原文标题：《Different types of layer 2s》
生态系统在过去一年中迅速扩展。传统上以 StarkNet、Arbitrum、Optimi** 和 Scroll 为代表的 ZK-EVM rollup 生态系统进展迅速，不断提高其安全性，L2beat 页面很好地总结了每个项目的状态。
此外，我们还看到一些团队正在构建侧链，同时也开始构建 rollup 方案（如 Polygon），一些 L1 项目试图朝着有效性验证方向发展（如 Celo），还有全新的尝试（如 Linea、Zeth…）。
其中不可避免的结果之一是，我们看到 L2 项目趋向更加 heterogeneous（即「异构化」。译者注：在加密领域，「异构化」指的是不同种类或不同性质的事物共存或混合在一起的情况。这个词通常用于描述不同的区块链、协议、技术或资产，它们具有不同的特性、规则或属性）。我预计这一趋势将持续下去，原因如下：
目前，一些独立的 L1 项目正寻求更紧密地与以太坊生态系统接触，并有可能转变为 L2 项目。这些项目可能希望采取分阶段的过渡方式。立即进行整体过渡将**可用性，因为技术尚未准备好将所有内容放入 rollup 方案中。而在较晚的整体过渡中，可能会牺牲势头并来不及具有实际意义。
一些**化项目希望为其用户提供更多的安全保障，并正在探索基于区块链的途径。在许**况下，这些项目过去可能会研究「许可联盟链」。实际上，它们可能只需要达到「半**化」水平的程度。此外，它们通常具有非常高的吞吐量，至少在短期内不适合使用 rollup 方案。
非金融应用，如游戏或社交媒体，希望去**化，但只需要**程度的安全性。
在社交媒体的情况下，实际上涉及以不同方式处理应用的不同部分：像用户名注册和账户恢复这样的罕见且具有高价值的活动应该在 rollup 方案中完成，但像帖子和投票这样**且低价值的活动需要较少的安全保障，如果区块链失败导致您的帖子消失，那是可以接受的代价；但如果区块链失败导致您丢失了您的帐户，那将是一个更大的问题。
一个重要的主题是，尽管目前位于以太坊 L1 的应用程序和用户在短期内愿意支付较小但仍然可见的 rollup 费用，但来自非区块链世界的用户不太愿意这样做：如果您之前支付了 1 美元，那么支付 0.10 美元就更容易接受，而如果之前支付了 0 美元，那就难以接受。
这适用于今天仍然**化的应用程序，以及通常在其用户群体较小的情况下拥有极低费用的较小的 L1 项目。
一个自然而然的问题是：对于特定应用程序，rollup 方案、validiums（有效性验证）和其他系统之间的这些复杂权衡中，哪一个对其而言是合理的？
我们将探讨的安全性与扩展性的**个维度可以描述如下：如果您拥有一个在 L1 上发行的资产，然后将其存入 L2，再将其转移到您手中，那么您能获得多大程度的保证可以将资产取回到 L1？
同时还有一个相关问题：是什么技术选择导致了这种保证程度，以及该技术选择的权衡是什么？
我们可以用一个简单的图表来描述这个问题：
值得一提的是，这是一个简化的方案，其中存在许多中间选项。例如：
在 rollup 和 validium 之间：在 validium，**人可以进行链上支付以支付交易费用，此时，操作者将被迫将一些数据提供到链上，否则将损失押金。
在 pla**a 和 validium 之间：一个 Pla**a 系统提供类似 rollup 的安全保证，具有链下数据可用性，但它仅支持有限数量的应用程序。一个系统可以提供完整的 EVM，并为那些不使用这些较复杂应用程序的用户提供 Pla**a 级别的保证，以及为使用这些应用程序的用户提供 validium 级别的保证。
这些中间选项可以看作是在 rollup 和 validium 之间的一个 spectrum 上。但是，是什么促使应用程序选择该 spectrum 上的特定点，而不是更左边或更右边的某个点呢？在这里，有两个主要因素：
