Layer 2 區塊鏈是以太坊生態系統的重要組成部分。它們旨在容納新用戶，並推動區塊鏈技術的大規模普及。那麼，Layer 2 區塊鏈是如何實現這一目標的呢？為什麼在 Layer 2 區塊鏈上交易更便宜、更快？本指南將為您全面講解 Layer 2 擴容解決方案。
區塊鏈中的第 2 層是什麼？
2級的定義
第 2 層網路是位於另一個稱為第 1 層的網路中的輔助區塊鏈。它處理和執行來自主鏈的交易，並將結果傳送到第 1 層鏈。
第 2 層區塊鏈也稱為第 2 層解決方案，因為它們解決了可擴展性問題。
為什麼區塊鏈需要第 2 層解決方案
像以太坊這樣的 Layer 1 區塊鏈存在可擴展性限制。它們需要 Layer 2 區塊鏈來處理更多的每秒交易量 (TPS) 並降低 Gas 費用。
它們還加速了加密貨幣和去中心化應用程式（dApps）的採用。
1級和2級之間的關係
Layer 1 是確保安全性和共識的底層鏈。 Layer 2 可以快速且經濟高效地處理數千筆交易，但仍依賴 Layer 1 區塊鏈來驗證並最終確定所有內容。
2 級如何運作？
鏈下處理和鏈上結算
Layer 2 區塊鏈與以太坊相容。用戶可以在其上發送和接收代幣，或與智能合約互動。 Layer 2 區塊鏈使用不同的機制來計算和處理鏈下交易，使其具有高度可擴展性。
接下來，Layer 2 解決方案將交易分組並傳送到基礎圖層。此步驟取決於所使用的 Layer 2 解決方案的類型。有些解決方案會向基礎層發送加密證明。有些則假設所有交易均有效。
最後，L2 透過智能合約將資料傳送給 L1。底層解決所有爭議，並將有效交易添加到下一個區塊。
從基礎層繼承的安全性
Layer 2 解決方案繼承了以太坊的安全性。這些解決方案在 Layer 1 上實現了智能合約。其他 Layer 2 解決方案則依賴橋接器進行通訊。智能合約從 Layer 2 接收最終餘額和網路狀態。然後，底層透過驗證或挑戰機制驗證發送的資料。
由於 Layer 2 交易發生在鏈下，以太坊憑藉其共識機制和不可篡改的特性，成為了最終的真相來源。 Layer 2 網路發送的任何詐欺證明、有效性證明或狀態承諾最終都會在基礎層上最終確認。這可以有效緩解 Layer 2 網路上發生的任何惡意行為。
交易速度和成本降低
二層網路上的交易快速且經濟高效。這些二級網路非常適合常規交易者。二層網路上的交易處理速度很快，因為它們會經過一個序列器。序列器是處理交易的伺服器或伺服器叢集。它可以是中心化的，也可以是去中心化的，由個人、公司或第三方營運商經營。
L2 網路上的交易具有成本效益，因為排序器會將交易分組，並將它們作為單一交易傳送到基礎層。這種方法將基礎層交易的 Gas 費用分攤給 L2 用戶，從而大幅降低 Gas 費用。
2 級解決方案的類型
Rollups（樂觀匯總，ZK-Rollups）
Rollups 是一種將 Layer 2 網路上的數百個交易合併為 Layer 1 上的單一交易的方法。 L2 Rollups 有兩種：
- 樂觀分組
- 零知識（ZK）證明總結。
兩種類型都將 2 級交易組合在一起，但與基礎層的互動方式不同。
樂觀匯總
Optimistic Rollups 在鏈下執行交易，並透過 calldata 或 blob 將資料傳送到底層。這種方法假設所有交易都是有效的，因此得名。 Optimistic Rollups 也會在將交易資料傳送到以太坊之前對其進行壓縮，以降低成本。
當以太坊智能合約收到交易資料時，任何人都可以在特定的挑戰視窗內，使用詐欺證據來挑戰這個樂觀假設。以太坊在處理樂觀總結時，本質上採取了「無罪推定」的原則。
這個挑戰視窗會根據Layer 2解決方案而變化。挑戰這個假設的人就是以太坊的參與者，我們稱之為驗證者或觀察者。
如果詐欺驗證成功，以太坊將恢復無效狀態，並懲罰惡意排序器，使其失去質押的 ETH 抵押品。之後，更正後的狀態將應用於基礎層。
如果在爭議期間沒有提供有效的詐欺證據，則該交易批次被視為有效並在以太坊上完成。
