Layer 2是什么？知名的L2有哪些？Layer 2应用领域盘点

我们通常会在许多区块链项目的白皮书上看到Layer 2 或L2 这个词。

Layer 2 是一种区块链技术解决方案的统称，建立在原有的区块链（ Layer 1 ）基础上，透过技术手段提升交易速度和降低费用，

简单来说，Layer 2 就是一种建立在既有区块链上，让区块链上的交易能变得更快速、更便宜的技术。

本文会详细介绍Layer 2 是什么、热门的Layer 2 有哪些、 Layer 2 可解决问题，以及Layer 2 的现有应用。

Layer 2 是什么？

Layer 2 是指建立以区块链主网Layer 1 为基础建立的链外解决方案，目的是为了提升主网的可扩展性、加快交易处理速度并降低费用(Gas Fee)，同时维持去中心化和安全性。

Layer 2 解决方案，不直接在主网( Layer 1)上执行交易，将部份交易移到链外处理(所以称为Layer2 第二层)，可以减轻主链的负担，让交易速度提升及成本下降，

用以太坊为例，以太坊每秒约可处理15笔交易，
但透过Layer2扩展以后，每秒可处理2000-4000笔交易。

虽然交易执行不是在Layer 1上，但最后交易资料还是会回到Layer 1 进行验证结算，不会影响区块链的核心安全机制，可确保交易的安全性和去中心化。

• Layer 1 主网：提供基础协议，例如比特币、以太坊、Solana、Cardano等等。
• Layer 2 第二层解决方案：提升可扩展性、增加每秒交易量、降低交易Gas费用，例如Arbitrum、Optimism 等等。

Layer 2 虽然和Layer 1区块链主网放在一起比较，但Layer 2严格来说并不一定是区块链，而是一种技术解决方案。

Layer2 出现的原因：原有的区块链主网速度慢、成本高、可扩展性不足，导致应用受限

区块链技术自从以太坊的智能合约出现后，能做到在区块链上开发应用程式的功能，进而拓展出许多区块链应用，

但有个最大的硬伤，就是速度太慢、成本相对高。

例如最早期的以太坊主网，每秒只能处理15~20笔交易，假如想要开发像VISA这种金融支付功能，太低的处理速度就不堪使用，或者使用者体验会极差，

像是过去加密货币大多头年度，大量的交易需求涌入，都曾造成以太坊拥堵及Gas费用昂贵，进而影响许多平常用户交易。

你可以想想看，假如你想用区块链做一般生活上的支付，结帐时却要你等好几分钟？多数人应该不能接受这种体验，因此需要更快的交易处理速度，才可能做出更多区块链的应用开发。

Layer 2 解决方案出现，为的就是在确保去中心化与安全性前提下，技术上解决Layer 1 在交易处理能力上的问题，
当处理速度更快、成本更低，在区块链上就有机会开发出更多应用。

Layer 2 概念最早出在以太坊，但它属于一种技术概念，并不仅限于以太坊，其他的区块链主网例如比特币Bitcoin、Solana等等也都可以有Layer 2。

常见Layer 2方案，包括Rollups、Arbitrum、Optimism、zkSync等，这些词汇也很容易在许多加密货币白皮书和技术文件上看到，它们都是用来增加区块链处理速度及交易成本的不同技术解决方案。

Layer 2解决问题：原先Layer 1 交易速度慢、费用高、扩展困难

Layer 1 的主要问题有：

1. 交易速度慢：以以太坊处理速度为例，目前每秒可处理的交易数(TPS)约15~20笔，相较于传统金融体系例如的VISA TPS为1,500~2,000笔/秒，速度明显偏慢。
2. 交易费用高：交易费(Gas Fee)受市场需求波动影响，当链上拥挤、交易多时，交易成本上升，单次交易成本可能高达数十美元，对小额交易不友善。
3. 扩展困难：如果要提升Layer 1 的区块大小，会影响到去中心化与安全性，所以需要有另外的解决方法来提高负载。

