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科普鏈下協(xié)議：什么是側(cè)鏈與Rollup

2021-12-14 11:26:56 | 來(lái)源： | 作者： Patrick McCorry
這篇文章主要介紹了科普鏈下協(xié)議：什么是側(cè)鏈與Rollup的相關(guān)資料，希望這篇關(guān)于鏈下協(xié)議：什么是側(cè)鏈與Rollup的文章，能夠幫助各位投資者對(duì)鏈下協(xié)議有一個(gè)更加深入透徹的了解。

科普鏈下協(xié)議：什么是側(cè)鏈與Rollup

Infura 現(xiàn)已支持以太坊之外的網(wǎng)絡(luò)，包括 Arbitrum、Optimism 和 Polygon。

這三個(gè)項(xiàng)目都是全新的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。相比以太坊，它們提供了更低的交易費(fèi)和更快的交易確認(rèn)速度。關(guān)鍵是，它們還提高了以太坊的易用性，因?yàn)橛脩?hù)原本放在以太坊上的資產(chǎn)也能拿到這幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)中使用。

這種擴(kuò)展方法被稱(chēng)為 “鏈下協(xié)議”。我們寫(xiě)了一篇簡(jiǎn)短的文章來(lái)解釋它們?nèi)绾文苡兄跀U(kuò)展以太坊的吞吐量（并提高其易用性）。

為什么不直接在以太坊上交易呢？吞吐量的瓶頸在哪？

科普鏈下協(xié)議：什么是側(cè)鏈與Rollup

- 圖 1. 過(guò)去三個(gè)月的平均 Gas 價(jià)格。在網(wǎng)絡(luò)擁堵時(shí)就會(huì)飆升。 -

以太坊只支持每秒 15 筆交易，而且，從圖 1 中可以看到，在用戶(hù)的需求超過(guò)吞吐量瓶頸時(shí)，手續(xù)費(fèi)水平就會(huì)飆升。從某種程度上來(lái)說(shuō)，吞吐量的限制是社區(qū)為了追求去中心化而制定的自我約束。

去中心化的目標(biāo)是最大化全世界能夠?qū)崟r(shí)驗(yàn)證區(qū)塊鏈完整性的參與者的數(shù)量。這個(gè)目標(biāo)對(duì)于最小化對(duì)區(qū)塊生產(chǎn)者的信任，是非常關(guān)鍵的，所以社區(qū)自我強(qiáng)制實(shí)施了界定區(qū)塊有效性的共識(shí)規(guī)則。為了達(dá)成參與者占世界人口比重的目標(biāo)，需要限制交易處理所帶來(lái)的計(jì)算量、存儲(chǔ)量和帶寬負(fù)擔(dān)。

（譯者注：作者在此處的推理是成立的，但是表述卻是浪漫化的。我從來(lái)沒(méi)聽(tīng)過(guò)誰(shuí)能確定全節(jié)點(diǎn)（也即所謂的實(shí)時(shí)驗(yàn)證者）的運(yùn)行負(fù)擔(dān)與參與者數(shù)量的關(guān)系并以此提出計(jì)算量等方面的資源約束。這樣的研究有幾分可信度是值得質(zhì)疑的。而現(xiàn)實(shí)也根本不是這樣運(yùn)行的。我們只需知道，提高吞吐量并不是沒(méi)有代價(jià)的事情，就可以了。暗示大家有個(gè)一致的共識(shí)應(yīng)該怎么控制吞吐量，則神化了 “社區(qū)” 這個(gè)概念，阻礙了人們認(rèn)識(shí)實(shí)際的情形。）

我們的挑戰(zhàn)是，既要提高吞吐量，又不能逾越資源的約束。

為什么我需要了解鏈下協(xié)議比如側(cè)鏈和 rollup？

大部分?jǐn)U展網(wǎng)絡(luò)的方法都從下面幾點(diǎn)著手：

  • 分發(fā)驗(yàn)證負(fù)擔(dān)。驗(yàn)證任務(wù)在網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)之間分配，而不是像以太坊當(dāng)前這樣要求所有節(jié)點(diǎn)都做一模一樣的工作。
  • 更好地利用網(wǎng)絡(luò)中可用的資源。網(wǎng)絡(luò)中的資源應(yīng)該能持續(xù)不斷地得到利用，而不應(yīng)出現(xiàn)閑置。舉個(gè)例子，縮短出塊的時(shí)間間隔以更好地利用帶寬。

這些可擴(kuò)展方案可能仍需要很多年來(lái)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗鼈冃枰獙?duì)底層的以太坊協(xié)議作重大變更。

但另一種更為流行的替代方案是鏈下協(xié)議，它們是現(xiàn)在就可用的。因?yàn)樗鼤?huì)以如下的方式來(lái)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的吞吐量：