ZK匯總
零知識總結 (ZK-rollups) 的工作原理與樂觀總結類似。它們在鏈下執行數千筆交易，並將資料傳送到位於底層的智能合約。然而，ZK-rollups 並非假設所有交易都有效，而是在將每筆交易發送到以太坊之前，先證明其有效性。這是透過產生加密證明（也稱為零知識證明）來實現的，該證明以數學方式驗證整個批次的正確性。
ZK Rollup 依靠操作員（也稱為證明器或排序器）來處理交易、產生證明並將其提交給以太坊。有些 Rollup 依賴中心化操作員，而有些則使用半去中心化證明器。證明會立即得到驗證，因此不存在爭議期，用戶可以立即使用其資金。一旦有效性證明被以太坊智能合約接受，交易資料就會被添加到基礎層的下一個已確認區塊中。
狀態通道
狀態通道代表了以太坊擴容的另一種方式。單一狀態通道允許兩個或多個用戶快速且低成本地發送和接收代幣，而無需執行鏈上交易。交易完成後，用戶可以將最終狀態和交易摘要發送至以太坊。
狀態通道是點對點 (p2p) 的，由多重簽章智能合約管理。若要開啟狀態通道，對等節點必須將資金鎖定在基於底層的智慧合約中。鎖定的資金作為抵押品，以確保公平性並防止爭議。任何狀態變更都由這些對等節點執行和驗證。這種方法可以降低 Gas 費用和以太坊計算量，並加快交易速度。
如果參與者之間發生爭議，則問題將在基礎層得到解決，最後簽署的狀態可以透過以太坊共識來強制執行。
國營通路存在一些限制。它們要求參與者始終在線並監控管道。它們也不夠直觀，而且很難同時監控多個管道。
Plasma 鏈
Plasma 鍊是一條連接到基礎層的獨立鏈，在本例中稱為根鍊或父鏈。 Plasma 鏈（也稱為子鏈）由在父鏈上實現的智能合約管理。
Plasma 鏈在鏈下處理和驗證交易，從而減輕了以太坊的驗證負擔。它們依靠一個或多個運營商來組織和執行交易，從而加快了速度。然而，只有最終狀態會定期發送到以太坊進行安全錨定。
要使用 Plasma 鏈，用戶必須將 Ether 或 ERC-20 代幣存入智能合約。業者會創建與用戶資金等值的新代幣。若要退出 Plasma 鏈，必須提交提現請求。該請求將透過防詐騙系統進行約 7 天的質詢。如果質詢失敗，提現請求將被批准並執行。如果質詢成功，運營者將受到處罰。
雖然 Plasma 鏈的功能似乎與 Rollup 類似，但它們也存在一些限制。從 Plasma 鏈到以太坊的長出口隊列面臨著數據不可用的嚴重問題。這是因為 Plasma 鏈的營運商會儲存資料並定期將其發送到以太坊。而 Rollup 則能夠在用戶進行交易或提取資金時提供完整的交易資料。
側鏈（以及它們與真正的 L2 有何不同）
側鏈並非二層網絡，但它們有助於提升以太坊的可擴展性。它們是獨立的區塊鏈，透過橋接器連接到以太坊。側鏈擁有不同的區塊規格和共識機制。它們不繼承以太坊的安全屬性，並且不會將交易資料或狀態根發送到以太坊。這使得它們容易受到惡意攻擊和中心化。
為了實現高吞吐量，側鏈會採用更大的區塊大小和更高的 Gas 限額。運行更大的區塊並加快處理速度需要強大的硬體。這使得每個人都難以運行全節點，從而導致中心化和惡意攻擊。
側鏈與 EVM 相容，允許以太坊 dApp 以極少的修改運行。側鏈透過橋接器（部署在兩條鏈上的智慧合約集合）與以太坊進行互動。橋接器實現了「鑄造-銷毀」機制，讓使用者加入側鏈、進行交易，然後返回以太坊。
2025 年最受歡迎的 Layer 2 項目
裁判
Arbitrum 是一個使用 Optimistic Rollups 進行鏈下交易處理並將其發送到以太坊的 Layer-2 層。它在仍然依賴以太坊安全性的同時，為交易者提供更低的費用。
Arbitrum 支援以太坊虛擬機器 (EVM)，讓開發者能夠以極少的修改輕鬆實現智慧合約。 L2 提供一系列產品，包括 Arbitrum One、Arbitrum Nova 和 Arbitrum Orbit，支援 DeFi、遊戲和企業 dApp。
