为了扩展区块链，本文的第一部分将针对区块链网络在过去几年中扩展需求的演变，讨论以太坊第二层和竞争性公共链的产生和成熟过程。无意比较优劣，会有相关概念普及和概念实例应用的讨论。下一部分将讨论区块链扩张的另一个重要概念，——跨链桥，敬请关注。
目录扩展的现状
从不可能的三位一体开始。
第二层模式演变
公共链的市场攫取
1)“一个新的公共链的突然出现”
2)旧公链的“自我革命”
产能扩张现状2020年的“德菲之夏”彻底点燃了以太坊的热度。根据defillama的数据，自2020年6月以来，以太坊上的TVL已经增长了100倍，从仅仅10亿美元增加到现在的1000多万美元。与之相伴的是以太坊链条上的活跃度激增，ETH的价值大增，以太坊网络的拥堵和昂贵问题彻底暴露。
在Defi之后，出现了分散化期货市场、Gamefi、NFT和超宇宙等多个热点。以太坊因为其网络的安全性，往往成为概念的第一位，但是进一步的发展和市场的拓展由于以太坊Layer1的诸多限制，并不能真正的广泛可用，更快/更便宜的交易成为了市场的需要。
以衍生品交易为例，由于其本身的杠杆作用，对市场波动的容忍度非常差。当市场剧烈波动时，以太坊网络的延迟对交易者来说是致命的，所以dydx(头部去中心化衍生品平台)积极选择layer2解决方案StarkWare，月交易量增长了40倍，总交易量超过100亿美元，二层网络上的交易量占了一半以上。
Axie Infinity是一款现象级的网游，但是游戏交易的高频率使得以太坊收取100以上的费用并不现实，极大的限制了用户数量的裂变。好在Axie Infinity选择了做以太坊的侧链浪人，并将其迁移，大大削弱了游戏宠物Axie的价格与气的高低的关系。
除了layer2在加密市场的认可度越来越高，为了解决区块链应用的燃眉之急，底层公链的价值也决定了公链热不会成为过去。新公链的异军突起，夫链的积极响应和自我革命，给拓展市场的未来带来了极大的不确定性。
从不可能三位一体一直以来，区块链行业都存在一个“不可能三位一体”的问题，即安全性、可扩展性和去中心化不能同时实现。在集中式平台中，数据是独占写入的，我们不需要考虑加密、共识等问题，但当我们通过区块链解决问题时，所有节点需要达成共识，以保证去中心化的应用在稳定、安全、去中心化的信任环境中实现高效。区块链是通过解决数据写入中的信任问题而产生的，但由此引发的性能瓶颈问题需要我们去解决。
扩张计划不是最近两年才出现的。早在2015年，杰夫科尔曼(Jeff Coleman)就提出了状态通道来解决比特币网络拥塞的问题。这里提到，当时的比特币网络拥堵并不是以太坊在线应用开发造成的(比特币网络没有智能合约设计是无法在上面构建应用的，但近期似乎发生了一些变化，这是后话)，而仅仅是大量转账造成的。
2015年，为了降低比特币网络小额转账的手续费，如何扩展比特币性能的问题被广泛讨论，进而提出了闪电网、灵动网等比特币第二层的解决方案。闪电网是一个支付渠道系统。所谓开放通道，就是参与者创建一个多签名钱包，向钱包充入资金。这个钱包收到的钱数就成了这个渠道的余额。然后，参与者之间的后续交易都是在区块链以外的环境中进行的。任何参与者都可以随时关闭此频道。此时链下最后一笔交易(决定了该通道所有参与者的余额)会被发送到区块链，中间的所有交易都不需要记录在链上，所以所有交易都是即时收发，只需要很少的手续费。
这个设计在当时相当有影响力，甚至通过闪电网用比特币买咖啡也是一种潮流。当然也受到了很多人的质疑，比如线下交易的安全性，渠道建设的成本等。但是按照1ml的数据来看，闪电网的数据还是在稳步增长。比特币闪电网锁定的比特币数量为2649.95个，节点数量为26740个，支付通道数量为72196个。
资料来源：https://1ml.com/.
