公链、侧链和Layer2是什么关系？五分钟看懂区块链扩容方案

公链是去中心化网络主干，处理速度受限；侧链通过双向锚定实现独立运行但安全性较低；Layer2采用状态通道或Rollup将交易移出主链，提升效率并继承主链安全。

公链、侧链与Layer2是区块链扩容的核心架构，它们通过不同方式提升交易效率。

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一、公链的基础作用

公链是去中心化网络的主干，所有交易默认在主链上执行。由于其共识机制和安全性设计，处理速度受限。以太坊每秒仅能处理约15笔交易，难以满足大规模应用需求。

1、用户将交易提交至主链节点。

2、矿工或验证者对交易进行打包确认。

3、区块写入分布式账本完成结算。

二、侧链的独立运行机制

侧链是与主链并行的独立区块链，通过双向锚定实现资产跨链转移。它拥有自己的共识规则和出块机制，不依赖主链验证。

1、用户将资产锁定在主链智能合约中。

2、跨链网关检测到锁定后，在侧链释放等量资产。

3、用户可在侧链进行高速低费交易。

4、退出时需在侧链销毁资产，主链解锁原始资产。

侧链安全性由自身共识保障，而非主链，因此风险高于Layer2方案。

三、Layer2的状态通道技术

状态通道通过将大量交易移出主链，在链下完成高频交互，仅将最终状态提交上链。适用于支付和游戏等场景。

1、参与者建立多签合约并存入资金作为抵押。

2、双方在本地签名交换更新状态，无需广播。

3、关闭通道时提交最新有效状态至主链结算。

整个过程仅两次上链操作：开启和关闭通道，极大降低主链负担。

四、Layer2的Rollup方案

Rollup将计算放在链下执行，但将交易数据压缩后发布到主链，确保可验证性。分为Optimistic和ZK两种类型。

1、用户向Layer2节点发送交易。

2、运营商批量打包交易并生成证明。

3、压缩后的数据连同证明上传主链合约。

4、主链根据规则验证并接受结果。

ZK-Rollup使用零知识证明即时验证，Optimistic则采用挑战期机制。

五、跨层通信的安全模型差异

不同扩展方案与主链的数据交互方式决定了其安全等级。主链始终负责最终裁决。

1、侧链仅同步资产状态，主链无法校验其内部逻辑。

2、Rollup定期向主链提交数据摘要。

3、主链保留审查权，允许任何第三方验证输入输出合法性。

Layer2继承主链安全性，而侧链需独立维护信任基础。

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