什麼是Layer 2擴充套件？
在區塊鏈和加密貨幣世界中，交易處理擴充套件是一個很難解決的問題。這受平均區塊建立時間，區塊大小限制以及確認交易所需的更新區塊數（確認時間）的限制。這些因素使得如果在主區塊鏈（鏈上）上進行交易，類似於萬事達卡或Visa的“場外交易”型別交易幾乎是不可能的。
讓我們假設區塊鏈和加密貨幣“佔領了世界”，並負責執行的所有全球非現金交易，即2014年至2015年的4331億。這意味著平均每秒13,734個事務（tx/s）！（總而言之，VisaNet目前每年處理1600億筆交易，每秒能夠處理超過65,000筆交易訊息。）這意味著，如果所有這些都是簡單的單輸入單交易， 輸出非現金交易並執行以下操作：
支援SegWit的比特幣“類”區塊鏈理論上可以處理約21.31tx/s，我們需要約644個並行版本，並且SegWit事務大小為190位元組，合併後的區塊鏈每天將增長約210GB！
以太坊“類”區塊鏈，並且考慮到當前的天然氣價格，以太坊理論上可以處理〜25.4tx/s，那麼將需要〜541個並行版本，並且交易大小為109位元組 ，則區塊鏈的總增長將達到每天約120GB！
這就是為什麼我們需要一個適當的擴充套件解決方案，不會使區塊鏈膨脹。
開放系統互連（OSI）模型為計算系統的通訊功能定義了七個層。第1層是指物理層，第2層是指資料鏈路層。第1層從不關心第2層及更高層的功能；它只是提供原始資料的傳輸和接收。反過來，第2層只知道第1層，並定義了提供節點到節點資料傳輸的協議。
類似於用於通訊的OSI層，在區塊鏈技術中，分散的第2層協議（通常也稱為第2層縮放）是指事務吞吐量縮放解決方案。分散的第2層協議在主區塊鏈（鏈外）之上執行，同時保留了主區塊鏈的屬性（例如加密經濟共識）。與每個事務不同，只有多個事務的結果嵌入到鏈中。
同時
每筆交易都需要世界上每個父區塊鏈節點進行驗證嗎？
如果我能讓他們立即生效，我願意為我的大多數日常交易提供（臨時的）較低的安全保證嗎？
如果您可以回答“否”和“是”，那麼您正在尋找第二層擴充套件解決方案。
這將如何適用於Tari？
Tari是一種高吞吐量協議，需要處理現實世界中的交易量。例如Big Neon是要在Tari區塊鏈之上構建的初始業務應用程式，需要在短時間內進行大量交易，尤其是在門票銷售開張以及在活動中兌換門票時。想象一下在比賽日有85,000個座位的體育場充滿72個入場佇列。序列化的現實世界掃描在四分鐘內分解為大約500張票或者每個佇列每秒大約允許兩個觀眾訪問。
這與父區塊鏈擴充套件解決方案是不可能的。
當前的二層擴充套件計劃
小額支付通道
小額支付通道是一類旨在允許使用者進行多個比特幣交易而無需將所有交易提交到比特幣區塊鏈的技術。在典型的支付渠道中，只有兩個交易被新增到區塊鏈中，但是參與者之間可以進行無限制或幾乎無限制的支付次數。
這些年來，已經提出或實施了幾種通道設計，包括：
Nakamoto高頻交易；
Spillman式付款渠道；
CLTV風格的支付渠道；
Poon-Dryja付款渠道；
Decker-Wattenhofer雙向支付渠道；
Decker-Russell-Osuntokun eltoo頻道；
雜湊時間鎖定合約（HTLC）；
特別關注雜湊時間鎖定合約：這項技術可以讓支付安全地透過多個支付通道進行路由。HTLCs是設計更先進的支付通道（如閃電網路使用的支付通道）不可或缺的一部分。
閃電網路是在區塊鏈之上執行的二層支付協議。它啟用參與節點之間的即時交易。閃電網路具有點對點系統，可透過雙向支付渠道網路進行數字加密貨幣的小額支付，而無需委託資金保管，並最大程度地減少了第三方的信任。
閃電網路的正常使用包括透過向相關區塊鏈進行資金交易來開啟支付通道。隨後進行任何數量的閃電交易，這些交易會更新通道資金的暫定分配，而無需廣播到區塊鏈；然後選擇透過廣播交易的最終版本來關閉支付通道，以分配通道的資金。
閃電網路遍佈整個加密貨幣領域。它最初是為比特幣設計的。然而萊特幣，Zcash，以太坊和瑞波幣只是計劃實施或測試某種形式的網路的眾多加密貨幣中的少數。
