什么是 Layer 2？

Layer 2区块链是以太坊生态系统的重要组成部分。它们旨在吸引新用户并实现区块链技术的广泛采用。但Layer 2区块链如何实现这一目标？为什么在L2上交易更便宜、更快？本指南解释了关于Layer 2扩展解决方案的一切。

什么是区块链中的Layer 2？ 

Layer 2的定义

Layer 2网络是一个位于另一个称为Layer 1的网络内的二级区块链。它在主链之外处理和执行交易，并将结果发送回Layer 1链。

Layer 2区块链也被称为Layer 2解决方案，因为它们解决了可扩展性问题。

为什么区块链需要Layer 2解决方案

像以太坊这样的Layer 1区块链存在可扩展性限制。它们需要Layer 2区块链来处理更多的每秒交易数（TPS）并降低Gas费。

它们还加速了加密货币和去中心化应用（dApps）的采用。 

Layer 1与Layer 2之间的关系

Layer 1是提供安全性和共识的基础链。Layer 2快速且廉价地处理数千笔交易，但它仍然依赖Layer 1区块链来验证和最终确定所有内容。 

Layer 2是如何工作的？ 

链下处理和链上结算

Layer 2区块链与以太坊兼容。用户可以在其上发送和接收代币或与智能合约交互。L2使用不同的机制在链外计算和处理交易，使其具有高度可扩展性。

接下来，L2将交易打包并发送到基础层。这一步取决于所使用的Layer 2解决方案的类型。一些解决方案向基础层发送加密证明。另一些则假设所有交易都是有效的。 

最后，L2通过智能合约将数据发送到L1。基础层解决任何争议，并将有效交易添加到下一个区块。

继承自基础层的安全性

Layer 2解决方案从以太坊继承其安全性。此类解决方案在Layer 1上部署了智能合约。其他L2依赖桥接进行通信。智能合约接收L2网络的最终余额和状态。然后，基础层通过证明或争议机制验证提交的数据。 

由于Layer 2交易发生在链下，以太坊因其共识机制和不可篡改性而成为最终的真实来源。L2网络提交的任何欺诈证明、有效性证明或状态承诺最终都在基础层确定。这减轻了L2网络上发生的任何恶意行为。 

交易速度和成本降低

在L2网络上交易既快速又便宜。此类二级网络非常适合频繁交易者。Layer 2网络上的交易处理速度快，因为它们经过排序器（sequencer）。排序器是处理交易的服务器或服务器集群。它可以是集中式的或去中心化的，并由个人、企业或第三方运营商运营。

在L2网络上交易便宜，因为排序器将交易打包并作为单笔交易发送到基础层。这种方法将一笔基础层交易的Gas费分摊给L2用户，从而大幅降低Gas费。

Layer 2解决方案的类型 

Rollups（乐观Rollup，ZK-Rollup）

Rollup是一种将Layer 2网络上的数百笔交易打包成Layer 1上单笔交易的方式。有两种类型的L2 Rollup：

• 乐观Rollup
• 零知识证明（ZK）Rollup。 

这两种类型都打包Layer 2交易，但它们与基础层的交互方式不同。

乐观层（Optimistic Rollups）

乐观Rollup在链外执行交易，并通过calldata或blobs将数据发送到基础层。这种方法假设所有交易都是有效的，因此得名。乐观Rollup在将数据发送到以太坊之前也会压缩交易数据，以降低成本。

当以太坊的智能合约收到交易数据时，任何人都可以在特定的争议窗口内使用欺诈证明来挑战这种乐观假设。以太坊在处理乐观Rollup时基本上采取“无罪推定”的方法。

这个争议窗口各不相同，取决于 层 2 解决方案。挑战这种假设的人是以太坊参与者，称为验证者或观察者。

如果欺诈证明成功，以太坊将回滚无效状态，恶意排序器将通过失去其质押的ETH抵押品受到惩罚。然后，正确状态将在基础层强制执行。

如果在争议期间未提交有效的欺诈证明，则该批交易被视为有效并在以太坊上最终确定。 

ZK-Rollup

零知识证明Rollup（ZK-rollup）的工作方式与乐观Rollup类似。它们在链外执行数千笔交易，并将数据提交给生活在基础层的智能合约。然而，ZK-Rollup不是假设所有交易都是有效的，而是在将交易发送到以太坊之前证明每笔交易都是有效的。这是通过生成加密证明（也称为零知识证明）来实现的，这些证明在数学上验证了整个批次的正确性。 

