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联博api接口(www.326681.com)_一文详解以太坊扩容全方案

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出品:LD Capital Research

作者:0xRJ_eth(Twitter:@0xRJ_eth)

今天主要是从一个自上而下连系时间生长的视角整理了以太坊扩容方案,内容涵盖了一些市场现在已经不再提及的旧方案,有些可强人人听都没听说过。但我以为把大框架和相互逻辑理清晰是异常主要的,这有助于我们明晰扩容的生长履历了哪些创新和组合,遇到了哪些问题,差异时期市场的关注点是什么,以及为何现在 Rollup 方案胜出。这些也都有助于我们看清大偏向。

小我私人在做research的时刻,发现网上基本没太多文章从这个角度来周全的汇总和对比。我最初纯粹是由于完全不领会扩容,感受方案许多,各有利弊,有些还很相似,也想不明晰为什么,以是花了大量的时间挖差异时期的文章。但这两周下来,我意识到连系了时间角度的整理对我的辅助稀奇大。不外今天信息量应该会很大,由于不能制止地会涉及许多的手艺和观点,若是能耐心读完,信托对构建整个扩容赛道的大框架和逻辑梳理很有辅助。

一、原由

在第一层以太坊区块链上,不停增进的网络使用需求 ,导致了网络拥堵,推高了生意成本。提高存储、网络速率和吞吐量是有意义地大规模接纳以太坊的基础。

因此,需要举行扩容(Scaling)。

二、目的

扩容的焦点目的即是在保持去中央化和平安性的条件下,提升生意速率(更快确定生意)和生意吞吐量(提高每秒生意量TPS)。

三、扩容方案

扩容方案:可以分为两大类——On-Chain(layer 1)和 Off-Chain (侧链+layer 2)

On-Chain Layer 1扩容的可选方案包罗:

a. 更改共识机制。以太坊升级就接纳了这一方案。几周其前的beacon信标链和主网乐成合并就是完成了共识机制从pow到pos的转换。

b. 实行分片sharding。分片是一种常见的Layer 1扩展解决方案,主要是用于增添生意的吞吐量。这是盘算机学中的一种数据库支解手艺,网络连同上面的节点一起被支解成差其余分片,来平摊事情量并提升生意速率。每个分片处置整个网络的一部门流动,即每个分片都有自己卖力的生意、自己的节点和自力的区块。

分片还可以减轻每位验证者的肩负(由于他们不再需要处置和保留整个网络的所有生意)。每个节点会将完成的事情写入主链,实时共享内陆数据。这是之前eth 2.0 原升级设计涉及到的的扩容方案,现已被danksharding所取代。

c. 扩大区块规模。使每个区块能够处置更多生意(现在以太坊升级 proto-danksharding 就是类似方案,升级这部门以后会单出一个分享)。

Layer 1 扩容需要大费周折。许多情形下,不是所有网络用户都市赞成这样的调换。从而可能会导致社区盘据,甚至发生硬分叉。(2017年比特币盘据出比特币现金就是硬分叉的结果)

    Ⅰ. 侧链

    侧链是自力运行的区块链,其平安性全靠自身协议机制。这也是侧链和现在主流链下扩容方案 layer2 二层扩容最大的区别。

    而侧链作为一条自力的链和一些layer1 公链相比,区别在于侧链专门用于处置以太坊的过剩容量,而不是与整个以太坊竞争。这些生态系统与以太坊社区慎密连系,以互补的方式托管以太坊应用。

    关于这部门分类,我发现网上许多文章都对照杂乱,会把侧链归类在layer2中。这部门我主要是参考了以太坊基金会和侧链白皮书对侧链的界说。

    https://ethereum.org/en/developers/docs/scaling/sidechains/

    第二类链下扩容是适才提到的 也是人人常听说的layer2 二层解决方案:基本想法是链下盘算/执行,效果上链;离线批量处置。直接从第一层以太坊共识中获得平安性。那差其余layer2方案 会在平安性、扩容效率、去中央化水平、通用性之间寻找平衡。

    先来说说侧链:

    侧链 Side Chains 是一个自力的区块链,与以太坊主网并行且自力地运行。

    它们通常是为高效处置生意而设计的。与第二层扩容方案最大的差异在于侧链不会将状态更改和生意数据公布回以太坊主网,这也是为什么它们并不继续以太坊的平安属性。

    侧链通常是选择牺牲了一些去中央化或平安性来实现高吞吐量。

    侧链主要是通过双向锚定的跨链桥(two way pegged cross chain bridge)来实现与主网的链接、以及相互操作(这个观点我们很快就会细说)。而这里所谓的双向锚定式主要是指支持资产的双向锚定,即资产在主链与侧链之间的互转。不外这里需要注重一下,现实上资产并非实现真正意义上的转移,只是通过”一条链锁定,另一条链铸造相同面额资产“的方式来举行”跨链“。但通常架设双向锚定跨链桥的项目都可以被视为侧链。

    我们先来领会一下什么是双向锚定的跨链桥(two way pegged cross chain bridge):

    这个观点是BlockStream在2014年揭晓的侧链白皮书中提出的。双向锚定是指把主链上某笔资产好比 10eth 锁定到一个特定地址; 同时,在侧链上提供这笔“锁定生意”发生的证据,等量的数字资产以wrapped token的形式就会在侧链上被铸造 好比侧链上mint出了 10 weth,现在这10weth便可以在侧链上举行生意了。反之亦然,用户想在主链取出eth时,在侧链上销毁同面额的剩余的wrapped eth就可以。

    在主链锁定(lock)token,在侧链铸造(mint)(wrapped)token。在侧链销毁/燃烧token,在主链提取token。

    https://medium.com/techskill-brew/layer-2-blockchain-scaling-solutions-channels-sidechains-rollups-and-plasma-part-16-79819e058ef6

    侧链的事情环境和主链相同,同样基于 EVM(以太坊虚拟机)。但侧链有自己的账本系统、共识算法(例如权威证实、委托权益证实、拜占庭容错)剧本合约等。但为了实现种种差其余目的,它们获得平安性的方式也有所差异。

    这里举几个例子:

    1. 单一托管模式 Centralized (basic third party authority):这是现阶段最简朴的在区块链之间转移数字资产的方式——将主链上的资产发送到一个单一托管方(好比生意平台),托管方收到这笔资产后,在侧链上激活等额资产,这笔资产就能在侧链上流通了。这种方式最大的瑕玷是过于中央化。

    2. 同盟模式 Federation - multisig federation:同盟模式是使用评判人同盟来取代单一的保管方,行使评判人同盟的多重署名对侧链的数字资产流动举行确认。在这种模式中,若是要想偷窃主链上冻结的数字资产就需要突破更多的机构,然则侧链平安仍然取决于评判人同盟的老实度。这种方式照样中央化的。

