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從鏈上到鏈下:狀態通道與Roll-ups
作者:Bill Buchanan,來源:Medium,編譯:Shaw 金色財經
不久之後,我們需要意識到我們正在運行一個傳統的金融世界,並且需要構建一個更值得信賴的數字基礎設施。實際上,我們需要變革的不只是金融領域,還有任何需要高度信任、安全性和分布性的領域。爲此,我們可以採用像以太坊這樣的 Layer 1 區塊鏈方法,但它已經暴露出擴展性問題,其主帳本和計算基礎設施無法處理每秒超過 15 到 30 筆的交易。不過,如今正在採用新的方法來減輕以太坊的負擔——同時仍保持其可信度和分布性。這些方法包括用於共享的 Layer 1 實現,以及向權益證明 (PoS) 的過渡。然而,最令人關注的進展發生在 Layer 方法中,這些方法建立在核心以太坊網路(主網)之上。
Layer: 狀態通道
狀態通道最初是在比特幣閃電網絡中實現的,後來在以太坊上進行了擴展。通過這種方式,我們基本上在主網帳本上有兩個記錄,其中相關方必須承諾一些資金,這些資金可能會被使用,也可能不會被使用。例如,假設Bob想要創建一個側通道來支付客戶費用,並承諾支付10個ETH。然後,他將創建一個通道合約。承諾的ETH將在通道有效期內被鎖定,並且無法使用。Bob可以給Alice 2個ETH,給Carol 3個ETH。完成後,他將提交完成的交易,Bob將收回5個ETH,Alice和Carol分別獲得2個ETH和3個ETH。最後,Bob只需發布匯總數據,並且只需爲主網帳本上的兩次承諾支付交易費用。狀態通道的實現由Polygon提供,它實現了完整的EVM兼容性和低交易費用。以下是一個例子:
Layer: Roll-ups
擴大乙太坊規模的最佳機制之一是通過Roll-ups和側鏈將交易轉移到鏈下。
Optimistic Roll-ups
這些機制在鏈下處理交易,並假定交易有效(本質上是一種“信任並驗證”的方法)。只有當交易出現爭議時,它們才會佔用主網上的計算資源。因此,在交易真正確認到主網之前,需要一段“挑戰期”的延遲。
在 Arbitrum 中,欺詐觀察員會分析交易,如果發現欺詐交易,觀察員會將欺詐證明發布到主網。實際上,Arbitrum 可以識別與欺詐分析相關的代碼行,然後將其發布到主網。主網隨後可以對欺詐證明進行裁決,並決定是否執行所需的代碼。Arbitrum 有七天的提現期。
零知識Roll-ups(zk-Rollups)
這些技術將計算和狀態存儲轉移到鏈下,並採用一種無需信任的方式。一旦狀態更新回主網,只需極少的更新即可完成狀態變更及其相關的證明。由於我們擁有壓縮格式的證明,因此可以快速驗證更新後的交易,同時保障交易的隱私性。有了這種技術,與需要數天才能提交的 Optimistic Rollups 不同,使用 zk-Rollups(基於 zkSnarks)我們只需大約一小時即可驗證證明。這確保了沒有雙重支付,並且所有交易都具有償付能力。ZKsync 就是一個例子。
側鏈
這是一個獨立的側鏈,是一條橋接到主網的獨立區塊鏈。與 roll-up 方法不同,更新後的交易可以在需要時回顯到主網。總的來說,它們擁有自己的區塊鏈和共識機制,例如權威證明 (PoA)。Polygon 就是一個側鏈基礎設施的例子。側鏈的總體弱點在於,它們的安全模型可能與以太坊主網不同。
結論
在我看來,在離線鏈中使用零知識證明是最佳解決方案,因爲這樣可以快速驗證主鏈上的交易,並且能保護交易雙方的隱私。我們還可以在零知識證明中使用選擇性披露,這在揭示重要信息時很有用,比如一個人是否有權訪問某個資源。
對於Optimistic Rollups,我們假定交易有效,除非有相反的證明,並且需要一個挑戰期,在此期間交易在最終確定前可以被質疑。而使用zk-Rollups,我們的交易是有效的,因爲有相關聯的證明,並且能快速提交到主網。遺憾的是,zk-Rollups 需要對密碼學和區塊鏈有深入的理解,這可能會減緩開發進程。
顯然,以太坊並非唯一的選擇,Polygon、Solana、Cardano 和 Polkadot 等提供了比以太坊更具擴展性的替代方案。不過,我們熱愛這個爲我們帶來智能合約和以太坊虛擬機(EVM)的區塊鏈,許多人希望它能夠克服可擴展性問題,同時保持同樣的去中心化和安全性水平。