LAYER:科普：在 Layer-2 和 Layer-1 上異曲同工的技術

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

國務院：推進科普與區塊鏈技術深度融合:為貫徹落實黨中央、國務院關于科普和科學素質建設的重要部署，依據《中華人民共和國科學技術進步法》、《中華人民共和國科學技術普及法》制定《全民科學素質行動規劃綱要（2021－2035年）》，其中要求實施智慧科普建設工程。推進科普與區塊鏈等技術深度融合，強化需求感知、用戶分層、情景應用理念，推動傳播方式、組織動員、運營服務等創新升級，加強“科普中國”建設，強化科普信息落地應用，與智慧教育、智慧城市、智慧社區等深度融合。（新華社）[2021/7/10 0:40:52]

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

聲音 | ETC Labs主管：科普教育是未來幾年公鏈面臨的巨大挑戰:ETCLabs主管Darin Kotalik認為，科普教育是未來幾年公鏈面臨的巨大挑戰，人們必須要對區塊鏈有基本的認識，分清楚公鏈和私鏈的區別。[2019/8/25]

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

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

中科院自動化研究所將面向大中小學生開展區塊鏈等主題的科普講座:5月21日，新華網訊，今年，中國科學院自動化研究所將舉辦第十四屆“自動化之光”公眾科學開放日活動。屆時，自動化所將面向大中小學生分別開展《腦與智能》、《區塊鏈技術與平行智能》、《大數據時代的視覺智能》、《動畫真奇妙》等4個主題報告，用實例和生動的演示深入淺出地為大家揭示智能技術的原理和奧妙。[2018/5/21]

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

科普時報：區塊鏈與云計算長期發展目標不謀而合:據《科普時報》今日報道，區塊鏈與云計算兩項技術的結合，從宏觀上來說，一方面，利用云計算已有的基礎服務設施或根據實際需求做相應改變，實現開發應用流程加速，滿足未來區塊鏈生態系統中初創企業、學術機構、開源機構、聯盟和金融等機構對區塊鏈應用的需求。另一方面，對于云計算來說，“可信、可靠、可控制”被認為是云計算發展必須要翻越的“三座山”，而區塊鏈技術以去中心化、匿名性，以及數據不可篡改為主要特征，與云計算長期發展目標不謀而合。[2018/5/4]

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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