優點
小額支付渠道是提出的可擴充套件比特幣的領先解決方案之一，不需要更改底層協議。
交易會立即得到處理，節點的帳戶餘額會更新，新所有者可以立即使用這些資金。
交易費用只是交易成本的一小部分。
缺點
小額支付通道不適合進行大額支付，因為多通道支付網路中的中間節點可能沒有足夠的資金來轉移資金。
除非在交易時他們的節點已連線並線上，否則收件人無法收錢。
機遇
由於Tari的票務用例需要與許多方進行許多快速交易，而與單方卻沒有許多快速交易，因此機會比預期的要少。不可替代資產必須被“廣播”，但是狀態通道在兩方之間是隱私的。
狀態通道
狀態通道是小額支付通道較為普遍的形式。它們不僅可用於支付，還可用於區塊鏈上的任意“狀態更新”，如智慧合約內的更改。
狀態通道允許在鏈外協議內進行多個交易，處理速度非常快，並在鏈上進行最終結算。它們保留了區塊鏈協議的執行模式，但改變了使用方式，以應對可擴充套件性的挑戰。
狀態通道內的任何狀態更改都需要得到該狀態部分被指定為“感興趣”的所有各方的明確密碼同意。
雷電網路
使用狀態通道來研究狀態通道技術，定義協議並開發參考實現。
狀態通道可與任何ERC20相容的令牌一起使用。
雙方之間的狀態更新是透過數字簽名和雜湊鎖定的傳輸作為共識機制（稱為餘額證明）完成的，該機制也被超時保護，稱為餘額證明。這些可以隨時在以太坊區塊鏈上結算。雷電網路使用HTLC的方式與閃電網路完全相同。
Counterfactual（反事實）
使用狀態通道作為將本地狀態通道整合到基於以太坊的分散式應用程式的通用框架。
通用狀態通道通用框架是將狀態存放一次，然後由任何應用程式或一組應用程式使用的框架。
反事實例項化意味著例項化合約，而無需實際將其部署在鏈上。它是透過使使用者簽署並共享對多籤錢包的承諾來實現的。
例項化合約後，通道中的所有各方都將其視為已部署，即使尚未部署。
引入了全域性登錄檔。這是一個鏈上合約，它將任何反事實合約的唯一確定性地址對映到實際的鏈上部署地址。用於產生確定性地址的雜湊函式可以是考慮位元組碼，其所有者（即多籤錢包地址）和唯一識別符號的任何函式。
典型的反事實狀態通道由反事實例項化的物件組成。
Funfair
使用狀態通道作為分散的老虎機賭博平臺，但仍使用基於集中式伺服器的隨機數生成。
例項化玩家和賭場之間的常規“雷電”狀態通道（稱為命運通道）。博彩遊戲結束後，最終狀態將提交給區塊鏈。
研究使用閾值加密技術（例如Boneh-Lynn-Shacham（BLS）簽名方案）以使一組參與者能夠真正安全地生成隨機數。
Trinity
Trinity是基於NEP-5智慧合約的開源網路協議。
NEO的三位一體與以太坊的Raiden網路相同。
Trinity使用與Raiden網路相同的共識機制。
已經引入了新的令牌TNC來資助Trinity網路，但支援NEO，NEP-5和TNC令牌。
優點
允許付款和更改智慧合約。
狀態通道具有很強的隱私屬性。一切都在參與者之間的通道內部進行。
狀態通道具有即時確定性。雙方簽署狀態更新後，就可以視為最終狀態。
缺點
狀態頻道取決於可用性；雙方都必須線上。
機遇
由於Tari的票務用例需要與許多方進行許多快速交易，而與單方卻沒有許多快速交易，因此機會比預期的要少。不可替代資產必須被“廣播”，但是狀態通道在兩方之間是隱私的。
Off-chain Matching Engines（鏈下匹配引擎）
訂單在匹配的引擎中從鏈下匹配並在鏈上完成。這允許複雜的訂單，支援跨鏈轉移，並維護訂單的公共記錄以及行為的確定性說明。鏈外匹配引擎利用令牌表示智慧合約，將全球資產轉換為智慧合約令牌，反之亦然。
Neon Exchange (NEX)
NEX使用帶有令牌的NEO分散應用程式（dApp）。
計劃對NEO，ETH，NEP5和ERC20令牌提供初步支援。
計劃在NEX上交易BTC，LTC和RPX的跨鏈支援。
NEX鏈外匹配引擎將具有可伸縮性，分散式，容錯性並且可以連續執行而不會停機。
