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以太坊作为全球第二大公链，其强大的可编程性吸引了海量开发者和用户，随着生态的爆发，网络拥堵、交易费用高昂等问题也日益凸显，为了解决这些“可扩展性三难困境”（去中心化、安全、可扩展），以太坊社区将未来押注在了二层网络（Layer 2, L2）上。
L2 架构并非凭空想象，它建立在严谨的密码学和经济模型之上，为了帮助大家更直观、更深入地理解这些复杂的扩容方案，我们精心整理了这份以太坊二层架构图片大全，通过这些视觉化的图表，你将清晰地看到不同 L2 方案如何与以太坊主网（Layer 1, L1）互动,以及它们各自的核心技术原理。
核心基础：L2 与 L1 的关系
任何 L2 方案的起点，都是建立在与以太坊主网信任之上的，这张图展示了最基础的关系模型：L2 作为 L1 的“数据可用性层”和“最终结算层”。
图解：
- 用户/应用：在 L2 上进行交易,享受低费用和高速。
- L2 区块链：处理大量交易,形成自己的区块。
- 交易数据提交：L2 将所有交易的数据（calldata）批量提交到 L1，这是 L2 安全性的基石，因为 L1 保证了这些数据不会被篡改。
- 欺诈证明/有效性证明：这是 L2 的核心技术，它确保 L2 提交的数据是合法的，如果有人提交了欺诈数据，可以通过“欺诈证明”机制在 L1 上裁决；而“有效性证明”则通过数学方式直接证明数据的合法性。
- 以太坊主网 (L1)：作为最终的仲裁者和数据备份,确保整个系统的安全与去中心化。
主流 L2 架构分类图
L2 主要分为两大技术流派：Rollups（rollup，汇总）和 侧链（Sidechains），Rollups 是目前社区最主流、最被看好的方向。
Rollups 架构汇总图
图解： 这张图清晰地展示了 Rollups 如何将多个 L2 交易“打包”成一个交易，然后提交到 L1。
- 交易打包：用户在 L2 上发起交易，这些交易被 L2 的排序器收集并打包进一个批次。
- 状态根提交：L2 计算出当前状态的“根”（一个唯一的哈希值），并将其提交到 L1，这就像给整个 L2 的账本拍了一张“快照”，L1 可以验证这个快照的真伪。
- 两大分支：Rollups 内部又分为两大技术路径,下面将详细介绍。
侧链 架构图
图解： 侧链与 Rollups 的根本不同在于它拥有独立的共识机制。
- 双向桥接：用户通过“桥接”将资产从 L1 转移到侧链，在侧链上使用，再通过桥接转回 L1。
- 独立验证：侧链有自己的验证者（如 PoW 或 PoS 节点），不依赖 L1 来验证交易，这带来了更快的速度，但也牺牲了一部分安全性,因为侧链的安全性独立于以太坊主网。
Rollups 两大分支详解图
Optimistic Rollups（乐观汇总）架构图
图解： Optimistic Rollups 的核心思想是“先假设你提交的数据是诚实的，直到有人提出异议”。
- 快速交易：交易在 L2 上被快速确认,用户无需等待。
- 欺诈证明：在提交数据后的“挑战期”（7 天）内，任何人都可以检查数据，如果发现欺诈交易（一笔无效的花销），就可以提交“欺诈证明”到 L1，L1 的合约会执行裁决，惩罚作恶者,并回滚状态。
- 代表方案：Arbitrum, Optimism。
ZK-Rollups（零知识汇总）架构图
图解： ZK-Rollups 的技术更为先进，它通过零知识证明，直接向 L1 证明“我提交的交易是合法的，无需你检查细节”。
- 数学证明：L2 的排序器生成一个加密证明（称为 SNARK 或 STARK），证明一个批次内的所有交易都遵循了 L1 的规则。
- 即时最终性：一旦这个证明被 L1 验证通过，交易就获得了以太坊主网级别的最终性，无需等待期,这带来了极高的安全性和速度。
- 代表方案：StarkNet, zkSync, zkEVM (Polygon, Scroll 等)。
生态明星项目架构图览
为了让你对具体项目有更感性的认识,这里列出几个头部项目的简化架构示意图。
Arbitrum 架构图 (Nitro 版本)
图解： Arbitrum 的 Nitro 版本是其性能飞跃的关键，它通过一系列优化技术（如内置排序器、优化的虚拟机等），极大地提升了吞吐量和降低了成本，同时保持了与以太坊 EVM 的完全兼容性。
zkSync 架构图 (基于 ZK-Rollup)
图解： zkSync 是 ZK-Rollup 的先驱之一，其架构图展示了它如何利用 zkEVM 技术，让开发者可以几乎无修改地将以太坊应用迁移到 L2,同时享受零知识证明带来的高安全性和低费用。
StarkNet 架构图 (基于 ZK-Rollup)
图解： StarkNet 采用 Cairo 语言编写智能合约，其核心是 STARK 证明，它的架构设计更加模块化和通用，强调可扩展性和对复杂应用的强大支持，是一个为未来而生的 ZK-Rollup 平台。
总结与展望
这份以太坊二层架构图片大全，从宏观到微观，从理论到实践，为你描绘了一幅清晰的 L2 生态蓝图。
- Rollups 是未来：无论是 Optimistic 还是 ZK-Rollups，它们都通过将计算和状态移至 L2，仅在 L1 上存储数据和最终结算，完美地平衡了安全、去中心化和可扩展性。
- ZK vs. Optimistic：两者各有优劣，Optimistic Rollups 技术成熟，EVM 兼容性好；ZK-Rollups 安全性更高，最终性更快，但技术门槛更高，两者将长期共存,共同构建以太坊的扩容版图。
- L2 是以太坊的“高速公路”：随着这些 L2 方案的成熟和普及，以太坊将不再是一条拥堵的城市主干道，而是一个连接着无数条高速路的庞大交通网络,能够承载未来万亿美元级别的数字经济。
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