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ROLL:Vitalik Buterin :混合 Layer 2 協議的曙光_VIT

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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。

哥倫比亞政府選擇基于Algorand區塊鏈的Vitalpass作為官方數字疫苗接種護照:9月11日消息,由Auna Ideas基金會和Koibanx共同創建并利用Algorand區塊鏈開發的COVID-19數字疫苗接種護照Vitalpass,已被哥倫比亞政府選為其官方免疫接種證書。

據悉,哥倫比亞是拉丁美洲第一個采用這種技術的國家。此前,薩爾瓦多政府與拉丁美洲區塊鏈資產代幣化和金融基礎設施公司Koibanx簽署了一項協議,以在Algorand之上開發其區塊鏈基礎設施。(雅虎財經)[2021/9/11 23:17:57]

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。

Vitalik Buterin銷毀410萬億枚SHIB,占SHIB總供應量的約41%:5月17日消息,今日5點45分,以太坊創始人Vitalik Buterin將其錢包中超410萬億枚SHIB打入黑洞地址進行銷毀,價值約73億美元,占SHIB總供應量的約41%,目前其錢包中仍有46萬億枚SHIB。

此前報道,5月13日,Vitalik Buterin將包括6600億枚ShibaInu代幣SHIB等的大量meme代幣換為ETH捐助給慈善機構,還向印度新冠加密救濟基金會捐贈50萬億枚SHIB。[2021/5/17 22:09:41]

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。

OKEx將于9月2日12:00暫停VITE充提:據OKEx公告,由于VITE主網升級,OKEx將于2020年9月2日12:00 (HKT) 暫停VITE的充提,待升級完成后開放。[2020/9/2]

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。

Gravitation-X創始人Jakies:數字支付可有效解決跨境支付難題:Gravitation-X創始人Jakies在剛剛的金色財經直播間中表示:目前,傳統的跨境支付方式有較長的清算時間,手續費較高,有時跨境支付欺詐會帶來跨境資金風險。通過Gravitation-X技術創建點對點支付方式,促進跨境業務發展。會大幅度提高效率。[2020/5/2]

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:

金色財經現場報道 VR ALL ART首席執行官Vitomir Jevremovic:用虛擬現實和區塊鏈技術顛覆藝術世界:金色財經前方記者實時報道,第二屆全球金融科技與區塊鏈中國峰會于4月12日在上海召開,VR ALL ART首席執行官Vitomir Jevremovic在會上指出,藝術無國界,但是藝術市場有國界,由于運輸距離和本地市場等諸多方面的限制,藝術市場存在挑戰,藝術品投資流動性很差。區塊鏈技術的特性使得其可以提供金融交易支付的支持,保證上鏈藝術品的唯一標識、藝術認證和可追溯性,促進藝術品流通。此外,通過VR技術,將虛擬現實與區塊鏈技術結合還能打破距離限制,為用戶更好的瀏覽藝術世界提供可能。[2018/4/12]

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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