Layer 2 是为了解决Layer 1 原先的可扩展性问题，而发展出来的其中一种技术。

区块链的三角悖论(Blockchain Trilemma)：
保持区块链去中心化+ 安全性，就容易牺牲可扩展性

区块链的三角难题也被称作「不可能三角」，是指在一条区块链上无法同时完美实现「去中心化」、「安全性」和「可扩展性」。

• 去中心化(Decentralization)：区块链是否任何人都能参与验证交易，不仰赖中央机构或集中于少数人身上。

• 安全性(Security)：区块链的抗攻击能力，确保网络的完整性和资料的不可窜改性。

• 可扩展性(Scalability)：简单理解就是效能，能同时处理大量交易且保持低成本。

• 去中心化+ 安全性→ 牺牲可扩展性
• 安全性+ 可扩展性→ 牺牲去中心化
• 去中心化+ 可扩展性→ 牺牲安全性

目前的区块链都只能满足其中两项，在可容许的范围下适度的舍去第三项，例如Layer 1 就是优先确保「去中心化」+「安全性」，而牺牲了「可扩展性」。

即使不断将Layer1升级优化，也很难跳脱这个三角悖论。

例如以太坊过去经过多次升级，的确处理速度有提升。但由于未来区块链领域的目标是希望能做到每秒处理数十万上百万笔交易，既有Layer1的验证节点没有如此高的处理能力，因此仍需要更有效的解决方案。

而Layer2的出现，则是一种打破三角悖论的方法，在安全性与去中心化的基础上，进一步改善可扩展性，包括像是每秒交易处理速度提升、Gas成本下降。

Layer2目前主要技术类型：

Layer2目前也是一个竞争赛道，有许多不同技术类型和项目在竞争，持续在变化。我认为还要过一段时间后才能看出各种项目和技术发展状况。

以下列出一些目前常见的Layer2技术类型，

Rollups算是目前主要被广泛采用、缺点较少的Layer2技术。

Optimistic Rollups目前规模最大，ZK Rollups则是随技术改善采用逐渐增加。而其他几种属于更早期的Layer2解决方案，规模相对小。

Layer2技术类型	概念简介	例子
Rollups (Optimistic Rollups)	把多笔交易压缩打包成单一交易提交到主链，仅在必要时于链上验证，除非有人挑战，否则假设交易有效。优点是EVM高度相容，目前TVL规模也最大。 需要等待1~2周时间以确保交易有效(确认没被挑战)，才能成功提款回Layer1。	Optimism、Arbitrum、Base
Rollups (ZK Rollups)	将多笔交易压缩打包成单一交易提交到主链，使用零知识证明验证，数据存于链上。不用担心交易被挑战问题因此提款无需等待。 但缺点是技术复杂性高、相容性低，目前少部分新项目提供相容，有逐渐发展成长的趋势。	Astar zkEVM、zkSync、Polygon zkEVM、Starknet、Manta Network
Sidechains 侧链	先透过另一条区块链(侧链)处理交易，再透过区块链桥(Bridge)连结到主链。可用于需要处理大量交易的dApps 开发。 (最高65000TPS) 但涉及另一条区块链，去中心化程度安全性可能较低。	Polygon、Liquid Network、Gnosis Chain 但Polygon 正转向ZK Rollup (Polygon zkEVM)。
State Channels 状态通道	算是比较早期的解决方案， 在主链之外进行链下交易，只把最终结果提交主链。 很大程度能减少网络壅塞、费用、延迟。但需要先锁定代币，仅限于特定应用(游戏、串流、小额高频支付等等)，不能用于扩展通用智能合约。	Lightning Network、Raiden、Celer Network
Validium	类似ZK Rollups，但数据存于链外，提供高吞吐量(约9000+TPS)和极低费用。 但链外数据储存可能造成中心化风险，应用相对受限。	Immutable X, StarkWare's StarkEx, Polygon's Avail
Plasma	也是比较早期的解决方案， 用阶层式或树状结构的区块链，把一些交易移到多层的Plasma链(称为子链child chian或侧链)执行，Plasma链可以有很多层。用户要从子链提款需要很多时间。	OMG Network

当你在各种白皮书文件上看到时，可以大概知道这些技术名词意义。或简单一点，只要知道Layer2各种技术都是希望主链能增加交易速度，并且尽可能保持安全性，这样就够了。

