解释捆绑包中的数据；他们只是检查以确保 L2 解决方案已验证数据。

以隐私为中心的 ZK-rollup 从其捆绑的交易数据中删除可识别信息，仅发布相关信息。例如，Aztec 在其汇总解决方案中创建了一个别名系统，以将交易数据与相关各方完全隔离开来。用户可以通过即将发布的 Aztec Connect 桥接匿名发送和接收屏蔽令牌并与去中心化应用程序交互。

但是，隐私的附加功能是有代价的。汇总无法像以前那样处理事务列表。Aztec 引入了第二个零知识证明（所以现在它是一个 ZK-ZK-rollup），它验证一个 ZK 证明列表，每个验证一个私人交易。Polygon 推出了他们面向企业的隐私汇总，Polygon Nightfall，它在 ZK 隐私汇总之上运行乐观汇总。

以前的隐私技术（如 Monero、Zcash 和 Tornado Cash）受到主流采用的影响，或者将隐私作为用户的选择加入。当投资者将其交易私有化时，他们必须选择这样做。但是，交易另一端的一方可能不会这样做，因此交易的一端是公开的。随着时间的推移，交易数据中的趋势可能会被拼凑起来，以揭示双方的身份，从而违背了从交易中首先忽略身份的目的。选择加入隐私应用程序中的漏洞首先破坏了建立私人交易的目的，因此，隐私应该是应用程序的默认设置。

ZK-rollups 启用私有交易更简单，因为乐观汇总将所有交易数据发布到其父链。但是，Optimistic rollups 有一些选项可以启用私人交易。他们可以遵循Tornado Cash的路径，打破源地址和目标地址之间的链上链接。当前的 Optimistic rollups 可以将 Aztec 等面向隐私的 ZK-rollup 托管为 Layer-3。未来的部署还可以混合他们的解决方案，如 Polygon Nightfall，并实施 ZK-rollup 来验证私人交易。

Optimistic Rollup 解决方案在当前市场上比 ZK-rollup 更有优势。因为它们通常是 EVM 等效的，所以 Optimistic Rollup 具有其应用程序所需的可组合性，并且由于缺乏复杂的链下计算而更简单。从长远来看，如果技术继续改进，ZK-rollups 有可能在更好的产品适配性的基础上赢得 L2 rollup 竞赛。随着更多与 EVM 兼容的解决方案的出现，它们应该变得更具成本效益，利用无与伦比的交易隐私，并产生更和谐的跨链和跨层桥接体验。

以太坊并不是唯一一个专注于以汇总为中心的路线图的第 1 层区块链。Tezos、NEAR和Celestia已经过渡到面向汇总的区块链的一些变体。此外，当前的 Layer-1 竞争在不久的将来可能不会消失。这些第 2 层生态系统可能不仅要相互竞争，还要与像 Solana 这样的第 1 层强者甚至像 Polygon 这样的第 2 层侧链竞争。

过渡到以汇总为中心的以太坊将需要几年时间。当前的汇总需要时间才能适当地实施，从而为执行错误留下足够的空间。尽管 Optimistic rollups 和 ZK-rollups 都有各自的取舍，但以太坊生态系统的凝聚力可能预示着进一步采用加密货币。