原標題 | 以太坊擁堵現狀
自2013年被創造開始，以太坊已經逐漸成為了生態最繁榮的區塊鏈：
- 截至2021年5月18日，以太坊市值超過3.9千億美元，位列世界第18名，僅次于沃爾瑪；
- 在當前市值排名TOP 300的區塊鏈ICO項目中，超過80%是基于以太坊搭建的；
- 以太坊內DeFi的TVL居于首位，2021年Q1的TVL達到了450億美元；
- 在整個區塊鏈生態系統中，以太坊擁有最多的核心協議開發者，除此之外2021年1月的活躍開發者數量達到了240位，總代碼數量超Bitcoin8倍，以此可見以太坊生態的活躍性。（加密資產管理公司Electric Capital發布的開發者報告）
此外，以太坊的每日推特數、活躍地址數等參數都在各生態鏈中位列前茅，足以見得以太坊業內公鏈之王的地位。
去年以太坊見證了DeFi項目崛起：僅2020年一年，以太坊上的總鎖倉量就增加了29倍，穩定幣市值也翻了將近5倍。DeFi的爆發讓更多人開始關注加密貨幣的同時，也使各鏈網路使用需求大增。首先是交易的需求量大幅上升，其次，由于計算復雜程度高，智能合約交易非常消耗區塊處理能力，導致了每個區塊可處理的交易量下降，而各鏈的出塊速度幾乎是恒定的，所以鏈上對交易的處理速度變慢，用一個簡單的速度公式表示為： 等待時間 = 隊伍前待確認數量 / 處理速度 網路的擁堵，體現在待處理交易的“隊伍”變長（分子增加），以及交易處理速度變慢（分母減少），以上兩個因素共同作用，用戶等待排到自己的時間大大拉長（在不“插隊”的前提下）。
以太坊的空間使用率側面印證了這一點。作為DeFi生態系統中最重要的區塊鏈，以太坊自2020年起DeFi爆發起，空間的使用率穩定在95%以上，當前甚至達到99%，狀態近乎飽和。
堵塞如何體現在用戶體驗上？
這是由礦工機制決定的。在以太坊中，每一筆交易都需要由礦工確認并打包；而礦工會從用戶付出的手續費（gas fee）中獲取收益（這是礦工的動力來源）。為了獲得更多收益，礦工會更偏向于優先處理區塊中手續費設置較高的交易，但是，每個區塊的處理能力是有限的，當待確認交易數過多時，沒排上隊的交易就會被存在礦工內存池里；如果在下一個區塊中，該筆交易的手續費仍然低于其它交易的出價，那么交易的確認就得繼續推遲，這就是所謂的“交易排隊”，當前礦工的內存池中積壓了大量的訂單，若用戶設置較低的手續費，其交易被確認時間的可能是超過幾個小時，甚至永遠不會被排到。
如圖所示，目前以太坊上的待確認訂單數一直穩定在16萬左右，高峰期甚至超18w。
這導致用戶不得不提高成本：手續費 or 等待時間
以太坊擁堵迫使用戶在時間和金錢中選擇，犧牲一方，對于終端用戶來說，不想支付高額手續費的話，只能等，找交易不那么繁忙的時候進入；而要想避開漫長且折磨的等待期，解決辦法只有一個：增加手續費，下圖展示了自以太坊出生到當前，平均手續費的波動情況。
自17年以太坊陸續開始有應用到20年以前，雖然也有波動，但幾乎維持在1美元以下，高點出現在18年6月，峰值為5.58美元；20年下半年隨著DeFi應用逐漸增加，大量交易涌入，手續費開始上漲且有巨大波動；今年以來，手續費進入了飆升的白熱化，平均手續費在21年5月14日甚至達到了68.74美元，這意味著以太坊當天以太坊上平均一筆交易，需要額外花費68.74美元的手續費。這讓大量長尾用戶不堪重負，也讓新玩家入局門檻不斷提高，對整個生態的長期發展造成了嚴重的阻礙，實時上，大量Dapp（包括一些頭部dapp）已經開始從以太坊流入其他區塊鏈，這給所有人敲響了警鐘，
擴容刻不容緩