Layer 2 项目有哪些？

以下介绍目前市场上提供Layer 2 解决方案较知名的项目有哪些。

目前主流L2大多都是建立在以太坊Ethereum上，但也有少数L2是其他区块链，例如闪电网络是比特币主网的L2。

Mantle

原生代币：MNT

Mantle是建立在以太坊上的L2扩展解决方案，它和以太坊虚拟机(EVM)完全相容，让开发者不用修改就可把以太坊智能合约部署到Mantle上。 Mantle利用Optimistic Rollups技术实现更快的交易速度和更低的手续费。

Arbitrum

原生代币：ARB

Arbitrum是为了解决以太坊拥挤和高费用问题而建立在以太坊上的L2扩展解决方案，使用技术是Optimism Rollup，Arbitrum的生态发展成熟，有越来越多的DeFi协议、NFT市场和游戏，总锁定价值(TVL, Total Value Locked)是L2中前三高的。

Optimism

原生代币：OP

Optimism链是基与以太坊(Etherum)的L2扩展解决方案，使用Optimism Rollups 技术提高交易速度并降低费用，是比较早期推出的以太坊扩展解决方案。

Polygon

原生代币：POL (以前叫MATIC，后来升级改名成POL)

Polygon 是一种采用zkRollups技术的乙太坊L2扩展方案，能有效提高交易速度并大幅降低手续费。由于交易成本低，非常适合用在DApps和NFT市场。此外，Polygon和Aave、SushiSwap与Curve等主流DeFi协议都有合作，总锁仓价值(TVL, Total Value Locked)是L2中前几高的。

Movement

原生代币：MOVE

Movement是一个建立在以太坊上的L2扩展解决方案，目的是结合Move语言的安全性和以太坊的流动性，实现Move与EVM生态系的互通性，缩短两者之间的开发与使用门槛，并提供高效能、可扩展且安全的区块链基础设施。

Zksync

原生治理代币：ZK

Zksync是基与以太坊(Etherum)的L2扩展解决方案，是ZK-Rollup技术的代表，交易速度相比Optimism Rollup更高效，但因为技术架构不同，它的开发难度较高，且智能合约的EVM兼容性还在持续优化中。

Base

原生治理代币：无

Base是基与以太坊(Etherum)的L2扩展解决方案，利用OP Stack和Optimistic Rollups技术达成提高交易速度与降低费用的目标，由加密货币交易所Coinbase开发与推出，与Coinbase生态整合，适合新手与Coinbase用户。

比特币闪电网络(Bitcoin Lightning Network)

主要支付货币：BTC

Bitcoin Lightning Network是基于比特币的L2扩展解决方案，通过支付通道(Payment Channels)技术，允许链下小额支付，交易计算结果再回到比特币L1处理。

简单来说，比特币闪电网络让比特币变成可以即时支付的系统，交易费用从单笔数十美元降低到极便宜甚至接近免费，适合用在日常小额支付交易。

Layer 2 应用领域

区块链透过Layer 2 将交易处理速度大幅提升、成本大幅降低以后，就有可能实现更多应用。

Layer 2 应用最广泛的领域是DeFi (去中心化金融)，因为需要相对更高效的交易处理速度及更低的成本。

以下介绍Layer 2 在区块链不同领域中的应用情境：

1. DeFi (去中心化金融)

L2 支持高频交易和大规模应用，DeFi用户可以更频繁交易，不会被高昂的手续费限制，提供更好的用户体验。

DeFi包含的领域很广，例如去中心化交易所、借贷等等。例如Uniswap、Curve、Aave都已经开发L2，提供更快的交易与更低的费用。

应用L2知名DeFi项目包括：

• Aave (Polygon、Arbitrum、Optimism)
• Uniswap (Optimism、Arbitrum)
• Curve Finance (Polygon、Arbitrum)
• SushiSwap (Polygon、Arbitrum、Optimism)
• MakerDAO (Polygon)

2. NFT (非同质代币)

L2 让NFT交易变得更便宜，例如Immutable X的NFT交易不收Gas fee，让艺术家和收藏家更容易参与市场。

应用L2的NFT知名项目包括：

• OpenSea (Polygon、Arbitrum)
• Immutable X

3. GameFi (区块链游戏)

游戏内的资产可即时交易，提供玩家低成本的交易，不影响游戏体验。

以Axie Infinity为例，使用Ronin(L2) 降低交易成本，游戏内的经济变得更活跃。

4. Payments日常交易/小额支付

L2的低交易费和瞬间交易确认的特性，让使用加密货币进行日常交易、小额支付成为可能，像是买咖啡、网络交易支付等功能，

不过目前在L2上支付领域规模有限，支付领域更多会采用Solana Layer1而不是以太坊L2解决方案，理由Layer2当初的设计是为了可扩展性，并不是专为支付领域设计。 Solana处理速度更快、交易费用更低，也更容易与大型平台整合。

