在深入解释layer2解决方案前，我们先来了解一下其背后的原理。
公链的基本力量在于加密经济共识。
通过仔细调整激励措施，并将其与软件和密码学结合，我们能够通过网络对系统内部达成共识。这也是中本聪白皮书中提到的重点，这点现在已经被应用到许多不同的公链中，包括
比特币和
以太坊。
加密经济共识给了我们一个确定性内核——除非发生像51%攻击这样极端事件，否则所有操作（包括支付，或者智能合约）都将按书写程序执行。
Layer2背后的原理是，我们可以将这个确定性内核作为一个锚——在此基础之上附加其他经济机制。Layer2可以将公有链的效用扩展到链外，让我们在链外互动成为可能，在需要的时候，这些互动仍然可以返回到主链。
这些layer都是建立在以太坊主链之上的，所以它并不能持续保证与链上操作同样的安全性。但是仍然可以确保它们是最终地、安全地、实用地——尤其是只需要牺牲一点操作权限，就可以提高运作效率，降低手续费用。
加密经济学的起源并不是中本聪的白皮书，但这同样不是终点——这是我们正在尝试应用的技术。不仅在核心协议的设计上，也体现在旨在扩展底层链功能的layer2的设计中。
通道状态特点和限制
状态通道（State channels）
状态通道指的是“链下”处理交易和其他操作的一种技术。然而，发生在状态通道内事物仍然保持着很高的安全性和终结性：如果出了什么问题，我们仍然可以选择回到链上交易。
很多读者对支付通道都很熟悉，这个同店已经出现了许多年，最近也在通过闪电网络（lightning network）在比特币上实施。状态通道是支付通道更为普遍的形式——它们不仅可以处理支付，也可以处理
区块链的“状态更新”——就像智能合约的更改。状态通道于2015年由Jeff Coleman率先提出。
通过一个案例我们可以更好理解状态通道的工作方法。这依然是一个概念性的解释，我们不会进入特定的技术细节。
比如说Alice和Bob正在玩三子棋游戏（tic tac toe），赢家可以获得1ETH作为奖励。最简单的办法，就是在以太坊上创建一个智能合约，将三子棋游戏的规则写入智能合约内，并追踪每一名玩家棋子的移动轨迹。每次玩家移动棋子时，就发送给合约一次。当一个玩家胜出时，合约将支付1ETH给胜出者。
这种做法虽然可行，但是弊端很明显，效率低、速度慢。整个以太坊网络都在为这个游戏运行，造成资源的浪费。玩家每移动一步棋，都要支付一笔费用，并且，他们还要等矿工完成验证，才能进行下一步。
这时候，我们就可以设计一个系统，让Alice和Bob的互动尽量在链下进行。Alice和Bob可以在链下更新状态，并在需要的时候，回到链上交易。我们把这种系统称之为“状态通道”。
首先，我们在以太坊主链上创建一种智能合约作为“法官”，并将游戏规则写入合约，并识别出Alice和Bob是本次游戏的两个玩家。再给这个合约设置1ETH的奖励。
随后，Alice和Bob开始互动。Alice开始走第一步，签名后发送给Bob，Bob也会签名，并将自己签名后的版本发回，自己保存一份副本。然后往复操作，每次他们都会更新自己的状态。每次互动都会包含一次“nonce”，以便于按时间给每次互动排序。
至此，所有操作都不是在链上发生。Alice和Bob只是在互联网中发生了交易，但是所有交易都可以上传至合约——换句话说，它们依然是有效的以太坊交易。你可以理解成，这两个人是在来回写着区块链认证的支票。事实上银行内并没有存款或者取款业务，但是每张支票都可以随时存入。
如果Alice和Bob的游戏结束，比如说Alice赢了，他们可以上传最终状态（交易清单）并关闭通道。这样，只用支付一次交易费用就可以了。合约可以确保“最终状态”有双方签名，并等待一段时间，以确保结果可靠，最后把1ETH的奖金支付给Alice。
为什么需要这个等待时间？
假设Bob上传的不是最终版本，而是他胜利那个版本。但是合约只会执行指令，无法知道哪一个是最终版本。这个时候，设置一段等待时间，可以让Alice提供证据证明自己提供的是最终版本。
Alice提交双方签名的交易副本，合约通过的nonce确定Alice提交的才是最终版本，驳回Bob的请求。
特点和限制
状态通道可以适用于很多应用程序，并对传统的链上操作进行了许多升级。但是，在引入状态通道之前，还必须考虑其他因素：
状态通道依赖可用性。如果Alice在过程中断网了（假设是由于Bob迫切想要获得奖金，而破坏了Alice家的网），那么她可能无法及时提交状态信息。但尽管如此，Alice可以付钱让其他人保存她的交易状态，并作为她的代表，维持数据的可用性。
如果用户要进行许多次状态更新，并且持续时间很长，那么这种状态通道就特别适合。因为虽然在创建状态通道时需要一笔费用，但是之后维护成本就会特别低。
状态通道适用于那些拥有固定用户的应用程序。因为合约必须知道通道内的所有实体（地址）。虽然可以对人员进行增加或者移除，但这都需要在合同上进行更改。
状态通道具有很强的隐私属性。因为所有操作都发生在“内部”通道中和参与者之间，而不会在链上公布，也不会记录在链。只有交易的开始和结束状态是公开的。
状态通道具有即时的终结性。也就是说，一旦双方对状态签名了，就可以认为是最终的。必要的话，也可以“强制”在链上执行。
在L4，我们正在构建一个Counterfactual：一个基于以太坊的状态通道框架。我们通用的、模块化的模板将允许开发人员在其应用程序中使用状态通道，不需要自己去研究状态通道。
另一个值得关注的状态通道项目是Raiden，该项目的目标是建立一个支付渠道，使用与闪电网络类似的模式。这意味着，不仅仅只能与特定人员开设通道，你还可以与一个较大的频道网络开设通道，使你可以与同一频道内的所有成员交易，并无需手续费。
除了Counterfactual，Raiden之外，还有几个基于以太坊的的应用程序。例如，Funfair为了它们的去中心化平台建立的状态通道（“Fate channels”），Spankchain为成年演员建立了单向支付通道（他们也为
ico创建状态通道），Horizon Gamesis为他们的第一款以太坊游戏创建了状态通道。
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