為解決這個問題，留住用戶（留住用戶也就留住了項目方），使整個生態不斷向上發展，這個擁堵問題必須被解決——核心是提升整體TPS（Transactions Per Second，吞吐量）。對此，以太坊也一直在進行2.0升級，雖然這個過程非常漫長，
什么是以太坊2.0？向較于1.0，2.0的升級主要體現在兩方面：共識機制的轉變（從POW工作量證明轉變為POS權益證明），搭配分片鏈的使用，在POW機制下，所有的節點同時只能做一件事，整個網路能夠處理的任務量嚴重受制于網路中單個節點所能處理任務的上限，導致處理能力非常有限，而POS+分片技術的引入，使以太坊2.0能夠實現多鏈同步運行，以太坊2.0將擁有64個分片，意味著能夠同時處理當前64倍的交易量，好比將一車道的馬路擴展成了64個車道的公路，TPS能從現在的15提升到上千甚至更多，
固然，未來的ETH2.0能夠大大提高基礎吞吐量，但其一，如果在未來僅專注Layer1的擴容，會降低主鏈的去中心化特性，因為要想主鏈吞吐量加大，就需要更強勢、更專業的節點；此外，2.0的轉變是一個分階段緩慢進行的過程，完全上線可能要等到幾年之后，這是以太坊長期發展的方向而不是即時的補救措施，
若需要在最短時間內緩解擁堵和高gas fee的問題，同時保持高度的去中心化，而又不依賴分片的部署，只能另辟蹊徑，既然主鏈走不通，就想辦法在鏈下做文章。于是，Layer2的概念誕生了，它將主鏈上的交易計算過程轉移到了鏈下（即Layer2），再將結果返回給Layer1，鏈上只做公證和資訊儲存，減輕了Layer1的負擔，大大提高了主鏈的效率。
其實，Layer2的概念早在比特幣時期就誕生了雛形：比特幣的閃電網路采用了支付通道，讓兩點之間的一系列交易在鏈下進行，只將最終賬戶結果返回到主鏈，2017年8月，閃電網路白皮書作者Joseph Poon與以太坊創始人Vitalik共同提出了Plasma擴容計劃，同樣是將交易和計算過程轉移到鏈下，在側鏈上使引入了欺詐性證明（Fraud Proof）的退出機制，從概率學上保證了返回到主鏈的結果是真實的、正確的，提高了資產的安全性。2018年，Rollup概念誕生，提出將鏈下的交易資訊高度壓縮，與交易結果一同打包上鏈，彌補了Plasma主鏈上數據不可用的缺點（Plasma返回的僅有結果，沒有交易資訊）；Rollup分為ZK-Rollup和Optimistic Rollup，分別使用有效性證明（采用零知識證明技術）和欺詐性證明（同Plasma），來確保上鏈數據的有效性。
由此可見，雖然Layer 2概念的出現早于以太坊2.0（2017年11月，Vitalik才公布以太坊2.0路線圖），但由于2020年以前，以太坊發展一直處于平和階段，所以Layer2方案一直以緩慢速度發展；直到去年，DeFi爆發，主鏈擁堵大大影響了用戶體驗，更多的目光才被聚焦到Layer2擴容，后者的發展速度有了指數級的上升。當下，大量團隊正分別選擇不同的Layer2賽道沖刺，在開發速度和項目質量兩方面展開較量：不同實現路徑在安全性、去中心化程度、用戶體驗、可拓展性等方面存在權衡和差異，也會影響未來項目的應用場景。但可以確定的是，在不久的將來會有大量基于Layer2的應用出現在大眾視野中，
長遠來看，以太坊2.0能為生態提供更寬的賽道，而Layer2技術將基于以太坊2.0主生態，為其提供更高的處理效率和更豐富的應用想象空間；二者相輔相成，創造出以太坊未來的黃金時代。
聯系我們：
Twitter ：https://twitter.com/zkLinkorg
Telegram：https://t.me/zkLinkorg
Medium：https://zklinkdefi.medium.com/
Discord：https://discord.gg/9GCwxN7xaJ
