Vitalik Buterin ：混合 Layer 2 協議的曙光_ROLL

撰文：

VitalikButerin

該中文版本編譯由鏈聞提供。

當前以太坊Layer2擴容解決方案正從理論走向實踐。但與此同時，我們越來越明顯的看到這些技術存在內在挑戰，離成熟的以太坊擴容技術還有一定距離。

在很大程度上，以太坊是成功的，因為以太坊的開發者體驗很不錯：編寫程序、發布程序、任何人都可以與之交互。另一方面，設計一個狀態通道或Plasma應用，依賴于很多關于激勵和應用特定用例開發復雜性的明確推理。狀態通道適用于特定用例，例如在兩個交易者或兩個游戲玩家之間發生的多筆重復支付，但是更加通用的用例似乎依然存在一定難度。Plasma?可以用于支付場景，但想要實現通用用例存在一定程度的挑戰：即使是部署一個去中心化交易所，也需要客戶存儲更多的歷史數據，而且在Plasma上部署以太坊式通用智能合約似乎也非常困難。

但與此同時，一個被遺忘的「半Layer2」的協議類別再次出現了——這一類型雖然無法提升可擴展性，但能實現更加泛化和安全的模型。

在2014年發布的一篇博客文章中，我介紹了「影子鏈」的概念，它是一種在鏈上發布區塊數據的架構，但在默認情況下并不會驗證區塊。相反，區塊會被暫時接受，然后在一段時間之后才最終確認。在這兩周內，臨時被接受的區塊可能會受到挑戰，通過挑戰驗證區塊，如果區塊最終被證明是無效的，那么該區塊所在的鏈將會被恢復，同時原始發布者的保證金會被扣除作為懲罰。合約不會追蹤系統的完整狀態，只會追蹤狀態根，用戶自己也可以從頭至尾處理提交給區塊鏈的數據來計算狀態。

流動性激勵解決方案Graviton與公鏈Sei達成合作:金色財經報道，公鏈Sei Network宣布與流動性激勵解決方案Graviton建立戰略合作伙伴關系，Graviton將幫助Sei提升開發能力并壯大其生態系統，Graviton團隊將會被優先考慮獲得Sei Network旗下5000萬美元生態系統基金的支持。（福布斯）[2022/11/26 20:46:43]

而最近出現的一個叫做ZKRollup的提案，通過使用ZK-SNARKs驗證區塊的有效性，雖然沒有挑戰期，但是可以達到同樣的效果。

上圖：發布在鏈上的ZKRollup包剖析圖。影響ZKRollup系統狀態的數百筆“內部交易”被壓縮成一個包，其中包含約占10個字節大小的每筆內部交易，以及用于證明相關轉移過程全部有效性的SNARK，約100-300字節。

在上述情況下，主鏈用于驗證數據可用性，但不會驗證區塊有效性或執行任何重要的計算。因此，這種技術在擴容上并沒有什么關鍵優勢，因為鏈上數據負載最終會成為瓶頸，但不可否認，它依然是一個非常重要的手段。數據比計算更便宜，而且市場上也有很多大幅壓縮交易數據的方法——主要是因為交易中絕大部分數據都是簽名數據，而且很多簽名可通過多種形式的聚合壓縮為單個簽名。ZKRollup承諾每秒可以處理500筆交易，這個效率比以太坊本身提升了三十倍，這是因為它將每個交易壓縮到了僅僅10個字節，交易有效性由零知識證明驗證，因此不需要包含簽名。另一方面，使用BLS聚合簽名可以在「影子鏈」中實現類似的吞吐量。即將推出的伊斯坦布爾硬分叉會將數據的gas成本從每字節68個單位減少到每字節16個單位，同時還會將吞吐量提升四倍。

Vitalik：捐贈的50萬億枚SHIB不會獲得稅務沖銷:5月19日消息，Vitalik表示，其向印度新冠加密救援基金捐贈的超50萬億枚SHIB不會獲得稅務沖銷（稅務減免）。據悉，SHIB幣價波動劇烈，此前其捐贈款價值20億美元，目前縮水到8億美元左右。（彭博社）[2021/5/19 22:19:08]