ZK-rollup依赖运营商（也称为证明者或排序器）来处理交易、生成证明并将其发送到以太坊。一些Rollup依赖集中式运营商，而另一些使用半去中心化证明者。证明是即时验证的，因此没有争议期，用户可以立即访问他们的资金。一旦以太坊的智能合约接受有效性证明，交易数据就会被添加到基础层的下一个已确认区块中。  

状态通道

状态通道是扩展以太坊的另一种方式。单个状态通道允许两个人或更多人快速、廉价地发送和接收代币，而无需链上结算。一旦他们完成交易，他们可以将最终状态和交易摘要提交给以太坊。

状态通道是点对点（p2p）的，并由多重签名智能合约管理。要开启状态通道，对等方必须在基础层构建的智能合约中锁定资金。锁定的资金作为抵押品，以确保诚实并防止争议。任何状态变更均由这些对等方执行和验证。这种方法降低了燃气费、以太坊上的计算量，并加快了交易速度。  

如果参与者之间发生争议，问题将在基础层解决，以太坊的共识机制可以强制执行最新的已签名状态。

状态通道存在一些局限性。它们要求对等方始终保持在线并监控通道。此外，它们对用户不够友好，难以同时监控多个通道。

Plasma 链

Plasma 链是一条与基础层相连的独立链，在这种情况下被称为根链或父链。Plasma 链（也称为子链）由部署在父链上的智能合约管理。

Plasma 链在链下处理和验证交易，从而减少以太坊上的验证负载。它们依赖一个或多个运营商来组织和执行交易，从而使其速度更快。然而，只有最终状态会定期提交到以太坊以实现安全锚定。

要使用 Plasma 链，用户必须将 Ether 或 ERC-20 代币存入 智能合约。运营商创建与用户资金等值的新代币。要退出 Plasma 链，必须提交提款请求。然后，该请求将通过欺诈证明进行为期约 7 天的挑战。如果挑战失败，提款请求将被批准并执行。但如果挑战成功，运营商将受到惩罚。 

虽然 Plasma 链的运行方式看似与 Rollups 类似，但它们存在一些局限性。从 Plasma 链到以太坊的长退出队列面临数据不可用的关键问题。这是因为 Plasma 链运营商存储数据，并仅定期将其提交到以太坊。另一方面，Rollups 在用户每次想要交易或提取资金时都会提供完整的交易数据。

侧链（以及它们为何不同于真正的 L2）

侧链不是 Layer 2 网络，但它们有助于以太坊扩展。它们是连接到以太坊的独立区块链。侧链具有不同的区块规范和共识机制。它们放弃了以太坊的安全属性，并且不会将交易数据或状态根发布回以太坊。这使得它们容易受到恶意攻击和中心化。 

为了实现高吞吐量，侧链实施了更大的区块大小和更高的燃气限制。在快速处理时间内运行更大的区块需要强大的硬件。这使得每个人运行完整节点变得困难，从而导致中心化和恶意攻击。 

侧链与 EVM 兼容，使得以太坊 dApp 只需进行最小更改即可运行。侧链通过桥接与以太坊交互，桥接是部署在两条链上的一组智能合约。桥接实施铸造和销毁机制，允许用户进入侧链、进行交易，并退出回到以太坊。  

流行的 Layer 2 项目 2025 

Arbitrum

Arbitrum 是一个 L2，使用乐观 Rollup 在链下处理交易并将其发布到以太坊。它为交易者提供较低的费用，同时依赖以太坊的安全性。

Arbitrum 支持以太坊虚拟机（EVM），使得开发人员只需进行最小更改即可轻松部署智能合约。该 L2 拥有多款产品，包括 Arbitrum One、Arbitrum Nova 和 Arbitrum Orbit，服务于 DeFi、游戏和企业 dApp。