使用密碼簽名的請求可以達成共識；公開指定的確定性鏈外匹配引擎演算法；以及交易的公共分類帳和犯規行為的獎勵。交換智慧合約的交易方法將僅接受由匹配引擎持有的私鑰簽名的訂單。
匹配引擎匹配訂單，並將其提交給相應的區塊鏈智慧合約以執行。
NEO上的單個呼叫事務可以包含許多智慧合約呼叫。可以在一個鏈上交易中批次提交匹配的訂單。
0X
基於以太坊ERC20的智慧合約令牌（ZRX）。
提供開源協議，以dApp（Relayers）形式的鏈外匹配引擎在以太坊區塊鏈上交換符合ERC20的令牌，以促進創客與收單者之間的交易。
鏈下訂單中繼+鏈上結算。
創客選擇中繼器，指定令牌匯率，到期時間，滿足中繼器費用表的費用，並使用私鑰簽署訂單。
共識由公開可用的DEX智慧合約控制：地址，代幣餘額，代幣交換，費用，簽名，訂單狀態和最終轉移。
優點
效能{NEX，0x}：
鏈下請求/訂單；
鏈外匹配；
NEX特定：
批處理鏈上提交
跨鏈轉移；
支援本地貨幣；
公共JavaScript物件表示法（JSON）應用程式設計師介面（API）和Web擴充套件API，供第三方應用程式交易令牌；
開發環境-位於Erlang之上的Elixir，可啟用可擴充套件，分散式和容錯匹配引擎；
Cure53對Web擴充套件進行全面的安全稽覈，NEX令牌將被視為註冊的歐洲證券。
0X特定：
開源協議，可建立獨立的鏈下dApp匹配引擎（Relayers）；
完全透明的訂單匹配，無單點控制：
只有遵守費用表，創客的訂單才會進入中繼器的訂單簿；
交換隻能在接受方願意接受的情況下發生；
由公開可用的DEX智慧合約管理的協商一致和解決方案；
缺點
NEX特定：
與傳統交換類似，需要一定程度的信任；
封閉的流動資金池；
特定於0x：
將需要一個受信任的令牌註冊中心來驗證ERC20令牌地址和匯率；
前期交易和可能發生的交易衝突，需要更多的開發；
批處理能力未知；
機遇
匹配引擎通常會為Tari提供機會；具體方案有待進一步研究。
Masternodes（主節點）
主節點是分散網路上的伺服器。它被用來以普通採礦節點無法完成的方式（例如直接傳送，即時交易和私人交易等功能。由於其功能增強，主節點通常需要投入資金才能執行。主節點運營商受到激勵，並透過以他們所促進的加密貨幣賺取部分塊獎勵來獲得獎勵。主節點將獲得其抵押的標準回報，但也有權獲得部分交易費用，從而獲得更大的投資回報（ROI）。
Dash是第一個在其協議中實現masternode模型的加密貨幣。在Dash所謂的服務證明演算法下，主節點的第二層網路與礦工的第一層網路並存，以在區塊鏈上達成分散式共識。這個兩層系統確保服務證明和工作證明執行Dash網路的共生維護。Dash主節點還啟用了分散式治理系統，該系統允許節點運營商對區塊鏈內的重要發展進行投票。Dash的主節點需要1000 DASH的抵押。達世幣（Dash）和礦工各有45％的區塊獎勵。其餘10％用於區塊鏈的基金。運營商負責就如何分配這些資金以改善網路的提議進行投票。
Dash確定性排序。一種特殊的確定性演算法用於建立主節點的偽隨機排序。透過為每個區塊使用來自工作量證明的雜湊，挖掘網路將提供此功能的安全性。
Dash無信任Quorum。Dash主節點網路是不信任的，沒有哪個實體可以控制結果。從總池中選擇了N個偽隨機主節點（仲裁A）作為對被選擇執行實際任務的N個偽隨機主節點（仲裁B）的預言。數學上，Quorum A節點是最接近當前區塊雜湊的節點，而Quorum B節點是最遠的節點。對於區塊鏈中的每個新區塊重複此過程。
Dash服務證明。壞角色也可以執行主節點。為了減少不良行為的可能性，節點必須對網路的其餘部分執行ping操作，以確保它們保持活動狀態。所有主節點驗證都是透過Quorum系統由主節點網路本身隨機完成的。每個區塊大約驗證了1％的網路。這導致整個主節點網路每天大約被驗證六次。連續六次違反會導致主節點停用。
優點
Masternodes:
有助於維持和保護生態系統，保護區塊鏈免受網路攻擊；