那么，相比于Plasma這樣的鏈下擴容技術，像ZK/OptimisticRollup這種數據鏈上技有什么好處呢？

首先，ZK/OptimisticRollup無需「半可信」運營商。在ZKRollup中，因為交易有效性是通過加密證明來驗證的，所以package的提交者其實沒有太多辦法「動壞心思」。在OptimisticRollup中，惡意提交者可以發布「壞區塊」，但下一個提交者可以在發布自己的區塊之前立即挑戰該區塊。在?ZKRollup?和?OptimisticRollup?中，會有足夠多的數據會發布到鏈上，允許任何人計算完整的內部狀態，需按順序處理所有提交的delta即可，而且沒有取消此屬性的「數據扣留攻擊」。也就是說，成為一個運營商可以是完全「無需許可」的，所需的保證金也僅僅是用于反垃圾郵件的目的而已。

其次，OptimisticRollup的實現更加泛化，OptimisticRollup系統中的狀態轉換函數可以在單個區塊的gas上限中用來進行更加通用的計算。理論上，ZKRollup?也可通過相同方式實現通用計算，但實際操作中，將?ZKSNARKs?用于通用計算是非常困難的，至少到目前為止是這樣。

Cosmos宣布將在24小時內對Gravity DEX流動性提供者分配2.88億美元獎勵:官方消息，Cosmos宣布，將在Gravity DEX資金池激勵流動性提供者。B-Harvest將在4個流動性池進行大量兌換交易，4個池為隨機選擇且每小時更換。對于每個選定的池，B-Harvest將將執行大約10億美元的交易量，提高選定池的兌換費用獎勵。從5月9日15:00（UTC）至5月10日15:00（UTC），共24小時，每小時將有約1200萬美元費用獎勵給選定池的LP，共約2.88億美元。[2021/5/9 21:41:05]

再次，OptimisticRollup更容易構建客戶端，因為它對Layer2網絡基礎設施的需求較少，只需掃描區塊鏈即可完成很多工作。

不過，像?ZK/OptimisticRollup?的優勢是什么呢？實際上，這是一個高度技術性的問題，也就是所謂數據可用性問題。

基本上，有兩種方法可以在Layer2系統中「作弊」：第一種是將無效數據發布到區塊鏈上，第二種是根本不發布數據。

發布無效數據其實很容易處理，因為一旦數據在鏈上發布，有許多方法可以確定它是否有效，并且將提交的無效數據標記為無效，提交者也會因此受到嚴厲的懲罰。另一方面，不可用數據相比而言會更難處理，因為即使遇到挑戰也無法檢測到不可用性，也無法精準確定這些未發布的數據到底是誰的錯誤，尤其是在數據被默認保留的情況下，僅當某些驗證機制試圖驗證其可用性時才按需顯示。這一點在「漁夫困境」中得到了說明，即在一個挑戰響應游戲中，無法區分惡意提交者和惡意挑戰者：

加密銀行Avanti計劃于10月營業并推出數字資產Avit:金色財經報道，加密銀行Avanti周四宣布其申請已于7月15日被懷俄明州銀行部接受，計劃于10月開始營業。此外還將推出由銀行發行的數字資產Avit。Avit是一種可編程的數字資產，只能由銀行發行，將被視為現金等價物。[2020/7/24]

上圖：漁夫困境。如果你僅在T3時刻開始觀察給定的特定數據，那么就無法知道自己是在Case1還是在Case2里，因此也就不知道到底是誰的錯。

通過將問題推給用戶，Plasma和狀態通道有效地解決了「漁夫困境」問題：如果你是一個用戶，并且決定與另一個用戶進行交互，假設該用戶沒有向你發送他們應該發布的數據，那么你就會退出，并轉移到下一個交易對手/操作員。作為用戶，你擁有所有以前的數據和由你簽署的所有交易數據，這一事實使你可以在區塊鏈中證明自己在Layer2協議中擁有的資產，從而安全地將這些資產帶出系統。另外，你還需要有接收資產的操作證明，同時，沒有其他人可以證明你把相關資產發送給其他人，那么你就獲得了這筆資產。這個技術的確很優雅，但卻依賴一個關鍵性的假設：每個狀態對象都有一個邏輯「所有者」，而且在未經該所有者同意的情況下，對象狀態是不能被更改的。