鏈下協(xié)議：交易處理的負(fù)擔(dān)從以太坊上轉(zhuǎn)移到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，但這些交易所影響的資產(chǎn)仍然駐留在以太坊上。

這樣的擴(kuò)展方案等于是動(dòng)用了另一個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，其資源約束也將與以太坊的不同。這樣的網(wǎng)絡(luò)可以用來(lái)實(shí)驗(yàn)多種擴(kuò)展協(xié)議（也可以單純用來(lái)測(cè)試 go-etherum （以太坊網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的主流客戶(hù)端）的極限），同時(shí)提高以太坊的易用性。

當(dāng)我把資產(chǎn)充進(jìn)另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，這些資產(chǎn)去了哪里？

你的資產(chǎn)會(huì)轉(zhuǎn)移到以太坊上的一個(gè)專(zhuān)門(mén)的橋接合約里，然后目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)里會(huì)你的賬戶(hù)中會(huì)出現(xiàn)等量的資產(chǎn)。資產(chǎn)鑄造完成后，你就可以在目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)里使用這些資產(chǎn)了，并且最終，當(dāng)你想把資產(chǎn)取出時(shí)，你需要通過(guò)相應(yīng)的橋接合約來(lái)取回。

并非所有的橋接合約都具備同樣的功能和特性。我們必須考慮橋接合約是怎么決定在何時(shí)釋放資產(chǎn)、還給用戶(hù)的。理想狀態(tài)下，只有橋接合約確信對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有遭到破壞時(shí)，才應(yīng)該放行資產(chǎn)。這個(gè)就是所謂的 “信任假設(shè)”，是保護(hù)用戶(hù)資金的終極措施。在討論鏈下協(xié)議是否真的能擴(kuò)展以太坊時(shí)，這一點(diǎn)經(jīng)常會(huì)引發(fā)爭(zhēng)議。

一方面，有些用戶(hù)認(rèn)為，另外的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)確實(shí)是一個(gè)擴(kuò)展方案，因?yàn)樗鼈兡鼙ＷC與以太坊同等（或非常接近）的安全性。常常被人討論的 “rollup” 協(xié)議最理想時(shí)是能實(shí)現(xiàn)這種程度的安全性的。但是，另一些用戶(hù)會(huì)接受更強(qiáng)的信任假設(shè)，相信鎖在另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的資產(chǎn)總是足夠安全的（只需要是 “側(cè)鏈” 就能讓他們滿(mǎn)意）。

與主鏈保持同樣安全性的 rollup 方案（相比于側(cè)鏈），會(huì)需要付出更多的資源。舉個(gè)例子，Rollup 網(wǎng)絡(luò)中的每一筆交易都需要向橋接合約提交一次狀態(tài)更新。但側(cè)鏈協(xié)議就無(wú)需以太坊投入巨大的資源開(kāi)銷(xiāo)，因?yàn)榻灰椎尿?yàn)證是由一組外部的參與方來(lái)執(zhí)行的。（譯者注，確切來(lái)說(shuō)，是因?yàn)閭?cè)鏈無(wú)需把自己運(yùn)行的任何細(xì)節(jié)暴露在以太坊區(qū)塊鏈上）。這種 安全性/資源 的取舍，最終會(huì)轉(zhuǎn)化成用戶(hù)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，天下沒(méi)有免費(fèi)的午餐。

不管怎么說(shuō)，我們相信，采取不同信任假設(shè)的橋接合約都會(huì)出現(xiàn)。最終，所有支持交易以太坊上資產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)都會(huì)提高以太坊的易用性。只是用戶(hù)在把資金鎖入橋接合約之前需要三思，需要意識(shí)到信任假設(shè)的區(qū)別和風(fēng)險(xiǎn)。

什么是側(cè)鏈？

“側(cè)鏈” 這個(gè)詞是始創(chuàng)于 Blockstream 的一篇論文。它是一種互操作性的解決方案，讓兩個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)能通過(guò)輕量級(jí)的證明來(lái)驗(yàn)證有關(guān)彼此進(jìn)展的信息。這種構(gòu)想的初衷是希望能在比特幣區(qū)塊鏈上鎖定比特幣，然后在另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中釋放（或者反之），而無(wú)需信任任何中介。

但幾年過(guò)去，“側(cè)鏈” 這個(gè)詞獲得了自己的生命力。它通常用來(lái)指代與另一個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)有關(guān)聯(lián)的一個(gè)獨(dú)立的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。實(shí)際上，這是通過(guò)一個(gè)允許資產(chǎn)從主鏈（比如以太坊）移到另一個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的橋接合約來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

