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把更多功能整合進(jìn)基礎(chǔ)層區(qū)塊鏈（即所謂的”Layer-1“），還是放到區(qū)塊鏈之上的協(xié)議中（即所謂的”Layer-2“）使得創(chuàng)建和改進(jìn)的工作無需動搖鏈本身，這是區(qū)塊鏈設(shè)計中權(quán)衡考量的重點。迄今為止，這種權(quán)衡在擴展方面的辯論中表現(xiàn)得最為明顯，一派支持增加區(qū)塊大小（以及分片），而另一派支持 Plasma 以及狀態(tài)通道一類的 Layer-2 解決方案；從某種程度上來說，區(qū)塊鏈治理也是如此，關(guān)于如何恢復(fù)損失/失竊資產(chǎn)的問題，一派主張使用the DAO 硬分叉及其普遍化方案如 EIP 867 ，而另一派傾向于 可撤回 ETH（Reversible Ether，RETH）這樣的 Layer-2 方案。那么哪一種方案更勝一籌呢？那些了解我的人，或者視我為無原則中間派的人，都知道我肯定會說，“兩相結(jié)合吧”。然而，從長期來看（in the long term），我確實認(rèn)為，隨著區(qū)塊鏈變得越來越成熟， Layer-1 必將變得更穩(wěn)定，而 Layer-2 將承擔(dān)起越來越多持續(xù)創(chuàng)新、迎接挑戰(zhàn)的重任。

個中因由說起來還真不少。第一個原因是，在 Layer-1 上尋求解決方案要求在基礎(chǔ)層上進(jìn)行持續(xù)的協(xié)議變更，而基礎(chǔ)層變更需要治理，而迄今為止尚未得到證明的是：在長期中，高度“活躍”的區(qū)塊鏈治理可以持續(xù)進(jìn)行且不會導(dǎo)致政治上的不確定性并塌縮為中心化。

要在別的領(lǐng)域找一個例子的話，考慮 Moxie Marlinspike 的文章 為 Signal 的中心化及非聯(lián)合性質(zhì)辯護(hù)。一個公司，居然聲稱自己有權(quán)利為自己的關(guān)鍵業(yè)務(wù)控制一個自己生長于斯的生態(tài)系統(tǒng)；我們當(dāng)然應(yīng)該帶著懷疑主義的眼光來看待這份文件，但我們還是可以從這些爭論中受益。引用一些段落：

早期，我們對 Signal 做過最有爭議的事情，就是將它開發(fā)為一個非聯(lián)合服務(wù)（unfederated service）。我們開發(fā)的任何協(xié)議都不需要中心化；開發(fā)一個聯(lián)合性質(zhì)的基于 Signal 協(xié)議的消息服務(wù)是完全有可能的，但我再也相信，開發(fā)一個競爭性的聯(lián)合消息服務(wù)是有可能的了。

以及：

他們的反駁是，“這很蠢哎，如果沒有由第三方定義的互操作性協(xié)議，互聯(lián)網(wǎng)又能走多遠(yuǎn)呢？”我想過了。有了 IP 的第一個生產(chǎn)版本之后，我們一直在嘗試切換到 IP 的第二個生產(chǎn)版本，然而二十年來收效甚微；在 1997 年我們有了 HTTP 1.1 版，然后就被困在那里直到現(xiàn)在；類似的，SMTP、IRC、DNS、XMPP，無一例外都凍結(jié)在 90 年代后期。這就是我的回答，這就是互聯(lián)網(wǎng)走了有多遠(yuǎn)：90 年代末，沒更多了。

雖然這已經(jīng)將我們帶出好遠(yuǎn)，但不可否認(rèn)的是，一旦你將協(xié)議聯(lián)合化，就很難再做變更。而現(xiàn)在，在應(yīng)用層，靜止不變的東西不能很好地適應(yīng)這個生態(tài)系統(tǒng)不斷變化的世界……只要聯(lián)合意味著靜止而中心化意味著變化，聯(lián)合的協(xié)議就會變成需要變化的軟件客戶端中存在的麻煩，就像當(dāng)前的情形一樣。

在這個時間點以及中期來看，很明顯的是：去中心化應(yīng)用平臺、加密貨幣支付手段、身份系統(tǒng)、聲譽系統(tǒng)、去中心化交易所機制、拍賣、隱私保護(hù)方案、支持隱私保護(hù)的編程語言，以及絕大多數(shù)可以在區(qū)塊鏈上做的有趣東西，都是重要且會持續(xù)創(chuàng)新的領(lǐng)域。去中心化應(yīng)用平臺通常需要不斷減少確認(rèn)時間；支付手段也需要快速確認(rèn)、低手續(xù)費、隱私保護(hù)以及其它內(nèi)置的功能；交易所會以不同的規(guī)模出現(xiàn)在很多領(lǐng)域，包括鏈上自動做市商、高頻分批拍賣、組合拍賣等等。因此，將這些功能“整合”進(jìn)基礎(chǔ)層區(qū)塊鏈?zhǔn)莻€壞主意，因為它會產(chǎn)生很高的治理成本，平臺要不斷地爭論、實現(xiàn)以及協(xié)調(diào)新近發(fā)現(xiàn)的技術(shù)進(jìn)展。因為同樣的理由，聯(lián)合性的消息服務(wù)很難在不重新中心化的情況下起步，區(qū)塊鏈也需要在 適應(yīng)性活躍治理（并承擔(dān)風(fēng)險） 與 落后于新出現(xiàn)的替代方案之間作出選擇。