可以透過有權拒絕或孤立塊（如果需要）來執行礦工的分散治理；
可以透過監督交易和提供法定貨幣閘道器來支援去中心化交易所；
可用於促進智慧合約，例如即時交易，匿名交易和去中心化付款處理器；
可以促進去中心化市場，例如與eBay等同行運營的商務站點的區塊鏈等效；
補償工作量證明的侷限性-避免採礦集中化並消耗較少的能量；
承諾提高穩定性和網路忠誠度，因為較大的股息和較高的初始投資成本使運營商放棄其在網路中的地位的可能性降低；
缺點
維護主節點可能是一個漫長而艱鉅的過程；
投資回報率無法保證且不一致。在某些應用中，主節點只有在挖出一個區塊並且被隨機選擇領取報酬的情況下才能獲得獎勵；
通常主節點的IP地址是公開的，因此容易受到攻擊；
機遇
主節點沒有特定的標準或協議；存在許多不同的實現。如果Tari協議使用Masternodes，則可以使用它們來促進脫鏈智慧合約並增強主區塊鏈的安全性。
主節點增加了人們參與Tari的動機。
Plasma
Plasma區塊鏈是區塊鏈中的一個鏈，狀態轉換由根鏈上提交的繫結（退出時間）欺詐證明（塊頭雜湊）強制執行。Plasma允許管理分層區塊鏈，而無需根區塊鏈上的分類賬的完整持久記錄，也無需向任何第三方提供託管信任。欺詐證明執行了一個互動式的快速資金提取協議，以防惡意行為（如區塊扣繳），以及在下層的不良行為者希望將區塊提交到根鏈而不將其廣播到上層的情況下。
Plasma是用於激勵和強制執行智慧合約的框架，可擴充套件到每秒大量的狀態更新，從而使根區塊鏈能夠代表大量的dApp，每個dApp均以樹格式使用其自己的區塊鏈。
Plasma依賴於兩個關鍵部分，即將所有區塊鏈計算重新構造為一組MapReduce函式，以及在現有區塊鏈（在鏈上智慧合約中強制實施）之上進行股權證明（PoS）令牌繫結的可選方法。Nakamoto共識獎勵措施不鼓勵區塊扣繳或其他拜占庭行為。如果一條鏈是拜占庭鏈，它可以選擇前往其任何父鏈（包括根區塊鏈）以當前的提交狀態繼續操作或退出。
MapReduce是用於處理和生成大型資料集的程式設計模型和相關的實現。使用者指定一個處理鍵/值對以生成一組中間鍵/值對的對映函式，以及一個歸約函式，該歸約函式合併與同一中間鍵關聯的所有中間值。Plasma的map reduce包括在map階段作為輸入對資料進行計算的承諾，並且在返回結果時包括reduce步驟中狀態轉移的merklee證明。
Loom Network使用委託權益證明（DPoS）共識和驗證，實現了在以太坊之上執行的可擴充套件的特定於應用的側鏈（DAppChains）。
OMG Network（OmiseGO），使用PoS共識和驗證，一個執行在以太坊之上的Plasma區塊鏈金融擴充套件解決方案。
優點
並非所有參與者都需要聯機才能更新狀態。
參與者不需要父區塊鏈上的條目記錄就可以參與Plasma區塊鏈。
以樹格式構建Plasma區塊鏈時，在父區塊鏈上確認交易所需的資料最少。
私有區塊鏈網路可以透過根區塊鏈來構建和實施。交易可能發生在本地私有區塊鏈上，並由公共父區塊鏈進行金融活動。
犯規時的快速退出策略。
機遇
有機會將Tari用作2層擴充套件解決方案。
是否可以建立執行Monero的Tari票務Plasma的dAppChain，而無需建立特定於Tari的根區塊鏈？注意：這將使Tari區塊鏈依賴於另一個區塊鏈。
Loom Network的軟體開發套件（SDK）使任何人建立新的Plasma區塊鏈都非常容易。在不到一年的時間內，成功推出了許多成功的dAppChains。
TrueBit
TrueBit是一種協議，可透過使無信任智慧合約執行和解除安裝複雜計算來提供安全性和可伸縮性。這使其不同於狀態通道和Plasma，後者對於提高以太坊區塊鏈的總交易吞吐量更為有用。TrueBit依賴於求解器（類似於礦工），他們必須將其押金押入智慧合約，求解計算並在正確的情況下將其押金取回。如果計算不正確，則求解器會損失其存款。TrueBit使用一種稱為“驗證博弈”的經濟機制，在該機制中，在這種機制中，為其他方（稱為挑戰者）建立一個激勵機制，來檢查求解者的工作。
