ROL:混合 Layer 2 協議的曙光

編者按：本文來自鏈聞ChainNews，撰文：VitalikButerin，鏈聞編譯，Odaily星球日報經授權轉載。

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。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。

BiKi混合合約行情播報：合約多空持倉量占比為87%:13%:據BiKi合約官方數據，截至今日14:00(GMT+8),合約多空總量持倉占比為87%:13%。BTC多空持倉占比為96%:4%；ETH為87%:13%；BCH為96%:4%；EOS為86%:14%；XRP為79%:21%；BIKI混合合約為62%:38%；JST混合合約為90%:10%；ODIN混合合約為76%:24%。

混合合約指用戶可使用任意幣種作為保證金來交易主流永續合約品種，盈虧均以保證金幣種進行結算。目前平臺已開放BIKI、VDS、ETH、TRX、HT、YTA、JST、ODIN、OKS、LINK、DMCH等幣種，更多幣種持續開放中。[2020/8/20]

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。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。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 | TrueChain初鏈主網將進行混合共識升級 改為DPoS+fPoW共識機制:據官方消息, TrueChain初鏈主網即將進行混合共識升級,由原來的PBFT+fPoW升級為DPoS+fPoW共識機制,更多TRUE用戶將通過Staking質押挖礦的形式參與共識中，以更好的實現去中心化和保障主網安全，同時參與質押的用戶也可以共享挖礦收益。[2020/2/18]

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：

動態 | 僅約8%的混合加密貨幣與非法活動有關:根據最近的Chainalysis網絡研討會，在發送給加密貨幣混合器的資金中，被盜資金僅占8.1%。發送給加密貨幣混合器的資金中的大部分來自交易所，這表明這些資金主要用于隱私目的，而不是用于非法活動。（Cointelegraph）[2019/8/28]

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。

動態 | 摩根大通前區塊鏈團隊負責人與Kadena合作發布混合區塊鏈智能合約新版本:據coindesk消息，投資銀行巨頭摩根大通區塊鏈團隊前負責人Stuart Popejoy與區塊鏈平臺服務提供商Kadena合作發布了混合區塊鏈智能合約新版本Pact，旨在使區塊鏈上安全、簡單的智能合約開發成為可能。Popejoy認為，Pact 3.0的擴展功能集最終將支持私有和公共網絡之間的跨區塊鏈智能合約執行。[2019/6/6]

工銀國際首席經濟學家程實：以區塊鏈等核心技術為基礎實現跨界融合與混合經營:工銀國際研究部主管，首席經濟學家程實今日發文表示，新經濟不是一種孤立、靜止的經濟形態，而是以新技術為基礎的、對傳統經濟金融體系進行的一場系統性大改造。其根本機理在于，通過全社會的“信息三優化”，產生新紅利并重塑經濟金融體系。其一，信息流動的優化。以移動互聯網、物聯網、區塊鏈、量子通信為核心技術基礎，實現高效、安全、精準的信息傳輸，進而驅動各類要素資源突破傳統產業格局，實現跨界融合與混合經營。[2018/4/3]

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