截至 2025 年 6 月，每筆交易的平均 Gas 成本在 0.007 美元至 0.015 美元之間。兌換一個代幣的平均成本為 0.30 美元，交易在幾分鐘內即可完成。
樂觀
Optimism 是一個基於 Optimistic Rollup 的以太坊相容 Layer-2 層。與 Arbitrum 類似，Optimism 在鏈下執行交易，並將聚合資料傳送至以太坊。 Layer-2 層提供低 Gas 費用和高 TPS 速率。
Optimism 建立在模組化 OP 堆疊之上，讓開發者輕鬆實現 EVM 智能合約。截至 2025 年，Optimism 超級鏈已處理 24.7 億筆交易，總鎖定價值 (TVL) 約為 34 億美元。此網路平均出塊時間為 200 毫秒。
它是 zkSync
zkSync Era 是以太坊的 Layer-2 擴容解決方案，採用 ZK Rollup 技術。它的工作原理與 Optimism 和 Arbitrum 類似，但又有所不同，它採用了 ZK Rollup 技術。 zkSync 在鏈下處理交易，並在將交易發送到以太坊之前驗證其有效性。
zkSync的平均每日交易量從 2024 年第四季的 29 萬筆成長到 2025 年第一季的 110 萬筆。 2025 年第一季度，平均費用也降至每筆交易 0.03 美元。根據zkSync 區塊鏈瀏覽器收集的數據，該網路處理了大約 4.65 億筆交易，平均出塊時間在 2 到 4 秒之間。
StarkNet
StarkNet 是一個基於以太坊的 L2 層，使用 ZK-rollups（或有效性匯總）。 L2 使用 STARK 證明來確保每個鏈下交易資料包在底層結算之前都經過驗證。
2025年年中，StarkNet 進入去中心化第一階段，這是 Vitalik Buterin Rollup 網路框架的里程碑。這意味著 StarkNet Rollup 已經突破了關鍵的技術和治理門檻，使網路更接近完全去中心化。
StarkNet 支援基於 Cairo 的智慧合約和原生帳戶抽象。 StarkNet 的平均交易費用極低，約 0.0013 美元。截至 2024 年底，該網路的 TPS 超過 127，確認時間不到 2 秒。
PoS 多邊形和 zkEVM 多邊形
Polygon PoS 是一條高吞吐量側鏈。它與 EVM 相容，並有助於提升以太坊的可擴展性。此側鏈採用雙層架構，並在核心鏈之外處理交易。它設有定期檢查點，確保以太坊上的結算和安全。 Polygon PoS 的吞吐量約為 1,000 TPS，並以低於 0.01 美元的 Gas 費用支援數百萬用戶。
Polygon zkEVM 是一個 L2 網路。它與 EVM 完全相容，並使用零知識證明 (ZK-Proof) 驗證交易，然後再將其發佈到以太坊。截至 2025 年，Polygon zkEVM 的處理速度約為 40-50 TPS，測試期間的峰值容量超過 200 TPS。平均每筆交易的 Gas 費用在 0.02 美元到 0.05 美元之間，比以太坊低約 90%。
第 2 層區塊鏈的優勢
降低交易費用
Layer 2 區塊鏈的主要優勢之一是較低的交易費用。在 2021 年多頭市場期間，由於網路擁堵，以太坊向用戶收取了數百甚至數千美元的費用。 Layer 2 網路透過池化交易並將單筆以太坊交易的成本分攤給多個用戶來解決這個問題，從而最大限度地降低了費用。
更高的交易速度
Layer 2 網路提供近乎即時的交易，因為它們依賴排序器來快速排序和處理交易。另一方面，以太坊由於其去中心化的驗證網絡，需要更長的時間來確認交易。
DeFi、NFT 和遊戲的可擴展性
Layer 2 區塊鏈為DeFi 、NFT 和遊戲 dApp 的成長和大規模應用提供了理想的溫床。由於交易費用幾乎可以忽略不計，因此發送和接收代幣、遊戲內物品和其他類型的 NFT 非常便捷，幾乎可以即時完成。
改善使用者體驗
L2 網路能夠提供更佳的使用者體驗，尤其對於新用戶而言。它能夠降低延遲、降低存取成本，並簡化與 dApp 的互動。用戶能夠享受近乎即時的交易體驗和更順暢的 dApp 訪問，並且擁擠情況比基礎層更少。
