什么是侧链：最通用的第 2 层解决方案？

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主要（主链），例如比特币 () 和以太坊 () 区块链，处理大量信息以安全地存储、处理和验证。这个过程需要很多不同的方面，而且数据量很大，这意味着随着需要管理的信息越多，它就会变得拥挤，从而变慢。

与 Visa 的 100,000 tps 相比，许多区块链的工作速度约为 7-15（tps）——随着区块链变得更加堵塞，这看起来会变得更慢，就像以太坊 (ETH) 目前正在发生的那样。

为了解决这个问题，正在区块链上创建新系统以加快流程并改进 .然而，在采用这些新系统时，区块链可能会因外部攻击而变得不那么安全。为了解决这个问题，开发人员提出了各种第 2 层扩展解决方案。

什么是第 2 层解决方案？

是一种扩展解决方案，旨在允许协议构建应用程序并以更快的交易容量和更低的 .它们被称为第 2 层，因为它们没有被写入影响主区块链的层。相反，它们是使用外部工具或因素构建的，这些工具或因素允许交易通过它们扩展并进入主区块链。每个第 2 层解决方案都是不同的，并且针对不同的区块链要求而构建，但所有这些都是为了使主区块链更高效。

不同类型的第 2 层扩展解决方案：通道、汇总、等离子和侧链。（来源：academy.ivanontech.com）

大多数第 2 层解决方案与主区块链一起工作，在外部处理数据和交易，但仍利用区块链的安全性。可以在以下位置找到此类第 2 层解决方案的示例：

汇总：这些第 2 层扩展解决方案将一组交易汇总为一个交易，然后将其反馈回主区块链。这通过从主区块链中移除大量数据处理来释放区块链。有两种类型： ZKrollups：非常快速和高效。通过将用户想要在区块链上执行的许多操作组合成一个简单的操作或文章来工作。缺点是它们不能使用智能合约。Optimistic rollups：这些 rollups 可以使用，但是它们比 ZKrollups 更慢且效率更低。Channels：这些非常简单并且可以实现速度。它们通过锁定资产来工作，并将它们用于存储在速度更快的网络上的虚拟版本。这类似于您使用 Visa 卡时的虚拟消费方式。由于资产已经处于虚拟形式并且可以使用，因此可以立即使用它们，而无需像主链上所需的那样多的处理或高昂的汽油费。但是，通道解决方案仅适用于交易，不能使用智能合约或虚拟机代码。 Plasma：最令人困惑的第 2 层扩展解决方案 Plasma 创建了一系列辅助主链验证的子链（或辅助链）。它们通过称为根合约的智能合约链接到主链，允许主链引导等离子子链。这些等离子子链使用主链作为仲裁层，这意味着它们可以依赖其安全性，但速度较慢。主要的等离子子链也有自己的子链，工作被筛选以维护安全的重要性。另一种第 2 层解决方案与其他解决方案的不同之处在于它具有自己的安全性和协议，并且可以提供比其他解决方案更多的功能，它是侧链。

什么是侧链？

侧链是区块链可扩展性的永久解决方案。它们单独工作，但与主链一起工作，以增加功能并提高效率。需要注意的一点是，尽管它们是独立的区块链，但如果没有父链（主链），它们就无法运行。另一方面，主链可以在没有侧链的情况下工作。

侧链非常实用复杂的，拥有自己的验证器或，甚至拥有自己的共识算法，例如权益证明 () 或工作量证明 ()。这意味着一旦建立起来，它们就很难改变。然而，通过拥有自己的基础设施，侧链与主区块链保持分离，因此可以确保主链的安全性。这很重要，因为侧链往往比主链更中心化。然而，只要它与主区块链分开，用一点安全性换取额外的速度是可以的。此外，可以选择外包给侧链的信息来维护区块链安全，最敏感的信息保留在主链上。

侧链的结构是怎样的？

侧链就像小型独立区块链一样工作。它们与主链的区别在于它们往往更小、更快、更集中。他们的主要工作是处理和验证主链的数据或添加功能，例如为无法做到这一点的区块链运行智能合约，比如比特币。为此，他们通过以下方式与主链通信：