即便以太坊有限程度的應(yīng)用定制功能和預(yù)編譯，也已經(jīng)看到了苗頭。不到一年以前，以太坊部署了拜占庭硬分叉，引入了促進(jìn)橢圓曲線運算 的操作，這些運算是環(huán)簽名、ZK-SNARK 以及其它應(yīng)用為使用 alt-bn128 曲線所必需的。現(xiàn)在，Zcash 和其它區(qū)塊鏈都正在向 BLS-12-381 轉(zhuǎn)化，而以太坊需要再次分叉才能跟上。部分是為了避免在未來遇上類似的問題，以太坊社區(qū)正在著手將 EVM 升級為 E-WASM，一種更高效率的虛擬機，使得我們可以大幅減少包含應(yīng)用定制型預(yù)編譯的需要。

不過，除了上述基于預(yù)期技術(shù)發(fā)展速度的考慮，還有另一種偏愛 Layer-2 解決方案的主張：有時候會存在不可避免、但又沒有全局最優(yōu)解決方案的權(quán)衡。在以太坊 1.0 類型的區(qū)塊鏈中，這一點并不那么明顯，因為存在普遍有效的確定模式（例如，以太坊的基于賬戶的模式）。但是，在分片的區(qū)塊鏈中就會突然出現(xiàn)一個在當(dāng)前的以太坊上還不存在的問題：如何跨分片交易？也就是說，假設(shè)區(qū)塊鏈狀態(tài)被劃分為 A 和 B，很少甚至沒有節(jié)點同時處理 A 和 B，那么系統(tǒng)該如何處理會同時影響 A 和 B 的交易呢？

現(xiàn)有的答案中包括異步的跨分片交易，這對轉(zhuǎn)移資產(chǎn)以及一些應(yīng)用來說就足夠了，但對很多其它應(yīng)用來說卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。同步操作（例如：解決火車與旅館問題）可以綁定到 跨分片 yanking，不過這就要用上多輪的跨分片交互，會產(chǎn)生很高的延遲。我們也可以用同步執(zhí)行模式來解決這個問題，但會伴隨著下列權(quán)衡：

• 系統(tǒng)在單個區(qū)塊中為同一個賬戶處理的交易不能超過 1 筆

• 交易必需提前聲明它會影響到的分片合地址

• 如果交易只被它所影響的部分分片所接受，交易失敗的風(fēng)險會很高（而且依然需要支付手續(xù)費！）

看起來，很有可能可以開發(fā)出一個更好的方案，但會更加復(fù)雜，而且很可能會遇上現(xiàn)有方案所沒有的限制。我們已經(jīng)知道完美是不可能的了；至少， 應(yīng)用和某些類型的交互通過并行化來提高每秒吞吐量的前景，受到了Amdahl’s law 嚴(yán)格的限制。

那么，我們?nèi)绾蝿?chuàng)建一個可以讓方案得到測試和部署的環(huán)境呢？Justin Drake 的想法提供了一個答案： Layer-2 執(zhí)行引擎。 用戶可以發(fā)送資產(chǎn)到一個“橋接合約（Bridge Contract）”，這個合約會（使用像 交互驗證和 ZK-SNARKs 這樣間接的技術(shù)）計算一套替代性共識規(guī)則的狀態(tài)根（把它想成等價于 Layer-2 的“元協(xié)議” 如 Mastercoin/OMNI 以及比特幣區(qū)塊鏈上的 Counterparty，就除了因為這是個橋接合約，這些協(xié)議能處理由底層協(xié)議定義的“基礎(chǔ)賬本”上的資產(chǎn)），并且這個合約還能處理退出，當(dāng)且僅當(dāng)該替代性規(guī)則集產(chǎn)生了一個退出請求。