    3. SPV(simple payment verification) 模式:以上两种方案都是通过中央人来保证平安的,都属于中央化的。

      SPV (Simplified Payment Verification),即简朴支付验证则是平安性更高的去中央化方式。

      SPV是Nakamoto在《比特币白皮书》(《Enabling Blockchain Innovations with Pegged Sidechains》人人感兴趣可以读读,我把链接放在下面了)中提到的观点。这也是比特币底层手艺中很主要的一个观点。

      SPV是一种用于证实生意存在的方式,它的特点是只需通过少量数据就可以验证某个特定区块中生意是否存在。在SPV模式中:

      1. 用户在主链上将资产发送到主链的一个特殊的地址,来锁定主链的该资产。

      2. 在主链上守候一个确认期,是指币在转移至侧链之前,在父链上必须被锁定的时代。此确认期目的是天生足够多的事情量,让下一个守候期内的拒绝服务攻击变得更难题。典型简直认期的量级可以是一或两天。

      当父链上天生了特殊输出后,用户守候确认期竣事,然后在侧链上天生一个引用该输出的生意,提供出一个它已被确立并在父链上被足够事情量笼罩的SPV证实,确认期是一个依侧链而定的平安参数,要在跨链生意速率和平安性间做权衡。

      3. 主链确认期竣事资产确定被锁定后,会确立一个SPV证实并发送到侧链上。然后一个对应的带有此SPV证实的生意会泛起在侧链上,这笔生意就在侧链上天生了相同价值的侧链代币资产。

      4. 天生的侧链资产先处于锁定状态,接下来,用户必须守候一个竞赛期。这个时代,新转移过来的币不能在侧链上破费。竞赛期的目的是防止重组时泛起双花,在重组时代转走先前锁定的币。在这个延迟期内的任何时刻,若是有一个新的事情证实公布出来,对应的有着更多累计事情量的链中没有包罗谁人天生锁定输出的区块,那么该转换将被追溯为失效。我们称此为重组证实,需要守候一个竞争期来防止双花。若是在竞争期内,用户把主链上锁定的币转走,其他用户可以用最新的SPV证实此事,则侧链铸币生意失效,称此证实为重组证实。

      只要有可能,所有侧链上的用户都市有动力来制发重组证实,由于对不良证实的认可会稀释所有币的价值。

      5. 典型的竞赛期也是一或两天。竞争期竣事后,侧链代币天生,可以在侧链内自由转移,不需要与父链进一步交互。不外,它仍保留着父链币的身份,仅能转回到它所来的那一条链上。

      6. 当用户想把币从侧链上转回父链时,流程重复上述步骤:在侧链上将币发送至一个SPV锁定的输出,发生一个充实的SPV证实来注释该输出已完成,使用这个证实来解锁父链上先前被锁定的谁人等面值的输出。

    4. (不太主要)驱动链模式 Drivechain:驱动链观点是由Bitcoin Hivemind首创人Paul Sztorc提出的。在驱动链中,矿事情为‘算法署理监护人’,对侧链当前的状态举行检测。矿工相当于资金的托管方,驱动链将被锁定资产的羁系权发放到矿工手上,而且允许矿工们投票何时解和将解锁的资产发送到那边。矿工考察侧链的状态,当他们收到来自侧链的要求时,他们会执行协调协议以确保他们对要求的真实性杀青一致。老实矿工在驱动链中的介入水平越高,整系一切平安性也就越大。

    5. (不太主要)夹杂模式:驱动链 +评判人/侧链而夹杂模式则是将上述获得双向锚定的方式举行有用的连系的模式。由于主链与侧链在实现机制存在本质的差异,以是对称的双向锚定模子可能是不够完善的。夹杂模式是在主链和侧链使用差其余解锁方式,例如在侧链上使用SPV模式,而在主链网络上则使用驱动链模式。

    • 数据可用性(DA):

      在数据有用性方面,由于侧链说把数据存储在侧链上,并不锚定回,以是只能由侧链自己的的validator来保证,平安性就弱了许多。

    侧链项目:

    Polygon - 项目局限从单一的Layer 2 plasma解决方案(前身为Matic Network),最终扩展为现在的一种扩容框架,可用于确立与以太坊兼容的区块链网络和扩展解决方案。(它更像是一种协议,而不是单一的解决方案。)其目的是为围绕以太坊打造一个像多边形一样的多链网络现在正在开发7种扩容方案(从zk-rollup、侧链、软件开发工具包)。其中Polygon POS侧链算是赛道龙头。Polygon团队以为,在未来,以太坊仍然是高价值生意和价值存储的主导区块链,而一样平常生意将转移到Polygon的低成本区块链。以是polygon pos侧链是通过协助以太坊扩容提供价值,而非直接和以太坊主网竞争抢夺市场。

    Gnosis Chain -前身是xDai侧链,后与Gnosis合并开发的Gnosis Chain。低成本和以太坊兼容是gnosis chain两个主要的卖点。

    Skale -定位赛作为以太坊的“弹性侧链网络”,能够支持成千上万个自力区块链、侧链、存储链和其他类型子链。这些区块链都与以太坊主网相毗邻,而且完全兼容以太坊生态。

    Palm - 以太坊联创Joseph Lubin、ConsenSys首创人、影戏制片人兼Heyday Films所有者David Heyman,艺术科技团体HENI Group首创人Joe Hage。这是一个允许用户确立NFT的以太坊侧链。

    Ronin - 由链游Axie Infinity开发商Sky Mavis推出的以链游为主的侧链。由于游戏需要快速交互和低手续费,以扩展和促进天天发生的成千上万甚至数百万的生意流动。用户体验必须是友好丝滑的。以是团队爽性自己着手上。

    分片链 -在原eth升级方案(eth 2.0)中的分片链,也属于eth自己的侧链变体。

    优瑕玷

    +ve:

    1)侧链的兼容性是异常好的,支持通用盘算,EVM 兼容,可以支持智能合约。

    2)涉及到大规模 庞大的生意,侧链的tps可以到达异常高。对照侧链的设计本就是牺牲了一些去中央化或平安措施来实现高吞吐量(这部门可以参考区块链不能能三角)。

    3)侧链的设局主要是为了削减了主链上的拥堵,降低了每小我私人的成本,增添了以太坊生态系统的可用性和可扩展性。

    4)开发职员还可以使用侧链来探索和测试主链上不能用的新特征和用例。好比最早侧链的观点是怎么泛起的?就是2012年,那时比特币的焦点开发团队正在思量若何可以平安的升级比特币协议,以增添新的功效,然则郁闷直接在比特币区块链上举行功效添加对照危险,由于若是新功效在实践中发生软件故障,会对现有的比特币网络造成严重影响。另外,由于比特币的网络结构特征,若是举行较大规模的改动,还需要获得多数比特币矿工的支持。这时,比特币焦点开发者便提出了侧链方案。