Golem引用TrueBit作為其即將推出的影片流平臺外包計算網路LivePeer的驗證機制。
優點
外包計算-世界上任何人都可以釋出一個計算任務，其他任何人都可以獲得完成任務的獎勵。
可伸縮-透過將礦工的驗證分離到一個單獨的協議中，TrueBit可以在不面臨驗證者困境的情況下實現高事務吞吐量。
缺點
在撰寫本文是，TrueBit還在開發中。
機遇
目前什麼都沒有，因為Tari不會做繁重/複雜的計算，至少短期內不會。
TumbleBit
TumbleBit協議是在波士頓大學發明的。這是一個單向，不可連結的支付中心，與比特幣協議完全相容。TumbleBit允許各方透過稱為Tumbler的不受信任的中介機構進行快速，匿名的鏈下付款。在TumbleBit內（即重要的時間段）內，沒有人，甚至是Tumbler，都無法說出哪個付款人向哪個收款人付款。
支援兩種操作模式：
經典的混合/翻滾/洗滌模式；
成熟的支付中心模式；
TumbleBit由兩個交錯的公平交換協議組成，它們依賴於Rivest-Shamir-Adleman（RSA）密碼系統的盲特性，以防止使用者或Tumbler的不良行為，並確保匿名性。這些協議是：
RSA-Puzzle-Solver Protocol;
Puzzle-Promise Protocol；
TumbleBit還支援透過Tor進行匿名處理，以確保Tumbler伺服器可以作為隱藏服務執行。
TumbleBit將鏈外密碼計算與標準鏈上比特幣指令碼功能相結合，以實現不依賴隔離見證的智慧合約。這裡使用的最重要的比特幣功能包括雜湊條件、簽名條件、條件執行、2/2多重簽名和時間鎖定。
波士頓大學在白皮書中提供了概念驗證和參考實施。NTumbleBit正在開發為TumbleBit協議的C＃生產實現，在撰寫本文時（2018年7月），Stratis與其Breeze實現一起在TestNet的alpha/實驗發行版中對其進行了部署。
NTumbleBit將成為TumbleBit付款方案的跨平臺框架，伺服器和客戶端。TumbleBit分為兩種模式即翻轉模式和支付中心模式。翻轉模式提高了交易的可替代性，並提供了無風險的不可連結交易。支付中心模式是一種無需進行隔離見證（Segwit）或閃電網路等實現即可進行鏈下支付的方式。
優點
匿名屬性。TumbleBit提供了不可連結性，而無需信任Tumbler服務，即不受信任的中介。
拒絕服務（DoS）和Sybil保護。“ TumbleBit使用交易費用抵制DoS和Sybil攻擊。”
餘額。“即使當事各方串通，也不應利用該系統來印鈔或偷錢。”
比特幣相容性。TumbleBit與比特幣協議完全相容。
可擴充套件性。每個TumbleBit使用者只需要與Tumbler和相應的交易方進行互動；所有TumbleBit使用者之間缺乏協調，使得翻轉模式可擴充套件性成為可能。
批次處理。TumbleBit在支付中心模式下支援一對一，多對一，一對多和多對多交易。- 主節點相容性。TumbleBit協議可以在主節點中完全實現為服務。“ Breeze錢包現在完全能夠透過安全連線為比特幣交易提供增強的隱私。利用透過安全，不信任的序號產生器制在網路上進行預註冊的Breeze伺服器，該機制可抵抗操縱和審查。”
即生產。NTumbleBit和Breeze實現已獲得TestNet的地位。
缺點
隱私未經100％證明。與付款人相比，收款人具有更好的隱私權，並且從理論上講，涉及收款人和Tumbler 的勾結可以發現付款人的身份。
Tumbler服務不是分散式。如果Tumbler伺服器發生故障，需要做更多的工作來確保持久的事務狀態。
必須使用相同的面額。TumbleBit協議只能支援公共分母單位值。
機遇
TumbleBit作為具有可靠隱私功能的不受信任的Masternode匹配/批處理引擎，對於Tari來說是有好處的。
