第二层解决方案

以太坊主网目前每秒处理平均 12 笔交易，在网络活动高峰期，交易成本已经达到了大多数用户无法接受的水平。这个可扩展性问题源于网络中的每个节点都需要存储和验证在网络上发生的所有交易。

为了解决这个问题并扩展以太坊，人们发明了第二层解决方案（L2）。第二层是一个独立的区块链，扩展了以太坊并继承了以太坊的安全保证。第二层本质上是一个独立的区块链，用户在主链（以太坊）之外进行交易。每个第二层解决方案都有自己的安全保证和权衡。在以太坊上，最流行的第二层扩展形式是 Rollups（Arbitrum、Optimism、zkSync）。

Rollups

Rollups 是 L2 解决方案，在返回到 L1 之前处理 L1 的事务。以太坊上的标准交易通常为 156 字节，其中签名是数据密度最高的部分。因此，Rollups 在 L2 执行环境中处理多个交易，然后将它们捆绑成一个交易，提交给 L1 进行常规状态验证。将多个交易捆绑成一个交易可以减少每个交易支付的 Gas 费，因为 Gas 费分摊到多个交易上，而不仅仅是一个交易。然而，并非所有的 Rollups 都是相同的，有许多不同类型的 Rollups：

• 智能合约 Rollups：Optimistic Rollups（Arbitrum、Optimism）、零知识 Rollups（Matic 的 zkEVM、zkSync、Scroll）；
• Celestiums;
• Enshrined Rollups;
• Sovereign Rollups.

智能合约 Rollups

智能合约 Rollups 是用户将资金发送到 L1 上的 Rollup 智能合约，然后该智能合约管理交易和状态变化。

Rollups 和区块链的一个关键组成部分是 Merkle 树。Merkle 树是存储每个人的资金状态和发生的交易的数据结构，允许 L1 在不下载整个状态的情况下验证 L2 上的状态。简单来说，用户在 L2 上进行交互和交易（从而改变状态），L2 会定期向 L1 发送状态的 Merkle 根，以便 L1 可以验证链的状态。

除了将 Merkle 根发布到 L1，L2 还必须发布足够的 Merkle 树变化数据，以便用户能够完全重建 Merkle 树。如果由于某种原因 L2 停止运行，如果没有提供这些数据，用户将被困在 L2 上。因此，L1 智能合约具有“紧急功能”，用户可以在 L2 停止运行时从智能合约 Rollup 中提取他们的资金。