    以是最早侧链本就是允许开发职员探索性子地将新功效附加在其他的区块链,再将这些侧链附着在现有比特币区块链上。以珍爱比特币父链网络。

    -ve:

    1)侧链和以rollup 和 channel之间的主要区别在于,rollup和channel都继续了以太坊主网络的平安性,但侧链由于接纳自己的的共识机制,通常是为特定类型的生意设计的(目的是为了生意能够更快、更实惠),这也意味着它们通常不会继续以太坊的平安属性。从手艺上而言,侧链方案不属于layer2。

    2)去中央化水平低。

    3)和通道方案比起来,侧链的隐私性弱一些,由于在侧链上,每笔生意都市公布到侧链上,无论是否跟侧链上的所有介入者交互,生意都市被侧链上每个介入者吸收。

    Ⅱ. Layer2 二层解决方案

    基本想法是链下盘算/执行,效果上链;数据离线批量处置。这种方式是直接从第一层以太坊共识中获得平安性,方案包罗:

    A. Channel通道

    这是一个异常早期、存在已久的区块链扩展方案,他最着名的应用是比特币的闪电网络。更注重平安性,而非可用性。

    介入者必须将以太坊的一部门状态,如 ETH 存款,锁定在一个多签合约中。锁定初始状态是第一个生意,并打开了通道。然后介入者可以在链下快速自由地举行生意。当互动竣事后,把最终状态提交上链,关闭通道。

    这边可以再细分为两种 支付通道Payment Channel和状态通道State Channel:

    • Payment Channel:现在主链上建一个多签合约地址,好比,A和B确立了这样的多签合约,资金只有经由他俩配合赞成才气转移。把各自的钱存进去,假设A和B各存10eth,这个初始状态就相当于是打开了一个支付通道。然后在链下 他们之间举行了几十甚至上千笔生意,每笔生意双方都需要署名和盖时间戳。最后A有5eth B有15eth。但他们不需在区块链上纪录这么多笔生意,只用纪录两笔——初始资金生意和所有生意竣事后的最终余额分配。当他们把最终余额上传到主链,相当于关闭了这个支付通道。

      对于A和B来说 链下的那些生意没有手续费而且险些即时成交。双方无需支付矿工用度,也不必守候区块确认。

    • State Channel:这着实是对Payment Channel的一种衍生,从名字就可以判断,这种方案是围绕“状态”,也就是说不仅仅是生意状态,也可以是游戏状态、获流动状态等。举个例子,最先一场五子棋游戏,他们需要先确立一个新的“评判”程序,并为其提供初始投注,这样就算开启状态通道了。他们走棋的历程不会作为生意提交给区块链。但每走一步双方都需要署名且附上时间戳,然后再走下一步。只有当程序凭证规则判断一方胜出时,竣事游戏,a和b签署一个状态更新,凭证游戏的了局简朴地分配投注。这就相当于状态通道关闭了。

    • 数据可用性 Data Availability(DA):

    所有的数据存在Layer2,由Channel双方保证DA(转账或者游戏的整个历程需要靠 a 和 b 这些介入者自己来举行维护)

    • 状态有用性State Validity(SV):

    Channel竣事后任何一方都可以提交最终状态到Layer1,然则Layer1不验证,而是会先要求提交者质押。然后会有一周的时间举行Fraud Proof,任何一小我私人可以对着笔结算疑然后提交证实(证实状态是错的)。这个质疑是可验证的。适才提到了,每一笔线下转账和行为都需要双方署名,而且附加上时间戳。以是但凡质疑者提供的敲诈证实显示是签过名且**时间比之前的更新,**这就是一个可验证的敲诈证实。这个证实就会成为最新状态,同时先条件交状态的那小我私人质押的币会被扣除。

    Channel 项目

    BTC 的闪电网络lightening network

    优瑕玷:

    +ve:

    1)通道主要面向高频、小额支付。

    2)节约了大量生意时间和用度。尤其是生意用度方面,确立通道有初始成本。然则一旦部署了,通道内部每个状态的更新都异常廉价。链上现实只纪录两笔生意。

    3)状态有用性SV 可以通过敲诈证实获得很好的保证。

    4)状态通道有很强的隐私性能 - 由于任何事情都是发生在通道中的,而不是果然广播而且纪录在链上。只有打开和关闭转账必须是果然的。然则在侧链系统中,每笔转账都是公布在侧链上的,然后侧链上的每个介入者都市收到,

    5)状态通道有即时的最终确定性 - 也就是说只要两方签署了状态更新,就能以为状态竣事了。

    -ve:

    1)提币慢,还需要1周时间举行敲诈证实才气提币

    2)对于有时转账给对方的用户来说,确立和结算通道的时间和经济成本都对照高,不太友好。由于你还需要确立多签合约,署名,设计评判程序…

    3)不支持开放式介入。通道不能用于向尚未介入的人发送链下资金

    4)TPS一样平常,更适合少数介入者,若是是大规模的庞大的生意性能就跟不太上。

    5)不支持智能合约,究竟不是一个链。

    6)状态通道需要所有介入者100%的在线,若是介入者中途脱离也会被扣除质押代币。

    7)通道不能用于示意没有明确逻辑所有者的工具(例如 Uniswap)。以是说通道只通道不能用于示意没有明确逻辑所有者的工具(例如 Uniswap)适适用于有已界说好介入者集的应用,虽然说可以添加和移除介入者,然则需要每次都对合约举行改变。

    B. Plasma

    由于Channel“无法支持大规模、大资金和庞大生意”的局限性,Plasma方案应运而生。其连系了侧链的一些设计,解决了将资产发送给随便目的人的问题,同时也能够确保TPS的提升。事实上在开发者们研究Layer2解决方案的最先很长一段时间里,Plasma一度被以为就是 “the right one”。

    但随着厥后由于一些硬伤被Layer 2 取代了,这边来简朴给人人说说:

    Plasma是一条自力的区块链,最初的设计也是想保留侧链的主要用途,可以通过链下生意来扩容,同时能一定水平解决侧链自身的平安性问题(也就是说当子链遇到攻击时,存储在子链上的资产始终是平安的)因此在取舍后放弃了侧链的一些性能(好比执行智能合约等),却通过区块锚定回主网来增添平安性。他和侧链最大的2点差异在于:

    1)侧链使用桥的方式来和主链交互资产,但侧链的平安性依赖自身的共识机制。而且侧链往往 比主网小许多。但plasma将自身的每一个区块的状态信息以区块根的形式公布到以太坊主网。因此在以太坊主网上是可以确认到plasma链上的状态信息的(只不外子链上的详细生意数据存储需要用户自行下载保留。以太坊主链在这个历程中只肩负了确认者的角色,而非验证者,以是其平安级别是较差的)。因此Plasma链也被称为 "子"链,由于它们本质上是“父链”以太坊链的较小复制。这意味着它继续了主链的部门平安性,以是也属于layer2的方案