動態 | 區塊鏈醫療公司SimplyVital Health獲得美國國家科學基金會22.5萬美元的經費:總部位于新英格蘭的區塊鏈公司SimplyVital Health獲得來自美國國家科學基金會（NSF）的225,000美元的經費。SimplyVital將用該筆資金進行研究和開發，以將石墨烯協議集成到其區塊鏈協議Nexus中。（cointelegraph）[2019/10/11]

所以，該技術適用于基于未花費交易輸出的支付交易，甚至可以用于去中心化交易所，但這種「所有者」的屬性還遠遠不夠。一些應用并沒有自然所有者，即使在那些擁有所有者的應用程序中，也經常出現多個人可合法地對相關對象進行編輯。如果不引入拒絕服務攻擊的可能性，就沒有辦法允許任意第三方退出資產，因為沒有人能夠證明發布者或提交者是否有過錯。

此外，Plasma和狀態通道還分別存在一些其他問題。對于那些還沒有加入狀態通道的用戶，不允許進行鏈下交易。Plasma?要求用戶用戶存儲大量的歷史數據，當不同的資產相互交織時，這些數據會變得更大買單機制的去中心化交易所中發生的那樣）。

因為數據鏈上計算鏈下（>的?Layer2?技術沒有數據可用性問題，所以不存在上述弱點。ZKRollup?和?OptimisticRollup?會非常謹慎地在鏈上放置足夠的數據，以便允許用戶計算?Layer2?系統的完整狀態，確保如果任何參與者消失，新的參與者可以輕而易舉地頂替。Layer2?技術的唯一問題是不進行鏈上計算的情況下驗證計算，但這其實是一個很容易解決的問題。而且，擴容會帶來更大的效益：ZKRollup?中每個交易大約10個字節，通過使用BLS聚合簽名，OptimisticRollup?也能達到類似的級別。理論上，每秒最高可達500次交易，而在伊斯坦布爾升級之后該指標數字可以達到每秒2000次。

但是，如果你想獲得更高的可擴展性呢？

實際上，數據鏈上Layer2?和數據鏈下Layer2?協議之間存在很大的中間地帶，許多混合解決方案較好地利用了兩者的優勢。舉個簡單的例子，通過在鏈上發布一個訂單撮合映射，就可以防止部署在PlasmaCash上的去中心化交易所出現歷史存儲爆炸問題：

上圖左：擁有一個代幣的?PlasmaCash?用戶需要存儲的歷史數據；

上圖中：當擁有一個代幣且該代幣是通過原子交換獲得時，PlasmaCash?用戶需要存儲的歷史數據；

上圖右：如果訂單撮合被發布在鏈上，PlasmaCash?用戶需要存儲的歷史數據；?

在去中心化交易所用例之外，為了減少用戶需在?Plasma?中存儲的歷史數據量，則可以讓?Plasma?鏈定期在鏈上發布每個用戶的一些數據。我們還可以想象一個平臺在某些狀態有邏輯「所有者」的情況下像?Plasma?一樣工作，或者在某些狀態沒有邏輯「所有者」的情況下，像?ZKRollup?或?OptimisticRollup?一樣工作。Plasma開發人員已開始著手這些優化工作。

其實，現在有必要為?Layer2?擴容解決方案的開發者提供一個強有力的用例，讓他們更愿意在鏈上發布每個用戶的數據：這樣會極大地提升開發便捷性、通用性和安全性，并減少了每個用戶的負載。這么做也會提升效率，即使在完全鏈下的?Layer2?架構中，用戶在不同交易對手方和提供商之間存、取款和轉賬也將是不可避免且經常發生的，因此，會產生大量的用戶數據。顯然，混合路由為實現在準?Layer2?架構內部快速部署完全通用的以太坊式智能合約打開了一扇門。

撰文：VitalikButerin

編譯：鏈聞

來源：鏈聞

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