2017年，基于以太坊链条上发行的丰富数字资产，以太坊应接不暇。加密猫(17年的NFT)直接把这个矛盾推向了高潮，以太坊为了解决以太坊的性能问题，正式开始规划ETH 2.0的升级。然而，由于升级过程的复杂性，第2层解决方案有机会快速发展。Layer2可以在链外扩展public chain的效用，让我们在链外进行高效的交互，在交互之后我们仍然可以回到主链。如何保证链外交易的安全性是不同设计的关键。以太坊创始人Vitalik曾多次在公开场合支持layer2项目的开发。毕竟把用户留在以太坊链条上才是最重要的。
layer2的格局从2017年演变到今年。经过几年的发展，layer2的解决方案越来越多，令人眼花缭乱。接下来，我们将根据layer2的实现方法和应用实例，带你了解这个赛道。
资料来源：coin98
简单来说，从layer1到layer2的所有交易，除了转入转出资金，都需要在layer1上进行，交易数据需要安全存储并同步到layer1。根据layer2的状态同步方式，layer2可以分为两类：一类是侧链，一类是翻转；Rollup分为最优rollup和zkRollup。
侧链实现的Layer2是在主链上构建一个侧链，这个侧链的所有事务都是按照链测量的共识机制实现的，然后同步到主链上，比如layer2的头部项目polygon (original matic)。2021年6月，polygon投入巨资吸引以太坊生态项目，TVL身价飙升至100多亿美元。然而，在arbitrum等二级网络项目启动以及一批新公共链的生态逐步改善之后，TVL已经减半。
Rollup是将大部分计算转移到链上，然后定期将批量交易数据和产生的状态根推送到第1层区块链。在主网络之外执行操作，但在第1层记录交易数据。
Rollup分为两种：zkRollup和Optimal Rollup。
ZK Rollups将计算转移到第二层，并定期对主链外的交易数据进行批处理和压缩，生成其完整性和有效性证书，并发布到以太坊主网。通过发布每个状态转换的正确性证书，ZK-罗洛普斯确保了链上状态的有效性，并允许用户立即取款。但是这些证明的计算是复杂和耗时的。代表项目：路印loopring、zkSync、StarkEx。
最优汇总依赖于所有各方来验证第2层提交的数据，假设事务是有效的(因此是积极乐观的)。只有在有挑战的情况下，计算效率才高于ZK Rollups，但用户需要等待一段时间才能访问资金。代表项目：Optimality，Arbitrum。
Optimal Rollups是针对最近大火的二层网络项目的一种应用验证方法。它可以将邰方的气体减少100倍，但吞吐量是以太坊主网络的数百倍。Arbitrum一上线，锁量就大增。根据L2BEAT的数据，总锁额已超过25亿美元，占市场70%以上，位居二层网络项目锁额第一。
每个layer2项目也在不断探索自己的自留地。目前polygon的总锁量为46亿美元，较高峰时减少了一半，但仍处于公链锁持仓前五的位置。通过链上的数据可以看出，polygon上大量锁的项目基本都是来自其他链。通过大资金的鼓励进行合作是polygon发展的秘诀。
资料来源：https://defillama.com/.
Arbitrum不仅积极引进——Banlacer、Uniswap、Sushiswap、Uniswap等头部项目，在以太坊上，还吸引了很多当地的狗项目，比如一天破亿的ArbiNYAN。但是，成功也是土狗，失败也是土狗。根据defillama的数据，9月16日，Arbitrum上的DeFi项目总仓锁量暴跌，从9月13日的峰值18亿美元，跌至目前的5.2亿美元。其中，曾经最大的“土矿”阿尔宾延的TVL，只剩下1.8亿美元。在高峰期，该项目锁定了超过15亿美元，一度占Arbitrum锁定量的近70%。
如何在没有激励的情况下，吸引更多的用户参与到二线网络的使用中来，还是一个问题。毕竟layer2还在开发初期，使用起来还是有门槛的。另外，在网络拥堵的情况下，二楼来回转账需要花费大量的资金。如果网络不拥塞，就使用第1层。看来layer2没必要。然而，第二层确实为区块链的扩张提供了一个很好的解决方案，至少目前是这样。
公链的抢市场从来没有杜绝过。2017年和2018年，出现了一波公链热潮。那时，公共链更多地参与应用链，并且仅限于将应用移动到区块链。这些公链的技术五花八门，当然能存活至今的也不多见。现在的公链更多的是想做底层，目的也很简单，解决以太坊的问题，吸引以太坊的资本和应用。
1)“新公链的异军突起”8月18日，雪崩基金会宣布启动1.8亿美元的流动性挖掘激励计划Avalanche Rush，鼓励更多应用和资产加入雪崩DeFi生态。根据计划，Avalanche将首先整合Aave和Curve这两个总锁值较高的DeFi协议，并为其用户提供为期三个月的在线原生令牌AVAX奖励。
