科普：在 Layer-2 和 Layer-1 上異曲同工的技術_LAYER

編者按：本文來自以太坊愛好者，作者：Vitalik，翻譯&校對:haiki&阿劍，Odaily星球日報經授權轉載。在許多情況下，為了提升可擴展性而提議的Layer-1改進方案和Layer-2改進方案，其實都在做相同的事。這篇帖子將通過一些例子和直覺知識來考慮這些案例。無狀態客戶端

請參閱TheStatelessClientConcept了解無狀態客戶端的背景知識。概括一下，無狀態客戶端的工作方式是：讓全節點僅存儲狀態的根哈希值，使用與區塊一起發送的默克爾分支，來證明狀態讀寫已經正確地執行了。但是無狀態客戶端可以有兩種實現方式，一種是對區塊鏈協議的修改），或者是對特定合約做點改變，用代碼來保證合約只有一個哈希值作為其狀態，任何對狀態的改變都需要有默克爾證據。值得注意的是，在這兩種情況下，用來改進可擴展性的行為都是一樣的，只是實現不同，一個是對區塊鏈全節點行為的改變，一個是作為可選的應用層改變。錯誤性證明

TRON數字錢包科普資料《波場錢包的現在過去與未來》已上線:據最新消息顯示，由TokenPocket聯合波場TRON官方，以及 TokenPocket 社區志愿者共同撰寫的《波場錢包的現在過去與未來》已正式上線。《波場錢包的現在過去與未來》又稱為波場錢包小白書，詳細介紹了當前TRON錢包與TRON生態密切結合的實例，是目前市面上最為詳細的TRON數字錢包科普資料。波場錢包作為波場公鏈生態中極為重要的入口，是波場生態的重要構成要素。波場錢包從一開始只提供權限管理、轉賬收款、節點投票等基礎功能，到如今不僅可以為用戶提供法幣交易、閃兌和去中心化交易所等方便快捷的交易服務，還能讓用戶直接在錢包上體驗波場上DApp，挖礦、DeFi、Staking等資產增值服務。詳情見原文鏈接。[2020/8/20]

Optimisticrollup的工作方式是：讓系統存儲一系列的歷史狀態根；添加了一個新的狀態的一段時間后才將新狀態最終敲定。當一個新的、包含一些交易的“包”被提交至rollup合約，交易不會在鏈上被驗證；相反，只是把狀態根添加到列表中。然而，如果外部觀察者發現有的包是無效的，他們可以提交一個挑戰。當且僅當如此，包才會在鏈上實際執行；如果包被證明是無效的，那么這個包及其后面的狀態都會回滾。上述模式即是所謂的“錯誤性證明”。錯誤性證明的工作方式是：默認情況下，客戶端不驗證狀態，而是去接受區塊；只有當客戶端收到網絡中的消息，其中包含默克爾證明，表明特定的某個區塊是無效的時候，才會拒絕區塊。顯然，相同的機制可以在Layer-2方案中使用，也可以在Layer1中作為對客戶端效率的改進。然而要注意一點：想讓Layer-1的錯誤性證明和rollup擁有一樣的特性，對數據的共識和對狀態的共識需要是分離的過程。否則，創造區塊的節點在發布其區塊之前，需要自己驗證最近的所有區塊，這可能會限制可擴展性的增益。簽名聚合

人大附中物理老師李永樂科普拜占庭將軍問題和區塊鏈:5月14日，人大附中物理老師、科普視頻網紅李永樂在其公眾號發布視頻《拜占庭將軍問題是什么？區塊鏈如何防范惡意節點？》。李永樂老師在視頻中對拜占庭將軍問題和區塊鏈進行了講解，他表示，拜占庭將軍問題本質上指的是，在分布式計算機網絡中，如果存在故障和惡意節點，是否能夠保持正常節點的網絡一致性問題。在近40年的時間里，人們提出了許多方案解決這一問題，稱為拜占庭容錯法。例如蘭波特自己提出了口頭協議、書面協議法，后來有人提出了實用拜占庭容錯PBFT算法，在2008年，中本聰發明比特幣后，人們又設想了通過區塊鏈的方法解決這一問題。區塊鏈通過算力證明來保持賬本的一致性，也就是必須計算數學題，才能得到記賬的權力，其他人對這個記賬結果進行驗證，如果是對的，就認可你的結果。與拜占庭問題比起來，就增加了叛徒的成本。[2020/5/14]