    2)plasma上是不支持智能合约的,仅支持基本的代币转移、交流和其他一些生意类型。

    • 无限确立“链中链”:

    每一条Plasma 可以无限确立更多的子链,以减轻父链的事情量,每条子链都有一个叫做“Operator(运营商)”的角色。

    • 运营商周期性的“状态准许”:

    所有链下生意会先汇总到子链的运营商,然后(由于子链要锚定回主链)运营商周期性地把子链盘算效果汇总,通过默克尔树的形式打包压缩成一个区块根,最后将区块跟提交回主链做状态纪录。也就是所谓的 周期性的提交”状态准许“。通过这样的方式,无论在两次提交时代,子链上发生了若干笔生意,子链只需要将生意执行造成的状态信息提交到主链上即可。而生意的数据是不会提交给主链的。

    • 入口——主网合约:

    像侧链一样,Plasma 使用在以太坊上运行的主合约来处置用户的进入和退出。用户必须在主合约中存入 ETH 或任何 ERC-20 代币。监视合约存款的 Plasma 运营商重新确立与 户的初始存款相等的金额,并将其释放到用户在 Plasma 链上的地址。

    • 退出——敲诈证实:

    然后在推出plasma链,也就是取款的时刻,plasma引入了之条件到的“挑战期”, 通过敲诈证实的方式来责罚不诚执行为、保证状态有用性。该主合约还卖力跟踪状态准许(前面已注释)并通过敲诈证实责罚不诚执行为。「 敲诈证实 」意味着任何人在这段挑战期(通常是7天或者更久)内,都可以通过默克尔树校验的方式来提交证实用户资产的退出是不正当的。

    Drawn by RJ

    • 状态根State Root:

    首先适才提到了Plasma在主链上拥有一个(或者一系列相互关联的)合约,用来维护plasma子链中的状态纪录,这个状态纪录现实上是一棵默克尔树的根节点存储的哈希值,这个哈希值被称为state root。

    详细注释:默克尔树(一颗二叉树),在二叉树的叶子节点上纪录着当前rollup层账户的状态信息。

    对于每两个状态信息(例如State 1/State 2),我们可以凭证某种哈希公式盘算出一个唯一的哈希值(eg: Hash(1,2) )来作为这两个叶子节点的父亲节点,依次一层一层往上类推,最终获得一个哈希值存储在根节点中:你不需要知道怎样盘算哈希值,你只需要记着几件事情。

    1) 任何一个状态的转变都市导致Root hash发生转变。

    2) 若是两棵树的根哈希值相同,那说明他们的叶子结点存储的信息完全一致(因此只需要对比两个根节点哈希值就可以确认底层状态信息的一致性)。

    3) 凭证根节点的哈希值和下载相邻哈希值,我们可以确认某一个状态信息存在于这棵哈希树中。

    Drawn by RJ

    当rollup上发生生意的时刻,会发生新的state root。任何子链的用户这时刻都可以凭证自己在子链上下载纪录的生意信息来对比、证实新的状态根是否准确。(由于适才提了,但凡纪录的生意/叶子节点上完全一致的,根哈希值一定会相同。

    为了保证他们的资金完全平安,用户(也就是潜在“验证者”)需要每隔一段时间考察一次等离子链,去纪录链上的生意信息。这包罗运行一个自动同步(下载)等离子链并确保一切按预期运行的软件。用户应至少每隔几天运行一次该软件,但详细时间取决于 Plasma MVP 智能合约设置的参数。

    若是等离子链运行正常,那么用户不需要做任何其他事情。然则,若是泛起不能逆转的错误(希望少少发生),那么用户的钱包将自动最先从 Plasma 链中提取资金。这种自动取款保证了用户资金的平安,纵然在最坏的情形下,当恶意运营商试图窃取资金时也是云云。

    • 数据不能用:

    但Plasma有一个很大的问题,就是数据的不能用性。敲诈证实有用预防了用户作恶,也能保证只要有尚有哪怕一个老实节点,就能保证链的平安性。但若是是运营商作恶,同时用户/验证者没有可以证实真实性的相关生意信息呢?由于用户可以提交敲诈证实的条件是用户自行纪录了子链上的生意数据 + 运营商将所有真实生意数据打包上主链,以是当运营商作恶提交无效数据时,只要将防敲诈所需的相关信息隐藏,网络中的用户便无法拿到真实信息来证实生意是无效的。

    • 大规模退出:

    由于“运营商作恶” 这个问题在plasma方案中无法有用预防,只能想解决设施。plasma就设计了一套“大规模退出”“mass exit“方案,但这个方案又有可能引发以太坊自己的全网拥塞…

    Plasma项目:

    Matic最早期就是使用plasma,区块链研究职员今后不久发现了数据可用性问题(后面会在讲述中进一步讨论),导致 Plasma 被其他解决方案弃用。更名后,polygon项目就转为全方面,全站式扩容方案。

    优瑕玷:

    +ve:

    1)提供高吞吐量和

    2) 每笔生意的低成本。

    3)适用于随便用户之间的生意。使用的人可以将资产发送给plasma以外的人,收款者可以在任何时间点,回到plasma只要拿着收款证实,去兑现就可以。而若是两者都确立在等离子链上,则每个用户对没有开销。以是plasma也可以顺应与主链无关的特定用例。包罗企业在内的任何人都可以定制 Plasma 智能合约,以提供可在差异环境中事情的可扩展基础设施。

    4)不需要像channel去提前锁定资金.

    5)平安性高,plasma的平安性某种水平上依赖于主网。(fraud prove敲诈证实)侧链的validator 定期将状态树根state root传到主链,但主链不去验证,允许任何人在一周内提交质疑,和敲诈证实。以此来保证sv状态有用性。

    -ve:

    1)无法运行智能合约。plasma仅支持基本的代币转移、交流和其他一些生意类型。

    2)牢固提交周期,若是在这个周期内去支付,支付是不会被确认,需要等周期到了才可以。

    3)提款慢,通常需要等7天,以允许提交质疑和敲诈证实。

    4)需要定期考察网络(活跃度要求)或将此责任委托给其他人以确保资金平安

    5)依赖一个或多个运营商来存储数据并凭证要求提供服务。

    6)若是太多用户试图同时退出,以太坊主网可能会变得拥挤。

    以是这边可以看出来,Plasma 和Channel通道对比,焦点优势在于:用户可以将资产发送给从未介入过系统的介入者,而且资源要求要低得多。但价值是:Channel通道不需要任何数据在链上运行,但 Plasma 要求每条链定期公布一个哈希值。此外,Plasma 转账不是即时的:用户必须守候挑战权竣事。

