LAS:Vitalik Buterin ：混合 Layer 2 協議的曙光_atlas幣未來前景

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。

Cardano聯創：從未為Ripple工作，相關謠言可能把自己和Vitalik搞混了:6月24日消息，針對網上有關其曾在Ripple實習的傳聞，以太坊和Cardano聯合創始人Charles Hoskinson澄清稱，這是謠言，自己從未以任何身份為Ripple工作過。相關謠言應該是把他和Vitalik Buterin兩個人搞混了。

相關謠言疑似是基于一條早期的推文（已刪除）：2019年4月，Vitalik回復Coinbase聯合創始人Brian Armstrong的推文時承認，早在2013年中期，當他住在加拿大時，曾試圖去加州在此后更名為Ripple Labs的公司當實習生，但由于贊助美國簽證的公司必須至少成立一年而未能成功。

Ripple前開發者關系總監Matt Hamilton于2023年5月1日證實，Vitalik當時確實希望能在Ripple實習。[2023/6/24 21:57:28]

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。

RNS.ID：Vitalik Buterin獲得帕勞共和國RNS.ID數字身份證:1月5日消息，帕勞共和國數字身份證RNS.ID團隊發推表示，以太坊創始人Vitalik Buterin已正式獲得RNS.ID數字身份證。[2023/1/5 10:23:30]

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。

加拿大公司Emerge推出區塊鏈公共安全系統應用Civitas:加拿大區塊鏈公司Emerge推出公共安全系統應用Civitas以幫助政府抗擊疫情。該軟件程序可以將當地人的身份證號碼與唯一的區塊鏈記錄聯系起來，幫助政府進行居民隔離及外出許可確認。（Cointelegraph）[2020/4/6]

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。

行情 | Activity 指數EOS排名第一:據blocktivity.info數據顯示，Activity 指數排名第一的EOS 現報為 6,101,280 ，排名第二的STEEM 的 Activity 指數為 1,122,576 ，排名第三的BTS的 Activity 指數為 949,526 ，排名第四的ETH 的 Activity 指數為 574,337 ，排名第五的BTC 的 Activity 指數為 183,026 。Acitivity 指數為最近 24 小時內在區塊鏈上執行的操作數量。[2018/8/26]

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：

動態 | V神（Vitlalik Buterin）提出改善交易費市場建議 :在日前發表的一篇論文中，以太坊（Etalum）創始人VitalikButerin概述了現行制度的問題，即加密礦工的工作補償，以及如何改進這一過程。[2018/7/4]

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。

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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