像BLSsignatureaggregation這樣的技術可以讓很多簽名被壓縮成一個，極大地節省了數據和一些計算開銷。這些技術可以用在鏈上，將一個區塊內的所有交易組合成一筆交易。這些技術也可以用在應用層，通過交易打包機制，讓許多交易打包成一個包來提交，一個簽名檢查器根據所有交易的哈希值和交易中聲稱的發送方的公鑰來驗證簽名，然后再獨立執行交易。SNARK/STARK

動態 | 區塊鏈技術入選科普雜志《科學美國人》2019十大突破性技術榜單:據新浪網今日新聞報道，美國科普雜志《科學美國人》公布 2019 十大突破性技術榜單。區塊鏈技術因在保障食品安全中的作用而上榜。 入選榜單具體原因：區塊鏈技術的發展應用將顯著改善食品污染源數據追蹤的困境。利用區塊鏈云端系統，食品制造商可以依次在計算機儲存各類過程的信息。[2019/9/29]

SNARK和STARK可以解除客戶端重新執行長時間計算的需要，因為其驗證只需一個簡單的證明。這個同樣可以在layer1上或者在layer2上完成。在layer1實現vs在layer2實現

在Layer1上實現有以下優勢：它對鏈“保留可識別性”，因為默認的基礎設施能夠理解可擴展性解決方案，并且解釋發生了什么它降低了Layer-2解決方案的碎片化風險它允許網絡圍繞解決方案去組織基礎設施，例如，為響應新的區塊，自動地更新證明；交易可抵抗DoS攻擊；等等在需要有所犧牲的情況下，它為節點提供了更多的選擇自由，節點可以考慮自己的需要。例如，一些客戶端可能存儲所有的狀態，并最小化帶寬，然而其他的客戶端可能無狀態地驗證區塊，并接受這樣做帶來的帶寬損失。作為一種選擇，一些客戶端可能會使用基于錯誤性證明的驗證方式去節省花銷，而另一些客戶端可能會驗證所有狀態去最大化他們的安全等級。在layer2上實現有以下優勢：它給未來可能出現的創新保留了空間，不需要硬分叉區塊鏈可以最小化共識層的復雜性，尤其是在不同場景需要多種方案時，這是很大的優勢用戶可以因此從擁有很強假設的應用中受益，而不必在共識安全性構造中引入這些假設需要權衡的時候，它為應用提供了更多的選擇自由，應用可以按自己的需要挑選方案。一些應用可以在鏈上運行，而另一些可以在rollup中運行其他的關鍵點

財政部副部長朱光耀：數字經濟還處在發展的過程中，要以科普、推動的態度來推進數字經濟發展:今日，在中國發展高層論壇2018年會上，財政部副部長朱光耀表示：“數字經濟還處在發展的過程中，要以科普、推動的態度來推進數字經濟發展。也要關注數字經濟的其他影響，包括稅收征管、反洗錢監管措施等要跟上。”[2018/3/25]

從依賴于相同底層行為的Layer1和Layer2上獲得的可擴展性增益一般是不能結合的。例如，使用錯誤性證明得到的可擴展性增益與使用rollups得到的可擴展性增益不會彼此疊加，因為他們根本上是實現了相同的機制，因此如果使用rollups在基礎層得到了10000tx/sec，使用錯誤性證明達到1000tx/sec是安全的，只使用錯誤性證明在相同的基礎層上得到10000tx/sec也是安全的。在Layer1和Layer2上做相同的事會導致不必要的基礎設施膨脹，因此經常在兩者中選擇一個是比較合理的。例如，如果不管不顧地使用Layer2的無狀態合約，那么這也會使Layer-1的狀態極其昂貴，而不能去有效地實施layer-2的方案，因此，要保持較小的狀態，免得layer1也需要構建無狀態客戶端。同樣的需要注意的是，數據可用性是唯一一件可以在Layer1上可以解決、但在Layer-2上則只能依靠大幅放松的安全假設來提供的事。這是因為在數據可用性證明或者其它可用別的塊和糾刪碼來重構一個塊的替代性系統中，區塊重構在很大程度上依賴于客戶端一側的隨機性，而對于不同的客戶端這個隨機性又是不一樣的，且在鏈上不能重復。結論

在Layer2進行持續創新的愿望是一個很重要的論點，這驅使我自己傾向于對eth2提供一個重量級的Layer-2設計，即最小化Layer1提供的特性。然而，因為一些需要，我們想在Layer1提供一個顯式的工具。根據前述理由，最重要的一件事應該就是在通用可擴展區塊鏈的Layer1中的數據可用性，這也是為什么要完全實現eth2，而不是對已存的eth1鏈構建一個重量級Layer-2的路線圖的主要原因。

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