    但plasma自身最焦点的问题是,Plasma子链为了提升效率,只会定期提交其状态效果上主链,而非所有生意数据。然则这样做的价值是Plasma无法确立和以太坊主链统一级其余信托,由于确保”数据有用性“的重任就落到了”运营商“身上,而非以太坊主网。但运营商是存在念头去作恶的。

    于是乎,就有了roll-up方案…

    C. Roll-Up:

    Rollup是现在最主流的扩容方案,可以算是原始主链处置方式和Plasma方式的折中:他和plasma一样在以太坊主链(也就是一层)之外执行生意,然后将多个生意成批处置在一起,最后将它们的状态发送回以太坊主网络。然则差异之处在于,1)roll-up也会将生意数据提交给主链,2)rollup会最大限度压缩这些生意数据,同时基于Rollup自己的特征适当删除和缩减一部门数据,只要保证最终的提交能够上主链从而供任何人验证即可。(这两种roll-up 都是在plasma的基础之上,针对生意数据部门提供了差其余证实方案。)

    因此,Rollup的平安性要比Plasma高。而他的焦点优势也就是同时保证了状态有用性+数据可用性

    Roll-up详细上怎么实现的呢?

    • State Root(先条件到过):

    首先Rollup在主链上拥有一个(或者一系列相互关联的)合约,用来维护Rollup层中的状态纪录,这个状态纪录现实上是一棵默克尔树的根节点存储的哈希值,这个哈希值被称为state root。

    详细注释:默克尔树(一颗二叉树),在二叉树的叶子节点上纪录着当前rollup层账户的状态信息。

    对于每两个状态信息(例如State 1/State 2),我们可以凭证某种哈希公式盘算出一个唯一的哈希值(eg: Hash(1,2) )来作为这两个叶子节点的父亲节点,依次一层一层往上类推,最终获得一个哈希值存储在根节点中:咱不需要知道怎样盘算哈希值,咱们只需要记着几件事情。

    1. 任何一个状态的转变都市导致Root hash发生转变;

    2. 若是两棵树的根哈希值相同,那说明他们的叶子结点存储的信息完全一致(因此只需要对比两个根节点哈希值就可以确认底层状态信息的一致性;

    3. 凭证根节点的哈希值和下载相邻哈希值,我们可以确认某一个状态信息存在于这颗哈希树中。

    Drawn by RJ

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    • Batch(这也是rollup异常棒的一个改良):

    当rollup上发生生意的时刻,会发生新的state root。

    然则若是每发生一笔生意就署名并在主链更新一次state root,发生的成本反而会比将这些生意在Layer1上执行还要高。

    以是rollup中发生的生意就被按批次打包汇总,同时凭证这批生意所有执行完成后的状态,会发生一个新的state root。无论是谁将生意打包提交给主链上的智能合约,他都需要盘算这个新的state root,并将其和上一个state root以及生意数据一并提交。

    这一部门的打包被称为一个”batch”,运营商将batch提交给Rollup 合约后,主链会去验证新的state root是否准确,若是通过验证,则将state root更新为最新提交的state root,并最终完成一次rollup内的状态转移确认。

    以是,Rollup的实质是将一大笔现实发生的生意汇总成一笔主链上的生意,这些生意由Rollup链来执行和盘算,但会将数据提交给主链。这样既行使了主链的共识和平安性,同时提升了现实上的生意效率,降低了生意成本。

    https://vitalik.ca/general/2021/01/05/rollup.html

    https://vitalik.ca/general/2021/01/05/rollup.html

    • 压缩:

    这两种手艺方案能够做到扩容,焦点都是生意数据的压缩和打包(前面提到了rollup的一大改良就是将生意数据上链 因此“压缩”是针对这部门)。这是由于以太坊的区块 gas limit 是有上限的, 压缩后的生意越小,一次能提交给主链的生意就越多,平摊的用度越低。那么若何做到这一点呢?

    以下是Vitalik在其文章中形貌的一种zk的压缩模式,作为例子帮我们明晰:

    以太坊主链上一笔简朴的生意(好比发送 ETH)通常消耗约 112 字节。然而,在 zk-Rollup 上发送 ETH 可以缩减到约 12 字节。

    https://vitalik.ca/general/2021/01/05/rollup.html

    到达这样的压缩效果,一方面是接纳了更简朴高级编码,另一方面,尚有一些巧妙的压缩技巧。

    这个图表很有意思,不思量rollup,一样平常在以太坊网络上生意会涉及到这些参数:

    Nonce:此参数的目的是防止重放。若是一个账户的当前 nonce 是 5,那么来自该账户的下一笔生意处置后,账户中的 nonce 将增添到 6。nonce一样平常来说可以到几千几万,但它是通过rlp编码可以动态缩短字节,以是以太坊网上的nonce约莫是在3字节左右

    Gasprice:是以10的负18次方为单元的一个数,也是rl编码,也许是8字节

    Gas:这边指的是你愿意支出的gas个数,一样平常都不多。一样平常以太坊一个block的gas上限是允许2万万个gas。一样平常一个转账生意gas差不多是2万,调个合约差不多是10万-20万,顶多几十万。以是这边平均差不多3个字节

    To:以太坊上一个地址差不多是21个字节,而且以太坊地址局限很大

    Value:指的是转账时的钱数,许多时刻调合约value都是0,由于你不需要往合约里转账。但好比我转5eth给你,那value就有个值。单元也是10的负18次方,rlp编码,9个字节差不多

    Signature:署名就对照牢固 差不多68个字节

    以是这样算下来,一个eth生意差不多112个。由于roll-up是往L2发,以是只要能表达出完整信息,L2方案是可以自界说名堂的。然则这些信息他可以挑选,和压缩。好比:

    Nonce:在 rollup 中可以完全省略 nonce。由于完全可以从 pre-state 中恢复 nonce。

    GasPrice:可以在每批中设置一个牢固的用度水平,或者甚至将 gas 支付完全移到汇总协议之外,并让生意者通过渠道向批次确立者支付用度。

    Gas:可以在 batch 层面设置 gas 限制,选择一些特定的值,

    To:可以通过默克尔树上的索引来替换 20 字节的地址(例如,若是地址是添加到树中的第 4527 个地址,我们只需使用索引 “4527” 来引用它。就可以限制到4个字节

    Value:钱数把单元改一下,或者用其他手艺法来存储。

    Signature:使用 BLS 聚合署名,将多个署名整合为一个。然后可以一次性地针对整个新闻批次“batch”验证署名。由于每个区块中可验证的聚合的署名数目上限是100,以是纵然包罗100笔署名的 大批次(batch)也能聚合成一笔署名。

    最后省下来差不多12个字节。着实相当于限制了精度,但信息局限稳固,依旧险些表达了完整的信息。这就是roll up为什么能扩容的重点。但这扩容的缘故原由主要是由于在主链上,calldate是有限制的,由于calldate它每个字节都市消耗主网上的一点gas,而主链上一个blcok的总gas数上有限制的。以是就限制了calldata能包罗的字节的总数。

    这些压缩技巧是 rollup 扩容的要害,若是我们纰谬生意数据举行压缩,rollup 或许只能在主链的基础上的有约莫 10 倍的提升效率,但有了这些压缩技巧,才气做到100倍甚至更高的压缩效率。

    • Data availability :

    若何验证提交的信息是准确可用的?