2025 年 6 月，每笔交易的平均燃气成本在 $0.007 到 $0.015 之间。兑换代币的平均成本为 $0.30，交易在几分钟内完成。

Optimism

Optimism 是一个与以太坊兼容的 L2，依赖乐观 Rollup。与 Arbitrum 一样，Optimism 在链下执行交易，并将打包的数据发送到以太坊。该 L2 提供低燃气费和高 TPS 率。

Optimism 采用模块化的 OP Stack 构建，允许开发人员轻松部署 EVM 智能合约。截至 2025 年，Optimism Superchain 已处理 24.7 亿笔交易，并锁定了约 34 亿美元的总价值（TVL). 该网络的平均区块时间为 200 毫秒。

zkSync Era

zkSync Era 是以太坊的 Layer 2 扩展解决方案，它使用 ZK Rollup。其工作方式与 Optimism 和 Arbitrum 类似，但不同之处在于它使用 ZK Rollup 技术。zkSync 在链下处理交易，并在将其发送到以太坊之前证明其有效性。

每日平均交易笔数 zkSync 上的日均交易从 2024 年第四季度的 290,000 笔增长到 2025 年第一季度的 110 万笔。平均费用也降至 2025 年第一季度的每笔交易 $0.03。根据从 zkSync 的 区块链浏览器收集的数据，该网络已处理约 4.65 亿笔交易，平均区块时间为 2 到 4 秒。

StarkNet

StarkNet 是一个基于以太坊构建的 L2，使用 ZK-rollup（有效性 Rollup）。该 L2 使用 STARK 证明来确保在基础层结算之前验证每个链下交易包。

2025 年年中，StarkNet 达到了第 1 阶段去中心化，这是 Vitalik Buterin 提出的 Rollup 网络框架中的一个里程碑。这意味着 StarkNet 的 Rollup 已通过关键的技术和治理门槛，使网络更接近完全去中心化。

StarkNet 支持基于 Cairo 的智能合约和本地账户抽象。StarkNet 上的平均交易费用极低，约为 $0.0013。该网络在 2024 年底记录了超过 127 TPS，确认时间低于 2 秒。

Polygon PoS 和 Polygon zkEVM

Polygon PoS 是一个高吞吐量侧链。它与 EVM 兼容，有助于扩展以太坊。该侧链使用双层架构，并在基础链之外处理交易。它具有定期检查点，以确保以太坊上的结算和安全。 Polygon” PoS 的交易吞吐量约为 1,000 TPS，支持数百万用户，燃气费低于 $0.01。

Polygon zkEVM 是一个 L2 网络。它完全与 EVM 兼容，并使用 ZK 证明在将交易发布到以太坊之前进行验证。截至 2025 年，Polygon zkEVM 处理约 40 到 50 TPS，测试期间峰值容量超过 200 TPS。平均燃气费在每笔交易 $0.02 到 $0.05 之间，比以太坊便宜约 90%。

Layer 2 区块链的好处  

更低的交易费用

Layer 2 区块链的主要好处之一是更低的交易费用。在 2021 年牛市期间，由于网络拥堵，以太坊向用户收取数百甚至数千美元的费用。Layer 2 网络通过打包交易并将单笔以太坊交易的成本分摊给许多用户来解决这个问题，从而使费用降至最低。

更快的交易速度

Layer 2 网络提供近乎即时的交易，因为它们依赖排序器来快速排序和处理交易。另一方面，以太坊由于其去中心化验证者网络，确认交易需要更长时间。

DeFi、NFT 和游戏的可扩展性

Layer 2 区块链为 DeFi, NFT 和游戏 dApp 提供了理想的平台，使其蓬勃发展并获得大规模采用。由于交易费用微乎其微，发送和接收硬币或游戏物品以及其他类型的 NFT 既容易又几乎即时。