第 2 層挑戰與風險
安全假設
第 2 層網路繼承了以太坊的安全性，但引入了自身的信任假設。排序器、橋接器和資料可用性層可能成為關鍵故障點。如果發送了無效資料或驗證失敗，業者可能會損失其持有的 ETH，用戶也可能會損失資金或遭遇延遲。
使用者體驗和降低風險
在 Layer1 和 Layer2 之間轉移代幣存在一定的風險。由於用戶體驗複雜或錢包整合度低，用戶可能會損失資金或遇到延遲，即使手續費低、吞吐量高，用戶也可能會因此而放棄。
集中化問題
從技術角度來看，L2 網路是中心化的，因為它們依賴由特定驗證者管理的排序器。這可能導致審查、宕機和技術故障，從而降低去中心化程度和使用者信任度。
監理不確定性
L2 網路的運作處於灰色地帶。目前，由於託管、代幣分類和基礎設施方面的規則尚不明確，機構尚未採用它們。
2級與1級：主要區別
結算和安全
第 1 層和第 2 層網路在結算和安全性方面的運作方式有所不同。第 1 層網路直接結算交易，而第 2 層網路則依賴底層鏈的結算層。第 1 層網路透過共識機制和驗證者網路提供最大程度的安全性，而第 2 層網路則依賴第 1 層來確保安全性。
速度和生產力
Layer 1 和 Layer 2 區塊鏈的速度和吞吐量有所不同。 Layer 1 區塊鏈（例如以太坊）每秒只能處理數十筆交易（約 10-15 TPS）。
L2 網路在處理鏈下交易時可處理數百或數千 TPS。
本質上，L2 比 L1 更快，使其成為與使用者和 dApp 進行即時互動的理想選擇。
用例和權衡
L1 非常適合高價值交易，因為去中心化至關重要。例如，以太坊就被穩定幣發行者和 Aave 等機構 DeFi 平台所使用。 L1 也非常適合轉移 NFT，例如CryptoPunks和 Pudgy Penguins，因為它們都是高價值物品。
L2 非常適合頻繁且低成本的交易，例如小額支付、遊戲或高頻交易。 L2 的缺點是交易速度更快、成本更低，但中心化程度較高，安全性也較弱。
2級擴充的未來
以太坊的路線圖聚焦在 rollup
以太坊的路線圖包括 Dank Sharding 和 Proto-Dank Sharding。
在 EIP-4844 中，proto-dank 分片技術將把低成本的 blob 資料引入 L2 層，而 Dank 分片技術則旨在將以太坊 rollups 的性能提升到 10 萬 TPS。這是透過讓 L2 數據變得豐富且廉價來實現的。
此路線圖的主要目標是進一步降低 L2 Gas 費用，同時提高生產效率。此外，此次更新也將聚焦於加強 L1 的安全性和結算系統。
跨 L2 互通性
跨 L2 互通性是Optimism提出的概念。 Superchain 的概念引入了 OP Stack L2 鏈之間的無縫通訊。
Superchain旨在消除孤立的 rollup，並統一跨多個 Layer-2 的安全性和治理。這將使交易能夠透過跨 Layer-2 收件匣、橋接合約和標準化故障保護機制在 Layer-2 之間轉移。
跨鏈原子調用將成為可能，同時統一 L2 之間的 Gas 代幣和流動性。例如，Base、Mode、Zora Network 和 Frax Tool 等 OP Stack L2 可以通信，形成超級鏈。
即將出現的 Layer 3 解決方案
Layer 3 解決方案與 Layer 2 解決方案有所不同。 Layer 2 解決方案是針對以太坊的通用擴展方案，而 Layer 3 解決方案則專為擴展 dApp 而設計。 Layer 3 解決方案旨在解決客製化用例，以降低費用並擴展交易規模，例如遊戲、企業應用程式或註重隱私的 Rollup 應用。
StarkNet 的 L3 應用鏈、zkSync 的 Hyperchains 和 Arbitrum Orbit 都是 L3 實作的例子。這些解決方案允許開發者在繼承 L2 安全性的同時使用自己的 rollup。