    Roll-up和plasma的一大差异在于它也提交了生意数据上主链,来保证任何人可以验证。那现在就涉及到了若何验证提交的信息是准确可用的?

    对于这一问题,大要上有两种解决方案,而凭证解决方案的差异,rollup也被分成了两类:Optimistic rollup乐观卷叠 和 Zero-knowledge (ZK) rollup零知识证实卷叠。

    a)Optimistic rollup 顾名思义,它们乐观地假设所有生意都是有用的,并在没有任何初始证实的情形下提交批次。任何人可以在挑战期内,检测并证实有数据是虚伪的。

    Drawn by RJ

    若是批处置被证实是有敲诈性的,那么Optimistic rollps会执行敲诈证实,并使用以太坊主链上的可用数据运行准确的生意盘算。

    还可以用适才这个图(下图)来注释optimistic roll-up中的 敲诈证实构建:

    batch所包罗的信息包罗了pre-state root,post state root,和生意信息。

    凭证pre-state root这一部门能够构建完整的默克尔树。

    凭证生意信息,我们可以模拟执行batch中提交的生意,从而获得了新的账户状态,获得新的默克尔树,获得新的state root。

    将上一步获得的state root和batch中的state root举行比对从而验证batch中的是否准确。

    https://vitalik.ca/general/2021/01/05/rollup.html

    https://vitalik.ca/general/2021/01/05/rollup.html

    https://vitalik.ca/general/2021/01/05/rollup.html

    为了威慑提交者不作恶,提交者往往需要质押资金,当他的提交被验证为错误时,一部门质押资金将会被扣除作为责罚。同时,提交了响应敲诈证实的验证者会获得被扣除的押金,以此来激励监测和提交敲诈证实的行为。

    若是我们将OR和Plasma举行比对,我们会发现一些相似性,例如他们都使用了敲诈证实机制,需要有一个验证者的角色来监测OR给主链的提交。但由于OR同时向主链提交了生意数据,以是OR上的验证者不需要在自己去保留纪录OR上的生意。

    Drawn by RJ

    优瑕玷:

    +ve:

    1)提供高吞吐量

    2)和低生意成本

    3)roll-up生意数据存储在第 1 层链上,提高了透明度、平安性、抗审查性和去中央化性。在不牺牲平安性或不信托的情形下提供可扩展性的伟大改善。

    4)optimistic rollup的敲诈证实保证了去信托的最终性,状态的有用性,而且并允许老实的少数人珍爱链(理论上哪怕只有一个老实节点都可以保证整条链的平安性)

    5)optimistic rollup也通过将生意数据上主网保证了数据的可用性。

    6)与 EVM 和 Solidity 的兼容性允许开发职员将以太坊原生智能合约移植到汇总或使用现有工具来确立新的 dapp。

    -ve:

    1) 提款慢,通常需要等7天,以允许提交质疑和敲诈证实

    2)平安模子依赖于至少一个老实节点执行汇总生意并提交敲诈证实来挑战无效状态转换。

    3)Optimistic roll-up必须在链上公布所有生意数据,也需一定的成本。

    Optimistic Rollup项目:

    b)另一类Roll-up解决方案是 Zero-Knowledge rollup (ZK rollup)

    先来说说什么是零知识证实ZKP?

    零知识证实(ZKP)是现代密码学的一个主要组成部门,它指的是证实者能够在不向验证者提供任何有用的信息的情形下,使验证者信托某个论断是准确的。

    证实者向验证者证实并使其相 信自己知道或拥有某一新闻,但证实历程不能向验证者泄露任何关于被证实新闻的信息。通俗的来讲就是:

    既证实了自己想证实的事情,同时透露给验证者的信息为"零"。eg 数独

    • 完整性

    • 可靠性

    • 零知识性

    与Optimistic Rollup差异,ZK Rollup 要求提交者在提交batch(zk rollup也是将生意捆绑成批次,链下执行,一同上链)时除了生意数据以及post/previous state root 之外,还要携带一个“有用性证实”。有用性证实被提交到主网的roll-up合约后,任何人都可以使用它来验证zk Rollup层中特定batch的生意是否准确。证实可以在提交batch几分钟后完成,验证乐成后主链rollup合约会将State root更新为提交的最新数据。这基本等同于省略了验证人的事情,在提交的同时完成验证。

    这意味着:1. zk Rol-Up省略掉了验证者保留数据,在挑战期提交敲诈证实的环节(如下图);2. 也不再需要在提交后再守候7-14天来做验证。以是生意速率也比其他L2方案快许多。

    Drawn by RJ

    现在市面上有两种零知识证实的解决方案:

    1. zk-SNARK(Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) 是精练非交互式知识论证的缩写。该种方案的特征是精练的,即验证历程不涉及大量数据传输以及验证算法简朴,这就意味着验证时间不会随着运算吞吐量而成倍增进

    2. zk-STARK(Scalable Transparent Argument of Knowledge) 是可扩展的透明知识论证,是作为SNARK的替换版本而确立的。与SNARK的Succinct的“S”差异,STARK的“S”代表的是Scalable(可扩展性),主要显示在STARK天生证实(Proof)时间庞漂亮近似于盘算的庞漂亮(呈拟线性关系),而验证证实(Verify Proof)的时间庞漂亮远小于盘算的庞漂亮。也就是说随着STARK扩展性提高,STARK的证实庞漂亮并没有响应增添。

    但由于零知识证实这部门涉及到很庞大的底层手艺和密码学观点,以是这个日后可以单拎出来再做个分享。今天这边就简朴说一下,不进入详细细节。

    总之,我们知道ZK rollups 特有的几个主要压缩技巧是:

    1. 天生的证实体积远远小于证实内容的体积(因此比op 上传到主网的字节要小许多)。

    2. 若是事务的一部门仅用于验证,而且与状态更新无关,那么该部门可以下链,从而削减字节。但这不能在optimistic roll-up中完成,由于该数据仍然需要包罗在链上,以防以后需要在敲诈证实中举行检查(对照zk不需要挑战期和敲诈证实)。

    但zk的挑战在于天生、以及验证一个zk证实自己需要异常异常大量且庞大的盘算,这也是为什么现在ZK-Rollup研发进度和现实应用都异常慢的缘故原由之一。而且正由于其手艺上的庞大性,并不是随便一种语言,编译环境,虚拟机,指令集都能够无缝支持完成以上提到的历程,需要做分外的适配,这导致zk项目天生就很难兼容evm(这一部门也、可以在日后专门聊zk的分享细说)。