1. 以太坊原生数据可用性的成本，随着技术的发展，这一成本将随着时间的推移而**。以太坊的下一个硬分叉 Dencun 引入了 EIP-4844( 又称 「proto-danksharding」)，它提供了大约 32 kB/ 秒的链上数据可用性。
预计在未来几年，随着完整的 danksharding 推出，这一数据可用性将逐步提高，**目标约为 1.3 MB/ 秒的数据可用性。同时，数据压缩的改进将让我们在相同数据量下实现更多功能。
2. 应用程序的自身需求：用户在高费用方面的损失，相对于应用程序出现问题，有多严重？金融应用程序会因为应用程序的故障而损失更多；游戏和社交媒体涉及大量的用户活动，且相对较低价值的活动，因此对于它们来说，不同的安全权衡是有意义的。
这种权衡大致上看起来如图所示：
另一种值得一提的类型是预确认（pre-confirmations）。预确认是由一组参与者在 rollup 或 validium 中签署的消息，表示「我们证明这些交易按此顺序包含在其中，且 post-state root 是这个」。这些参与者可能会签署一个与现实不符的预确认，但如果确实如此，他们的押金将被销毁。
这对于低价值应用（如消费者支付）非常有用，而高价值应用（如数百万美元的金融转账）可能会等待由系统完整安全性支持的「常规」确认。
预确认可以被视为另一个混合系统的例子，类似于上文提到的「pla**a/validium 混合」，但这次是在具有完整安全性但高延迟的 rollup（或 validium）与具有较低安全级别但低延迟的系统之间进行混合。需要较低延迟的应用会获得较低的安全性，但可以与那些愿意为获得**安全性而承受较高延迟的应用共存于同一生态系统中。
另一种较少被考虑但仍然非常重要的连接形式，与系统读取以太坊区块链的能力有关。具体而言，这包括系统能够在以太坊发生回滚时进行回滚的能力。要了解为什么这是有价值的，请考虑以下情况：
假设如图所示，以太坊区块链发生回滚。这可能是在一个**内的临时中断，此时区块链尚未**确定；或者可能是因为过多的验证者离线，而导致区块链在较长时间内无法**确定的非活动泄漏期。
由此可能产生的最糟糕情况如下所示：假设顶部链（top chain）的**个区块从以太坊链的最左侧区块中读取某些数据。例如，有人在以太坊上存入了 100 个 ETH 到顶部链中。然后以太坊发生回滚，然而顶部链没有回滚。结果是，顶部链的未来区块正确地跟随新的、正确的以太坊区块链上的区块，但错误的交易（即 100 个 ETH 的存款）仍然存在于顶部链中。这种漏洞可能导致货币的增发，将顶部链上的桥接 ETH 转变为部分准备金。
有两种方法可以解决这个问题：
1. 顶部链只能读取以太坊已**确定的区块，因此它**不需要进行回滚；
2. 如果以太坊发生回滚，顶部链也可能发生回滚。两者都可以防止这个问题。前者更容易实施，但如果以太坊进入非活动泄漏期，可能会导致功能在较长时间内丧失。后者更难实施，但可以确保始终具有**功能。
请注意，**种方法确实存在一种特殊情况。如果以太坊发生了 51% 攻击，导致同时出现两个新的不兼容区块，它们都看起来已经**确定，那么顶部链可能会选择错误的区块（即以太坊社会共识**不支持的区块），并且需要回滚以切换到正确的区块。可以说，事先编写代码来处理这种情况是没有必要的；可以通过对顶部链进行硬分叉来处理这个问题。
区块链能够在无需信任的情况下读取以太坊的能力有两个重要原因：
首先，这种能力可以**将在以太坊（或其他第二层解决方案）上发行的**桥接到该链上涉及的安全问题；
其次，这种能力使得使用共享密钥存储结构的账户抽象钱包，能够安全地持有该链上的资产。
尽管有争议，但**种方法的重要性已经被广泛认可。同样，第二种方法也很重要，因为它意味着你可以拥有一个钱包，可以轻松更改密钥，并在许多不同的链上持有资产。