首先是使用双向挂钩，创建挂钩侧链。它们有两个部分，并使用简单的支付验证（SPV）来确保硬币的所有权：锁定：这个挂钩用于从主链到侧链的移动。为此，硬币被锁定在一个输出地址中，以避免两条链上都存在免费硬币。一旦硬币被安全锁定以避免它们被花在其他地方，等量的金额就在侧链上。然后将它们发送到侧链上的智能合约或智能合约，该合约由机器或代码控制，而不是由人控制。要取回硬币，必须执行特定操作。释放：当个人想要从侧链取回他们的硬币或代币并在主链中解锁它们时，使用此挂钩。这是一个比锁定更难的过程。要取回这些，必须销毁侧链上的代表性代币，从而释放主链上的代币并避免重复。第二是存在联邦，尽管并非所有侧链都存在：联邦是负责的中间人侧链和主链之间的锁定和释放功能。它们有时被认为是对集中化的威胁；但是，它们对于维护链之间交易的完整性非常有用。有些是基于机器的，这意味着它们是由代码组成的，而另一些则是由侧链的代表组织组成的。在授权任何交易或将任何代币从一条链“释放”到另一条链之前，联邦将确保铸造的代表性代币与锁定在主链上的代币完全匹配。如果值之间存在任何差异，联邦将阻止交易。这意味着侧链永远不会比主链拥有更多的价值。侧链与其父链之间的双向挂钩。（来源：白板加密）

通过使用侧链来处理交易和验证数据，主链的可扩展性得到提高，交易可以更快地处理。出于这个原因，用户为了更快地完成任务或运行智能合约，经常会将他们的硬币移动到侧链，然后他们会将它们返回到主链。

侧链示例：比特币 2.0 版本和 Rootstock (RSK) 侧链

比特币 2.0 是指通过侧链将比特币协议扩展到其容量之外。 BTC 被认为是加密货币之王，也是 .但是，比特币协议很慢，无法支持许多其他功能。通过在其协议中添加侧链，它可以提高可扩展性、效率并添加新功能。

比特币 2.0 结构。（来源：xbt.net）

砧木 (RSK)是一个正在彻底改变比特币协议的侧链，尽管它不是唯一使用的侧链。直到最近，比特币主要处理交易，而以太坊允许构建智能合约和新协议。但是通过将 RSK 侧链与其区块链挂钩，比特币可以利用它来使用智能合约，从而扩展其功能。

RSK 实质上为比特币协议添加了一个类似以太坊的层。 BTC 首先锁定在比特币协议中，然后通过其自己的双向挂钩（称为比特币桥）铸造成侧链硬币——在这种情况下是 RSK 版本的 BTC。这些 RSK 版本的 BTC 然后可用于构建和执行智能合约。这个过程由 RSK 联盟监督，该联盟由网络上最大的 25 个区块链交易所组成。通过这种方式，比特币可以改善其产品和可扩展性，同时保持安全性并且不损害其自己的区块链。

结论

侧链与大多数其他第 2 层解决方案的主要区别在于，虽然侧链是它们自己的区块链，连接到主链，但大多数第 2 层解决方案是作为主链本身的扩展构建的，因此依赖于它们的安全结构。它们位于主区块链之上，既不完全分离，也不完全集成，以提供更快、更便宜的服务和级安全性。

这两个选项都是提高可扩展性的好方法，但它们有很大的不同。侧链可以提供比大多数第 2 层解决方案更多的功能，例如，RSK 可以使比特币协议能够使用智能合约进行构建。

但是，由于通常比其他第 2 层解决方案更加集中，并且具有自己的安全功能，例如共识算法和验证器或矿工，它可能被认为不太安全。此外，虽然侧链通过提供更快和更高效的服务为用户提供了巨大的优势，但在将资产从主链转移到侧链时，它们通常会产生高额费用。此外，联邦的存在使一些用户感到不安，并增加了无法将资产从侧链转移回主链的可能性。