    这边是@W3.Hitchhiker团队做的一个差异方案的用度和TPS对比:

    https://w3hitchhiker.mirror.xyz/7dwD76ZZIlR7ep731K6y9vTTuXGHOojxWSnkXKzqPzI

    优瑕玷:

    +ve:

    1)有用性证实确保链下生意的准确性。

    2)由于省略了验证者的事情和挑战期这个观点,一旦在 L1 上验证了有用性证实,就会批准状态更新,从而提供更快的生意最终确定性。(无须再等7-14天)

    3)OR 的数据可用性来自于经济学。为了能够优越的运转,OR必须设计合理的激励机制驱使一批主链上的验证人随时监测提交者,并准备提交敲诈证实,而zk的数据可用性依赖于密码学和代码。

    4)平安性依赖于主网的平安性和共识。由于恢复链下状态所需的数据都存储在 L1 上,从而保证平安性、抗审查性和去中央化。

    5)更好的数据压缩有助于降低calldata在以太坊上公布的成本,并最大限度地削减用户的汇总用度。属于现在压缩能力最强,效率最高的方案

    6)以是用户生意用度也低。

    -ve:

    1)由于其有用证实所需盘算量大,庞漂亮高,以是开发速率慢

    2)因此应用不普遍。不像op有那么多的应该和迭代

    3)现在很难支持以太坊虚拟机(EVM),使其难以运行 智能合约、DeFi 协议等去中央化应用程序。

    4) 硬件方面的中央化风险。天生有用性证实需要专门的硬件,硬件垄断有可能会导致对链举行集中控制。

    ZK Roll-Up项目:

    data from https://l2beat.com/scaling/tvl/, 22/09/2022

    Rollup 小总结:

    现在就能明晰为什么Roll-Up方案能够取代Plasma方案:

    1)效率 - zk-rollup 会天生链下生意处置的有用性证实。直接省略了运营商打包数据、公布“状态准许” 和 用户敲诈证实提交的环节,从而消除挑战期和退出机制的需要。这也意味着用户不肯定期考察链来珍爱他们的资金。

    2)支持智能合约 - Plasma 的另一个问题是无法支持以太坊智能合约的执行。Optimistic roll-up与以太坊虚拟机兼容,甚至现在不少zk项目(zkSync,StarkWare等)也在推进zkEVM的实现。使其成为更理想的、即平安又有用的去中央化扩容方案。

    数据不能用 - 如前所述,Plasma 存在数据可用性问题。若是恶意运营商在 Plasma 链上提交了无效数据,用户将无法质疑并提交敲诈证实。Rollups 通过强制运营商在以太坊上公布生意数据来解决这个问题,允许任何人验证链的状态并在需要时确立敲诈证实。

    3)大规模退出问题 - ZK-rollups 和Optimistic Rollups 都以差其余方式解决了Plasma 的大规模退出问题。例如,ZK-rollup 的加密机制确保运营商在任何情形下都无法窃取用户资金。

    同样,optimistic rollup对提款施加了延迟期,在此时代任何人都可以提议挑战并防止恶意提款请求。虽然这类似于 Plasma,但差异之处在于验证者可以接见确立敲诈证实所需的数据。因此,roll-up方案不会涉及到有可能损害主网络的“大规模推出”。

    V神这几年也强调了未来以太坊的生长蹊径将是以roll up为中央,底层链为区块的数据可用性提供保证,而Rollup为区块的扩容和有用性提供保证。

    然而…

    随着向layer2大规模迁徙的推进,即即是压缩能力强的rollups,最终照样会回归到相同的扩容问题——由于rollup生意数据仍必须流传到所有完整节点,其扩容水平依旧受到以太坊的数据处置能力的限制。

    与主网相比,Optimistic rollup可以实现25倍的可扩展性升级,zk rollup可以实现100倍,约 3000 TPS。

    可以说 Rollup方案们在扩容方面提供的是线性增进,而非指数级的。那有没有可能够既保证性能,又提供指数级的扩容增进?

    于是StarkWare团队又首创了Validium方案,一个有可能到达2-3万tps的链下扩容方案…

    D. Validium链

    它的运行方式类似于ZK rollup,也通过公布零知识证实来验证以太坊的链下生意,然则最主要的区别在于Validiums 的数据可用性是链下的。由于这样吞吐量不受以太坊数据处置能力的限制,从而提高扩展性、生意速率、降低用户用度(公布成本calldata更低)等目的。

    • 存款和取款:

    存款和取款也和rollup类似,用户的存款和取款由以太坊上的智能合约控制。用户通过在以太坊主链合约中存入 ETH(或任何与 ERC 兼容的代币),在validium链上铸造出与其存款相等金额的代币。

    取款的话,validium 用户将其提款生意提交给运营商。用户在validium链上的资产在退出系统前也会被销毁。一但批次的有用性证实获得验证,用户就可以通过提供merkle证实来挪用主合约举行提款。以是和zk-rollup一样,Validiums 提供近乎即时的提款。

    • Batch批次:

    和rollup类似,用户向运营商提交生意,运营商将生意打包成批次然后提交上主链。批次中包罗状态根state root/merkle root和有用性证实。要执行状态更新,运营商必须盘算一个新的状态根(在执行生意之后)并将其提交给主链上的合约。若是有用性证实通过,将切换到新的状态根。

    与 ZK-rollup 差异,validium 上的运营商不需要公布生意数据。这使得 validium 成为一个纯粹的链下扩展协议。

    Drawn by RJ

    Validium的链下数据存储主要利益是进一步提高可扩展性(吞吐量不受以太坊数据处置能力的限制)、提高生意速率、降低用户用度(公布成本calldata更低)、以及珍爱隐私,由于民众无法在链上接见生意数据。

    • 数据可用性:

    然而,链下数据的可用性带来了一个问题 —— 若是运营商作恶向用户遮盖链下状态数据,同时用户无法接见生意数据,那么用户就无法盘算执行提款所需的 Merkle 证实,用户的资金就会被冻结。

    如下图所示:若是运营者更改了trasaction 6,则生意transaction1的所有者将无法证实其帐户所有权,由于丢失了证实历程中所需的节点 hash (5,6,7,8)的信息。

    (听起来比plasma好一些,在plasma方案中,运营商作恶是可以偷取用户资金的,在validium中,由于不是使用敲诈证实,而是有用性证实,运营商作恶隐藏数据的最糟情形是冻结用户资金,使其无法提款…)

    Drawn by RJ

    因此,Validium 有需要接纳分外的链下数据治理机制,以便确保用户在需要时可以接见到链下生意数据。

    Validiums 的链下数据可用性治理方式可以分为两大类:一些依赖受信托方来存储链下数据;而另一些则使用随机分配的验证者来完成义务。

    第一类:数据可用性委员会Data Availability Committee (DAC)