改善用户体验

L2 网络提供更好的用户体验，尤其是对新用户而言。它们降低了延迟，减少了入门成本，并简化了与 dApp 的交互。用户可享受近乎即时的交易和更流畅的 dApp 访问体验，而无需像基础层那样经历拥堵。

Layer 2 的挑战与风险 

安全假设

Layer 2 网络的安全性与 以太坊 继承自基础层，但引入了自身的信任假设。排序器（Sequencers）、桥接器和数据可用性层可能成为关键故障点。如果提交无效数据或证明挑战失败，运营商可能会损失其 ETH 质押，用户也可能面临资金损失或延迟。

用户体验与桥接风险

在 L1 和 L2 之间转移代币存在一定风险。由于复杂的用户体验或钱包集成不佳，用户可能会损失资金或遇到延迟，这会导致用户流失，尽管费用低廉且吞吐量高。

去中心化担忧

L2 网络在技术上具有中心化特征，因为它们依赖于由选定验证者运行的排序器。这可能导致审查、停机和技术故障，从而降低去中心化程度和用户信任。

监管不确定性

L2 网络处于灰色地带。目前机构尚未采用 L2 网络，因为关于托管、代币分类和基础设施的规则尚不明确。

Layer 2 与 Layer 1：主要区别 

结算与安全

Layer 1 和 Layer 2 网络在结算和安全方面运作方式不同。L1 直接结算交易，而 L2 依赖于基础链的结算层。L1 通过共识机制和验证者网络提供完全的安全保障，而 L2 的安全性则依赖于 Layer 1。

速度与吞吐量

Layer 1 和 Layer 2 区块链的速度和吞吐量不同。L1（如以太坊）每秒交易数（TPS）受限，约为每秒 10 到 15 笔交易。 

L2 网络在链下处理交易，因此每秒可处理数百甚至数千笔交易。 

本质上，L2 比 L1 更快，使其成为用户与 dApp 进行实时交互的理想选择。

用例与权衡

L1 非常适合对去中心化至关重要的价值高昂的交易。例如，稳定币发行商和机构 DeFi 平台（如 Aave）使用以太坊。L1 也适合转移高价值物品，如 CryptoPunks 继续主导 NFT 市场 和 Pudgy Penguins。 

L2 非常适合频繁、低费用的交易，如微支付、游戏或高频交易。L2 的权衡在于交易快速且便宜，但存在中心化问题且安全性较弱。

Layer 2 扩展的未来 

以太坊的 Rollup 中心路线图

以太坊的路线图包括 Danksharding 和 Proto-Danksharding。

在 EIP-4844 下，Proto-Danksharding 将为 L2 带来廉价的数据块（blob）数据，而 Danksharding 旨在将以太坊 Rollup 扩展至每秒 100,000 笔交易。这是通过使 L2 数据更丰富且更便宜来实现的。

路线图的主要目标是进一步降低 L2 燃气费并提高吞吐量。此外，升级将侧重于加强 L1 的安全性和结算能力。 

跨 L2 互操作性

跨 L2 互操作性是由 Optimism引入的概念。名为 Superchain 的概念引入了 OP Stack L2 链之间的无缝通信。 

Superchain 旨在消除孤立的 Rollup，并在多个 L2 之间合并安全性和治理。这将使得通过跨 L2 收件箱、桥接合约和标准化故障证明在 L2 之间转移交易成为可能。 

原子跨链调用将成为可能，同时实现 L2 之间燃气代币和流动性的统一。例如，Base、Mode、Zora Network 和 Frax Tool 等 OP Stack L2 可以相互通信，形成 Superchain。

即将到来的 Layer 3 解决方案

Layer 3 解决方案与 L2 不同。Layer 2 是以太坊的通用扩展解决方案，而 L3 专注于扩展 dApp。L3 处理定制化用例以降低费用并扩展交易，例如在游戏、企业应用或隐私保护型 Rollup 中。 

StarkNet 的 L3 Appchains、zkSync 的 Hyperchains 和 Arbitrum Orbit 是 L3 实现的示例。这些解决方案允许开发者利用自己的 Rollup，同时继承 L2 的安全性。