为解决以太坊 L2 的状态碎片化问题，=nil；基金会设计了一种分片的 L2。

撰文：Avi Zurlo，=nil; Foundation

编译：Alex Liu，Foresight News

以太坊向以 Rollup 为中心的路线图转向，引发了模块化扩容设计的爆炸式增长。这种增长最初是成功的，消除了 100 美元以上的 Gas 费用，并解锁了全新的应用设计。但仅仅几年之后，以太坊及其 Rollup 面临着一个新关键问题：状态碎片化。

根本上讲，状态碎片化是一个扩容问题。最近，模块化社区推动了一些将现有 Rollups 合并成一个单一系统的中间件解决方案，（表面上）实现了区块链扩容的圣杯 —— 水平扩容。然而，这些解决方案有着重大妥协。一个新一代的以太坊 L2 正从第一性原则重新思考可扩展性，应用垂直和平行的扩容技术来提供终局的性能。

两大扩容方向

区块链扩容有两大方向：

1. 垂直扩容：增加单个节点的资源。这是 Solana 的扩容理念，即最大化硬件利用率，同时将 VM（虚拟机）的行为并行化 。

2. 水平扩容：将工作负荷分发到多个服务器上。这是诸如 Near 和以太坊（Danksharding）等分片 L1 区块链的扩容理念。

Rollups 经常被错误地认为是以太坊的水平扩容方案。然而，每个 Rollup，每个区块链，都是被其维护的帐本定义，这意味着 Rollup 是独立于以太坊的系统。这种对数据库扩容基本原理的重大忽视使得以太坊生态需要解决一个现存的挑战：状态碎片化。

当前的挑战

跨 L2 的状态碎片化已经成为以太坊的一个重大问题。碎片化的问题体现在三个方面：

1. 数十（甚至上百）与以太坊相连，推进特定应用程序基础设施的 L2 注定会使全局状态的网络效应受到损害，包括流动性和用户分布。

2. 结合了互操作性标准和社会协调的复杂性，这是引起超过 28 亿美元跨链桥黑客攻击的催化剂。

3. 客观上更糟糕的开发者和用户体验。开发者被迫使用复杂的网络抽象技术来提供无缝用户体验，否则用户将被迫面临包括资产跨链、钱包网络管理、多种 Gas 代币的复杂跨链交互。

同时这些问题正日益恶化。受现有基础设施限制，对价格敏感的应用程序被迫保持孤立，以获得可靠的低交易费用。随着下一个周期的临近，一个恶性的滚雪球效应即将发生；随着 L2 拥堵费用增加，更多开发者将被迫选择为应用定制的基础设施，加剧普遍存在的状态碎片化问题。几年后，如果因为 L2 无法解决状态碎片化而导致以太坊生态系统应用丧失主导地位，也不足为奇。

解决状态碎片化

状态碎片化从根本上说是一个扩容问题。想要扩容而不破坏可组合性，担子在 L2 肩上。L2 可以采取两种方法来解决扩容问题：

1. 逆向工作，将现有的 rollup 合并为一个单一系统，从而实现「水平扩容」。

2. 从头开始，重新设计一个可扩展的 L2。

逆向工作

第一种方案在现有的 L2 中相当受欢迎。通过使用中间件来实现对 Rollups 合并，建立起一个理论上的单一系统。实际上，这些解决方案通过共享的共识保证促进跨 Rolllups 的通信。这些解决方案包括共享的排序器、共享的证明器和各种 L3 架构。

虽然专注于这些解决方案的团队和项目很强大，但是以中间件为核心来解决 L2 的扩容问题有许多妥协，包括：

1. 最弱链成为短板：网络的安全性和性能被堆栈中最差的部分决定。（木桶效应）

2. 碎片化的开发环境：中间件能连接起不同的环境，但无法改善分裂的开发体验。

3. 需要对跨 Rollups 标准进行全局社会协调：为了合并现有的 Rollups，数百（甚至数千）的利益相关者需要就最佳实践达成一致。

更重要的是，它分散了 L2 团队的注意力，让他们无法解决拥堵费定价和单一参与者审查等开放问题，而这些问题都需要大量的工程和研究工作。

从头开始

以太坊 L2 可以通过改变 Rollup 节点的执行环境来垂直扩展，从而增加硬件利用率；这些项目包括分别使用 SVM 和 MoveVM 构建 rollup 的 Eclipse 和 Movement Labs。这类方案有很大希望能在近期改进可扩展性；然而，它们需要以太坊开发者采用新的技术栈。

另外，L2 可以通过（重新）引入执行分片来进行水平扩展，这将允许网络通过添加新节点来扩容。这种方法促进了去中心化，并具有更高的理论扩容极限，并且在必要时允许进行垂直扩容优化。鉴于这些优势，=nil；基金会设计了一种分片的 L2，称为 =nil；。

=nil；为保持以太坊的核心价值观，即去中心化、抗审查和无许可性而优化。=nil；是基于 zkSharding ，一种新设计的第一个可验证分片架构。它通过提供一个单一、集成的开发环境，将上述水平扩容方案的扩容特征与之结合起来。这使得开发者可以从单个网络访问规模达数千的 Rollups 。更重要的是，=nil；确保用户即使在交易高峰期也能获得可靠的低交易费用。

此外，=nil；根据对状态访问的需求动态地拆分和合并状态，解决了拥堵费用问题。这种动态行为使得 =nil； 能够保持交易费用持续低廉（<0.01 美元）。总而言之，=nil；基金会的使命是提供一条与以太坊的核心价值观和 L2 执行需求更紧密看齐的以太坊 L2 扩容替代路径。

结束语

尽管前方有许多挑战，但以太坊 L2 的未来看起来比以往任何时候都更有前景。随着 L2 设计的成熟，我们下一代的扩容解决方案存在两种流行的分歧：逆向工作 vs. 从头开始，以及水平扩容 vs. 垂直扩容。

分片已死，分片万岁。