另一家后起之秀公链——Solana虽然没有出台明确的激励计划，但凭借FTX创始人SBF的“强力推荐”和币价的不断上涨，赢得了币圈的关注。生态规模不断扩大，生态工程蓬勃发展。
来源：qkl123
下面以雪崩和索拉纳为例，介绍一下新公链是如何讲故事的。
雪崩共识协议结合了中本聪共识协议和经典共识协议的优点。——借鉴了中本聪协议概率安全保障的设计，同时加入了BFT属性，增加了系统的效率和安全性。模块化分层让公链的开发更加规范。
相比以太坊的速度，基于雪崩的区块链采用的Snow series协议通过四个协议级别，每秒可以处理数千个事务，达到了轻量级、可伸缩性和低延迟的目标。
Avalanche的共识机制在验证信息的过程中不需要与全网节点进行比对，只要随机选取N个节点中的大部分人即可，提高了验证效率，保证了交易安全。即使网络中超过50%的节点是拜占庭节点，网络仍然是安全的。
来源：https://chain . explorer . avax . network/
索拉纳网络选择PoH(Proof of History)共识机制，从区块链状态更新中分离出基于哈希值的时间序列，并引入“编码时间”的时间戳，提供一个全球可用的无需许可的时钟系统，既加快了交易验证时间，又降低了交易费用。基于Solana公链的去中心化交易平台Serum，每笔交易仅收取0.000005索尔。
但索拉纳的宕机事件，让索拉纳的故事有点难以继续，也警示其他公链“欲速则不达”。如果一个平台不能保证安全、稳定、高性能，那它就是没有用的。公链太多，之间的护城河没那么高，很容易被替代。所以做公链，首先要保证安全稳定。
资料来源：https://solanabeach.io/.
2)旧公链的“自我革命”除了新兴的公链，2017年或之前的一些公链故事还在继续，但他们根据自己的实际情况和区块链的历史变迁做了一些革命和创新。这里我就以Cardano和GXChain为例，介绍一下夫链的故事是如何延续的。
曾经被加密界视为以太坊最有力竞争对手的Cardano，也因为智能合约发展缓慢而饱受诟病。今年，卡达诺终于加快了开发速度，在9月13日正式完成了阿隆佐硬叉的升级，正式进入“智能合约时代”。生态项目和用户最终可以在Cardano上实现和运行智能合约。目前生态已增至130亿，锁定金额超过554亿美元。
Cardano使用eUTXO模型将状态插入到链中的每一个UTXO中，而不是以太坊那样的全局状态，所以减少了明显的气费。每个块可以执行数百个事务，这提高了区块链的效率。
资料来源：cardians
GXChain 1.0于2017年正式上线，诞生了众多现象级应用，其中最著名的是国内首个用户过百万的币浪app(原布洛克城)。但针对区块链世界的变化，GXChain根据实际情况进行了相关调整。2020年8月26日，公信宝正式启动2.0项目，旨在打造一个绿色、自由、简单、轻量的项目，可以承接以太坊中Defi的“溢出价值”。
2020年9月，GXChain推出GXC-Relay跨链接力，可无缝跨链至以太坊，GXC持有者可体验DeFi在以太坊。2021年6月，GXChain 2.0的测试网络已经上线，已经支持EVM。相信正式上线将进一步打通与以太坊网络的价值流，进而进一步推动链生态的研发，包括元宇宙、NFT、Defi相关应用。
Metamask钱包支持GXChain钱包。
结论以太网的拥塞使得燃气费居高不下，是制约其发展的重要原因，但也给了二层和一层的竞争对手发展的机会。兼容以太坊，去劣保优，让用户不用切换工具就能完成资金流转。使资本流动的“桥梁”的另一个必不可少的部分将在下一章详细介绍。无论是公链模式，还是layer2模式，现在都已经火热了。大家不再只是彼此的对手，也通过战略布局融入到大环境中。如何利用自己独特的优势走出自己的独立市场，大浪淘沙，见分晓。
参考链接：
https://insights . glass node . com/defi-covered-hints-of-a-multi chain-future/
https://pantera capital . com/区块链-letter/nfts-scaling-what-next/
https://app . git book . com/@ stark ware/s/stark ex-v3/~/settings/share
https://medium . com/coin monks/layer-2-wot-save-ether eum-a 52 aa 2bd 719 b
https://eth fans . org/posts/ZK sync-可扩展性-不妥协-安全性
https://messari.io/article/the-optimism-ecosystem
https://www.8btc.com/media/6685822