假设顶部链最初是作为一个独立链启动的，然后有人在以太坊上部署了一个桥接合约。桥接合约只是一个接受顶部链区块头（block headers）的合约，它会验证提交给它的**区块头是否附带有效的证书，证明该区块头已被顶部链的共识接受，并将该区块头添加到列表中。
应用程序可以在此基础上构建功能，如**的存款和提取。一旦这样的桥接建立起来，它是否提供了我们之前提到的**资产安全保障呢？
到目前为止，还没有！有两个原因：
1. 我们正在验证区块的签名，但没有验证状态转换是否正确。因此，如果您将在以太坊上发行的资产存入顶部链，并且顶部链的验证器变得不诚实，他们可以签署一个无效的状态转换，从而窃取这些资产；
2. 顶部链仍然无法读取以太坊。因此，您无法将以太坊本地资产存入顶部链，除非依赖于其他（可能不安全）的第三方桥接。
现在，让我们将桥接器构建为验证型桥接器：它不仅验证共识，还验证了使用 ZK-SNARK 证明计算出的**新区块的状态是否正确。
一旦完成这一步骤，顶部链的验证器将无法窃取您的资金。他们可以发布一个包含不可用数据的区块，阻止所有人提取资金，但他们无法窃取资金（除非试图通过向用户索要赎金来揭示允许其提取资金的数据）。这与 validium 具有相同的安全模型。
然而，我们仍然没有解决第二个问题：顶部链无法读取以太坊的数据。为了实现这一点，我们需要采取以下两种方式之一：
1. 在顶部链中放置一个验证已**确定的以太坊区块的桥接合约；
2. 在顶部链的每个区块中包含一个最近以太坊区块的哈希，并采用分叉选择规则来强制进行哈希链接。也就是说，将链接到非主链上的以太坊区块的顶部链区块本身，就是非主链的。如果顶部链区块链接到的以太坊区块起初在主链上，但后来变为非主链，顶部链区块必须也成为非主链的。
这些紫色的链接可以是哈希链接，也可以是验证以太坊共识的桥接合约
这就够了吗？实际上，还不够，因为存在一些小的边缘情况：
1. 如果以太坊遭受了 51% 攻击，会发生什么？
2. 如何处理以太坊的硬分叉升级？
3. 如何处理您的链的硬分叉升级？
对以太坊的 51% 攻击会导致与顶部链的 51% 攻击类似的后果，但情况相反。以太坊的硬分叉可能会使顶部链内的以太坊桥接失效。一个社会承诺（social commitment），即如果以太坊还原了一个已**确定的区块，就会还原，如果以太坊进行了硬分叉，就会进行硬分叉，是解决这个问题最干净的方式。
这样的承诺实际上可能**不需要真正执行：如果顶部链的治理机构发现可能发生攻击或硬分叉的证据，可以激活治理机构，仅在治理机构失败时才对顶部链进行硬分叉。
对于第三个问题，**可行的答案是，在以太坊上设置某种形式的治理机构，使其能够让以太坊上的桥接合约意识到顶部链的硬分叉升级。
总结：双向验证桥接几乎足以使区块链成为 validium。主要剩下的要素是一种社会承诺，即如果以太坊发生异常情况导致桥接合约无**常工作，另一条区块链将进行硬分叉作出回应。
「与以太坊连接」有两个关键维度：
1. 提取到以太坊的安全性；
2. 读取以太坊的安全性。
这两者都非常重要，并有不同的考虑因素。在这两种情况下都存在一个连续谱：
请注意，每个维度都有两种不同的衡量方式（实际上有四个维度）：提取安全性可以通过（i）安全级别，和（ii）多少用户或使用情况受益于**安全级别来衡量；
而读取安全性可以通过（i）链路能够多快读取以太坊的区块，特别是**确定的区块与**区块的区别，以及（ii）链路在处理诸如 51% 攻击和硬分叉等边缘情况时的社会承诺程度来衡量。
在这个设计空间的许多区域中都存在项目的价值。对于某些应用程序，高度的安全性和紧密的连接至关重要。对于其他应用程序，为了获得更大的可扩展性，可以接受更宽松的条件。在许**况下，从今天开始使用较宽松的条件，随着技术的改进，在未来十年内逐渐过渡到更紧密的耦合可能是**选择。
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