注意，任何人都可以在任何時候創(chuàng)建一個 Layer-2 執(zhí)行引擎，不同的用戶可以使用不同的執(zhí)行引擎，而且用戶也可以快速切換執(zhí)行引擎或回到基礎(chǔ)層。基礎(chǔ)區(qū)塊鏈不再需要顧慮于智能合約執(zhí)行的效率；它只需要變成一個數(shù)據(jù)供給層，附帶準(zhǔn)圖靈完備的執(zhí)行規(guī)則，使得所有 Layer-2 橋接合約都可以建構(gòu)在上面，并且支持在分片間傳輸狀態(tài)的基本操作（實際上，只有同質(zhì) ETH 的跨分片轉(zhuǎn)賬是充分的，但只消少許功夫就可以支持跨分片調(diào)用，所以我們沒準(zhǔn)可以很好地支持這些操作），但不需要更加復(fù)雜的東西。同樣需要指出的是： Layer-2 執(zhí)行引擎也可以有與 Layer-1 不同的狀態(tài)管理規(guī)則，例如：沒有存儲租金；所有東西都可能丟失，因為保證這些東西的持續(xù)是特定執(zhí)行引擎的用戶的責(zé)任，如果用戶們失敗了，結(jié)果就只能保存在特定執(zhí)行引擎的用戶之間（譯者注：此處的意思疑為“保證注入 Layer-2 的資產(chǎn)可以退出到 Layer-1 是用戶而非底層的責(zé)任，如果使用 Layer-2 的用戶做不到，這些資產(chǎn)及其計算結(jié)果就只能保存在用戶之間，而回不到 Layer-1”）。

從長期來看， Layer-1 不會在所有技術(shù)改進(jìn)上積極地競爭；它只會提供穩(wěn)定的平臺，使得 Layer-2 的創(chuàng)新能夠發(fā)生。這是否意味著，比如說，分片是個壞主意，我們應(yīng)該保證區(qū)塊鏈的規(guī)模和狀態(tài)足夠小，使得用了 10 年的老爺計算機，都可以處理每一個人的交易？當(dāng)然不是！即便執(zhí)行引擎或部分或全部轉(zhuǎn)移到 Layer-2 上，對數(shù)據(jù)排序（ordering）和可用性（usability）的共識仍然是一個高度可普遍化且必需的功能；想知道如果沒有 Layer-1 數(shù)據(jù)可用性共識時 Layer-2 執(zhí)行引擎有多難弄，舉例而言，請看 Plasma 研究中遇到的 困難，以及，Plasma 自然擴展成完全通用的區(qū)塊鏈的困難（編者注：中譯本見文末超鏈接《為什么在 Plasma 上難以運行 EVM》）。并且，如果人們想要每秒輸入 100 兆字節(jié)到一個系統(tǒng)中，出于可用性共識的目標(biāo)，我們就需要每秒能處理 100 兆字節(jié)的數(shù)據(jù)可用性共識算法。

此外， Layer-1 始終可以在減少延遲（Latency）上做改進(jìn)；如果 Layer-1 很慢，實現(xiàn)極低延遲的唯一策略就是狀態(tài)通道（編者注：中譯本見文末《廣義以太坊狀態(tài)通道》），但它有較高的資本要求并且難以普遍化。狀態(tài)通道在延遲上永遠(yuǎn)完勝 Layer-1 區(qū)塊鏈，因為狀態(tài)通道只需要一條網(wǎng)絡(luò)消息，但在那些狀態(tài)通道不能完美勝任的場景中， Layer-1 區(qū)塊鏈仍有潛力可以挖掘。

因此，另一個極端立場，即“區(qū)塊鏈基礎(chǔ)層可以真正絕對地最小化、既不必白費心機處理準(zhǔn)圖靈完備的執(zhí)行引擎、也不必糾結(jié)于超越單點處理能力的可擴展性”，同樣明顯是錯誤的。為使得基礎(chǔ)層強大到足以支持我們在上面開發(fā)應(yīng)用，我們就必須有一定程度的復(fù)雜性，而當(dāng)前我們連這種最低程度的復(fù)雜性也還沒有達(dá)到。我們也需要額外的復(fù)雜性，但我們應(yīng)謹(jǐn)慎選擇以確保這些復(fù)雜性在最大程度上是通用的，而不是以那些兩年內(nèi)就會因為人們失去興趣或更好的替代品出現(xiàn)而過氣的特定應(yīng)用或技術(shù)為目標(biāo)。

雖然在未來，基礎(chǔ)層仍需不斷更新，尤其是當(dāng)新技術(shù)（例如：高度成熟的 STARK）使我們能夠?qū)崿F(xiàn)比以往更強大的性能時，今天的開發(fā)者還是可以致力于讓基礎(chǔ)層平臺對這些潛在的提升保持最大限度的前向兼容（forward-compatible）。所以，在 Layer-1 升級和 Layer-2 升級之間保持一定的平衡以持續(xù)提升可擴展性、隱私性和多功能性，看起來仍然是對的；即便 Layer-2 將隨時間推移承擔(dān)起越來越大的創(chuàng)新責(zé)任。

2018.08.29 更新：Justin Drake 向我指出了另一個某些新功能最好在 Layer-1 上實現(xiàn)的理由：那些功能是公共品（Public Good），所以沒法高效或可靠地從功能專項使用費中得到投資，因此最好的方式是通過發(fā)放補貼或消耗的交易手續(xù)費中支付。一個可能的例子是安全的隨機數(shù)生成器。