以太坊在2022年9月成功The Merge，達到以太坊Roadmap發展的一個小里程碑。對於許多人而言，可能並不理解這次的改動升級對於以太坊而言是甚麼樣形式的優化；而在近期再度火爆起來的Layer2賽道又再次進入了大部份幣圈人的視野裡，但究竟Layer2和側鏈的概念到底有甚麼差別呢？而以太坊的Layer1方案又是什麼呢？
本文將會針對市面上較為主流、普遍的擴容優化方案一一說明，並且比較差異，讓你瞭解這些概念之間的不同。
以太坊擴容方案
讓我們從以太坊的擴容優化方案開始講起，由於以太坊越來越擠、越來越貴，擴容方案就是為了能夠讓以太坊的存儲和網路速度，並且讓以太坊的網路使用可以往更大的規模擴張。而擴容方案有一個非常重要的前提，就是在確保去中心化以及安全性之下，增加TPS和交易速度。
目前主流的以太坊擴容方案可以簡單分為Layer1、側鏈以及Layer2。
Layer1
過去一段時間，我們常常聽到有各種Layer1公鏈像是Solunavax、Cosmos、Polkadot之類的，Layer1指的就是在這個Ecosystem裡面最基本的主網路。而以太坊Layer1的擴容顧名思義就是針對以太坊基本的主網協議去做改變。Layer1升級可使用的方法又包含了：共識演算法的改變和分片技術。
共識演算法的改變
去年浩浩大大的The Merge就是更改共識演算法的的一種Layer1擴容，將以太坊由POS的共識演算機制改變為POW。
分片
分片是一種有效擴展TPS的解決方案，在許多L1公鏈上都有所應用。簡單來解釋一下分片的概念，假設以太坊是一個讀書會或是班級。原本是所有人一起解一道題，大家都解完對過答案才換下一題；而在分片之後，可能會讓原本的班級分為8組，組內共解一道題，這樣一次就能解8道題目，TPS也會提升。
當然，雖然聽起來可以大幅提升TPS，但分片的缺點也是有的。可想而知，雖然分組解題的速度會比較快，但分片之後的安全性容易降低，而且分片之後的由不同組負責特定的區塊，那這些特定的區塊就沒辦法再交換資訊了，所以分片技術在2022年左右被V神的Danksharding方案取代了。
Layer1 總結
由於Layer1的擴容方案是直接針對以太坊的網路協議做出的升級或是改變，因此發展是相對緩慢的，尤其是因為有許多改動並不是社群所有開發者都認同的，但是基本上以太坊主網的網路協議仍然在持續緩慢地升級優化著。
側鏈－SideChains
講完Layer1，我們接下來要介紹的兩個概念；側鏈和Layer2都在以太坊主網之外的做出改動的擴容優化方案。
首先我們可以參照以太坊官網對於側鏈的解釋：側鏈是一個獨立的區塊鏈，而跟以太坊主網的連結是基於一個雙線的跨鏈橋，而且側鏈會具備獨立的共識演算法，這意味著安全性和去中心化等等和共識機制有關的特質都會由側鏈來負責。
更簡單的來說，由於以太坊主網的網路協議對於去中心化和安全性不得有任何一絲讓步，所以這些側鏈大多是犧牲掉一些安全性或是去中心化來換取更快更好的體驗。和Layer2最大最大的不同就是側鏈並不會把交易驗證和資料更改狀態等等驗證資料發回以太坊主網，所以側鏈沒辦法繼承以太坊的安全性。
以太坊側鏈都兼容EVM，不過擁有獨立的帳本模型和共識演算機制。
目前最有名的側鏈項目無發就是由Polygon所建構的以太坊側鏈，當然側鏈僅僅只是Polygon針對以太坊擴容方案的其中一項計畫，他們同時也在進行Layer2 Rollup和ZK技術的發展。
側鏈總結
可以想像側鏈的概念就很像是，以太坊是一間大公司，當業務行程已經滿檔之後，會把客戶介紹給其他的小EVM兼容公司，但因為畢竟是獨立的小公司，跟以太坊並沒有關係，所以以太坊也不保證作業質量，當然客戶也可以選擇不接受轉介就是了XD。
最後簡單針對側鏈解決方案的優缺點做一個總結。側鏈兼容EVM並且支持以太坊上的智能合約，同時也可以帶來更快的體驗和更高的TPS，同時成本較低。但缺點就是犧牲掉了安全性，當年由Axie Infinity所打造的以太坊側鏈Ronin更是被駭客盜走了差不多價值$600M的ETH，同時側鏈的去中心化程度可能也較低，這進一步導致了你在側鏈的交易隱私保護程度較低。
Layer2
最後要來了解Layer2的概念。Layer2的技術從過去的Chanel、Plasma到現在的Rollup，由於技術採用和棄用的過程有點枯燥艱澀，我們這裡直接介紹Layer2的現況。
許多人會分不太清楚Layer2和側鏈的差別，一言以蔽之就是Layer2繼承了以太坊的安全性和去中心化程度而側鏈沒有。
Layer2本身並不是一個具備獨立共識演算機制的鏈，Layer2的工作是在以太坊主鏈之外的地方處理並運算交易，等待處理完交易數據之後，再將交易數據分批傳送回以太坊主網驗證，而且依照目前的L2 Rollup技術，會先把這些要傳回以太坊主網驗證狀態的資料盡可能壓縮、降低主網的資料負荷之後才傳回驗證。
目前Rollup技術分為兩大派：Optmistic Rollup以及ZK-Rollup
source:Why is Rollup leading the Layer2 scaling solutions?
Optmistic Rollup
通過樂觀假設，假設所有驗證都是有效的，而後需要通過欺詐驗證期才能完成交易驗證。屬於較簡單、發展較快的Rollup技術。
目前佔據Layer2市場超過一半的TVL，包含Optimism和Arbitrum。
ZK-Rollup
較難的Rollup技術，透過ZK技術提供零知識證明，具有高度隱密性，發展較慢，但被視為是以太坊Layer2擴容方案的最終解決方案，目前努力發展的項目包含ZKsync、Polygon Zero等等。
Layer2總結
Layer2的概念就像是以太坊為了擴展版圖所設立的子公司，在大綱要上還是符合以太坊的作業流程，只是在處理業務上因應不同的子公司有各異的作業流程和方案，仍然享有以太坊的去中心化和安全性；而Rollup技術的實現以及持續改進無疑是對於以太坊擴展性上非常重要的改革！