例如Polygon 提供的支付解决方案，是代表性项目，提供跨链支付功能。
比特币的L2解决方案闪电网络(Lightning Network)为例，小额支付几乎零手续费。

Layer 2 vs Layer 1 有什么差异？

Layer 2 和Layer 1的主要差异整理如下表：

比较项目	Layer 2 (L2)	Layer 1 (L1)
定义	建立在L1上的扩展解决方案	基础区块链（主网）
目的	提高交易速度+ 降低成本	提供去中心化+安全性
交易速度 (TPS)	数千TPS	BTC: 7 TPS ETH: 15~30 TPS
交易 费用(Gas Fee)	大幅降低	较高， 看区块链拥挤程度而定
主要技术	Rollups、Plasma、Sidechains	PoW、PoS
应用	DeFi/NFT/游戏/小额支付	基础交易层，确保区块链安全

Layer 1本身也会持续升级改进，但对于每秒交易处理笔数TPS提升有限，透过Layer2才能带来较大提升。

Layer 2 让区块链能在不牺牲安全性与去中心化的情况下，利用Rollups、侧链等技术大幅提高交易速度与降低交易费用，

链技术www.eoje.cn提示：如果要加速和降低成本，开发一个新的区块链主网，会比Layer2更好吗？

答案是，开发新的主网，不能说一定不行，只是很困难且成本很高。

之所以要用Layer2 不放弃原本Layer1主网，是因为主网能提供原有的安全性，透过Layer2相对不需要牺牲安全性，并且能保留既有的应用和生态系。

重新建立一个区块链的成本很高，需要重新建立共识机制与安全性，从零开始吸引开发者和用户。如果没有足够的使用规模，就很容易不安全、不够去中心化。

我打个比方：有一栋百货大楼，虽然人气旺盛，但大家都嫌它太老旧，很多设备不堪使用。

一个新区块链主网，就像是建立一个全新的百货大楼，可以做各种全新的规划，然而虽然新，但建在很远的地方，对商家和用户来说不安全，也没什么人气，人们也许需要很长时间才能适应接受。

Layer2的概念类似把原有的百货大楼全新装修、打通隔壁楼层增加空间、增加电梯优化动线等等，让原有的老客户、老商家都可以不用做太多改变的情况下继续使用并提高效率，也能吸引更多商家进驻。

除非有原本L1一定很难实现的改善，需要新的区块链主网解决，否则Layer2会是一种相对低成本的选择。

然而如果有安全性、去中心化、速度都相当强的Layer1区块链主网出现(例如Solana在支付领域相对更有优势)，也会与Layer2产生一定程度的竞争关系。

Layer 2 快速重点整理

1. Layer 2 是建立在区块链主网Layer 1 之上的扩展方案，目的是提升交易速度并降低交易成本。

2. Layer 1 有交易速度慢、手续费高与可扩展性差等限制，Layer 2 解决了这些问题让应用更加多元，同时Layer 2 仰赖Layer 1 维持安全性与去中心化。

3. 由于快速即时与低费用的特性，L2 更适合DeFi、NFT、GameFi、小额支付等应用，可以提升使用体验、成本和交易效率。

4. Rollups是目前Layer2扩展方案中最主要被采用的技术，做法是将多笔交易打包压缩后上传到主网。包括Optimism Rollup与ZK-Rollup技术都提升效能且降低费用，衍生的项目包括Optimism、Arbitrum、Zksync等等。

5. L2常见的代表项目中，Arbitrum、Optimism、zkSync、Polygon zkEVM、Mantle、Movement、Base 都是基于以太坊上扩展的L2，只有比特币闪电网络是基于比特币的L2扩展方案。

6. L1 提供基础协议与安全性，L2 负责加速与扩展，TPS和交易成本差异明显。

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