    为领会决这个问题,StarkWare提出了数据可用性委员会(DAC)的观点,以消除用户对运营商的信托依赖。

    通过指定一组受信托的实体(统称为数据可用性委员会)来存储链下数据副本并在运营商不为用户的提款请求提供服务的紧要情形下将其(链下数据副本)变为果然可接见。由于成员较少,DAC 更容易实行而且需要较少的协调。但随同的是集中化风险。

    直接退出,无需通过运营商。

    在紧要情形下,主网上应用程序智能合约(ASC)将不再接受新的状态更新,而是只允许能够为最新状态提供merkle证实的用户直接提取资金。也就是说这种情形下用户可以无需通过运营商,直接挪用主合约的提款功效,将他们的资金提回。

    由于其仍使用零知识证实,以是不存在广播不准确状态的危险。

    然则,用户必须信托 DAC 以在需要时提供数据(例如,用于天生 Merkle 证实)。数据可用性委员会的成员有可能受到恶意行为者的损害,然后恶意行为者可以扣留链下数据。

    第二类:绑定数据可用性 Bounded Data Availability

    这种是通过经济激励机制和去中央化的形式来保证链下数据的可用性。此方案要求卖力存储离线数据的介入者在担任其角色之前在智能合约中质押(即锁定)代币。这种代币作为一种“纽带”来保证数据可用性治理者之间的诚执行为并削减信托假设。若是这些介入者未能证实数据可用性,则保证金将被削减。

    在绑定的数据可用性方案中,一旦质押所需的代币,任何人都可以被分配存储链下数据。这扩大了相符条件的数据可用性治理职员的数目,削减了影响数据可用性委员会 (DAC) 的集中化风险。更主要的是,这种方式依赖于加密经济激励措施来防止恶意流动,比指定受信托方来珍爱离线数据更平安。

    Validium的优瑕玷:

    +ve: zk roll-up的许多优势和劣势validium也有:

    1) 有用性证实强制链下生意的完整性,并防止运营商用无效状态来更新

    2) 生意速率快。将资金撤回以太坊时不会泛起延迟(无需敲诈证实)

    3)适用于特定用例,例如优先思量隐私&可扩展性的生意或区块链游戏。(好比DeversiFi 是一个使用第二层网络(Validium)实现隐私情易和可扩容的去中央化*生意所。*的DEX V1.0 选择链下数据解决方案的主要缘故原由之一,是由于他们的客户——专业生意者——不能将他们的生意历史纪录在链上,由于这会将他们的计谋露出给竞争对手。

    4)链下数据可用性提供更高水平的吞吐量。

    5)通过不将生意数据公布到以太坊主网来降低用户的gasfee

    6)指数级的可扩展性增进将承载更高的流动性,这会是新兴 DEX 的一个主要属性

    -ve:

    1)由于其有用证实所需盘算量大,庞漂亮高,以是开发速率慢。对于低吞吐量的应用程序不具有成本效益。

    2)因此应用不普遍。不像op有那么多的应用和迭代

    3)现在很难支持以太坊虚拟机(EVM),使其难以运行 智能合约、DeFi 协议等去中央化应用程序。

    4)硬件方面的中央化风险。天生有用性证实需要专门的硬件,硬件垄断有可能会导致对链举行集中控制。

    5)模子依赖于信托假设和加密经济激励,不像 ZK-rollups 纯粹依赖加密 密码学平安机制。

    6)链下数据的可用性的问题:确立或验证 Merkle 证实所需的数据可能不能用。这意味着若是运营商作恶,用户可能无法从链上合约中提取资金。即时有数据可用性委员会,依旧存在中央化的风险。

    Validium项目:

    from https://l2beat.com/scaling/tvl/, 22/09/2022

    E. Volition

    这边可以多提一个夹杂方案——StarkWare建立的volition的观点:连系了 ZK-rollup 和validium,并允许用户在两种扩展解决方案之间切换。通过Volition,用户可以行使 validium 的链下数据可用性举行某些生意,同时保留在需要时切换到链上数据可用性解决方案(ZK-rollup)的自由。这实质上使用户可以凭证他们的怪异情形自由选择权衡取舍。

    https://medium.com/starkware/volition-and-the-emerging-data-availability-spectrum-87e8bfa09bb

    例子:在zkSync2.0中,就用到了volition的观点。他们L2 状态分为 2 个方面:具有链上数据可用性的 zkRollup 和具有链下数据可用性的 zkPorter。这两部门将是可组合和可互操作的。

    四、总结:

    1. 种种方案对比,rollup有用地保证了状态有用性+数据可用性,保留了先前方案的优势,同时解决了他们的局限性。从而成为现在扩容领域的的龙头。

    2. 在roll-up方案中,短期来看,optimistic rollup手艺加倍成熟、运用更普遍,op roll-up可能会在通用 EVM 盘算中胜出,而 ZK roll-up可能会在简朴的支付、交流和其他特定于应用程序的用例中胜出。

      但从久远来看,而ZK Rollup的弱点基本都属于手艺问题,随着大量优异的开发职员投入到相关研究,ZK Rollup在未来会是更优的扩容方案。ZK-Rollup 手艺的基本原理将使其能够取代 Optimistic Rollups,有能力到达更快的速率、更高的平安性,更全的性能,从而带来加倍普遍的接纳。现在已经有不少像 Scroll、zkSync 和 Polygon 这样的 Layer 2 项目已经在实验引入 zk-EVM 的盘算环境,这将使 ZK-Rollups 能够自力运行所有类型的通用智能合约。

    3. 未来会有更多融合。从扩容方案生长历程来看,以太坊的扩容并不是某个单一方案能够一劳永逸的。许多解决方案提供商也都在多条路径上举行着探索和结构。小我私人信托这也势必会发生更多融合方案(eg. Optimism 的“Bedrock”;StarkEx的 Volition;Polygon)

    4. 读完本文应该能很直观地感受到:扩容方案的生长迭代,往往是意识到一个解决方案存在的局限性后,用另一种更好的方案来尽可能地保留优点,解决瑕玷,突破局限。就像当初很长一段时间开发职员都以为Plasma 就是“the right one”,直到意识到它的局限性无法被突破,从而探索出了roll-up;现在 roll-up看起来似乎就是人人公认的谜底了,但也许随着探索的深入,还会泛起推翻roll-up的更优的解决方案?

    5. 最后就是我整理完感受这些扩容方案现在有无数种走向,对于我这种二级投资的个体户 感受可以逐步来,等项目跑出来做右侧生意,由于转变太快,可能好不容易搞明晰了,他们发现走不通,改偏向了(就像plasma) 。然后判断出一个大趋势广撒网,广押宝也许是笨但对照有用的设施哈哈。但这是二级思绪 不适用于一级,一级最后照样看团队、看项目背后的网络、资源。

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