側(cè)鏈可能會(huì)用到三種不同類(lèi)型的橋接合約：

  • 單組織型。單個(gè)團(tuán)體托管了鎖定在橋接合約中的資金。
  • 多組織型。特定的多個(gè)獨(dú)立參與方托管了鎖定的資金。N 個(gè)參與者中只需 K 個(gè)同意即可執(zhí)行動(dòng)作。
  • 密碼經(jīng)濟(jì)型。動(dòng)態(tài)的參與者組合，由資產(chǎn)權(quán)重決定參與資格，決定鎖定資金的去向。

舉個(gè)例子，WBTC 就是一個(gè)單組織型的橋，因?yàn)?BTC 是由 BitGo 托管的。而 Liquid 網(wǎng)絡(luò)和 RSK 區(qū)塊鏈則是由多組織橋來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)橐唤M預(yù)先指定的參與方有權(quán)把資產(chǎn)從一條鏈轉(zhuǎn)移到另一條鏈（以多簽名來(lái)表示許可）。而 Polygon 是一個(gè)密碼學(xué)經(jīng)濟(jì)橋，因?yàn)樗蕾?lài)大于 （2/3） 的權(quán)益多數(shù)來(lái)指定驗(yàn)證者，再由驗(yàn)證者定期向橋接合約提交網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)檢查點(diǎn)（且這個(gè)檢查點(diǎn)可以用來(lái)授權(quán)用戶(hù)取款）。

最重要的是，側(cè)鏈的橋合約是不會(huì)去驗(yàn)證其它網(wǎng)絡(luò)的完整性的，因此，它需要一組參與者為有效性負(fù)責(zé)。也就是它假設(shè)了至少會(huì)有一定比例的參與者會(huì)因?yàn)榻?jīng)濟(jì)激勵(lì)而保持誠(chéng)實(shí)并保護(hù)用戶(hù)的資產(chǎn)。

雖然側(cè)鏈交易不需要消耗以太坊的資源，代價(jià)就是它無(wú)法獲得以太坊同等的安全性以及（最終來(lái)看）免信任性。

什么是 rollup？

“Rollup” 一詞來(lái)源于 barry whitehat 提出的 zkrollup 概念，脫胎于 Plasma 的研究。

一個(gè) Rollup 系統(tǒng)也是一個(gè)獨(dú)立的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，但是 Rollup 系統(tǒng)中交易的資產(chǎn)留存在以太坊區(qū)塊鏈上并受到橋接合約的保護(hù)。橋接合約必須不斷確認(rèn) rollup 網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有被破壞、資金沒(méi)有處于風(fēng)險(xiǎn)之中。在最糟糕的情況下，橋接合約需要無(wú)視網(wǎng)絡(luò)的請(qǐng)求，允許用戶(hù)取回資金。

Rollup 可以保持（至少是非常接近）以太坊的安全程度，代價(jià)是要解決以下幾個(gè)問(wèn)題：

  • 數(shù)據(jù)可得性。橋接合約必須確定所有數(shù)據(jù)都是公開(kāi)可得的。這使得每個(gè)人都能獨(dú)立計(jì)算這個(gè) rollup 的最新?tīng)顟B(tài)。
  • 狀態(tài)轉(zhuǎn)換的完整性。橋接合約必須確認(rèn)，所有的狀態(tài)轉(zhuǎn)換（交易）都是有效的。
  • 抗審查性。橋接合約可以自主執(zhí)行交易，以保證如果網(wǎng)絡(luò)被攻陷（或者不能推進(jìn)），用戶(hù)最終可以自己取出資金。

快速總結(jié)一下解決方案。數(shù)據(jù)可得性問(wèn)題通過(guò)把系統(tǒng)內(nèi)所有交易的數(shù)據(jù)發(fā)布到以太坊區(qū)塊鏈上來(lái)解決，這也是 “rollup（卷）”名字的由來(lái)（它把交易都卷了起來(lái)成批上鏈）。狀態(tài)轉(zhuǎn)換的完整性問(wèn)題則使用錯(cuò)誤性證明（fraud proof）（Optimistic rollup）或者有效性證明（ZK rollup）來(lái)解決。抗審查問(wèn)題則有些棘手，通常也不會(huì)討論，但它需要橋接合約能夠自主接受和執(zhí)行普通用戶(hù)發(fā)起的交易。

Rollup 有一個(gè)持續(xù)付出的成本。這樣的網(wǎng)絡(luò)必須持續(xù)向橋接合約提供證明，證明所有得到處理的交易都是有效的，網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有被攻破。這需要消耗以太坊的資源，也影響了它的可擴(kuò)展性。不過(guò)，從中期來(lái)看，它還是可以大幅降低用戶(hù)的交易成本。舉個(gè)例子，在 Arbitrum 上，一次幣幣互換的成本是 1600 gas，而在以太坊主網(wǎng)上需要 12 萬(wàn) gas。

側(cè)鏈與 Rollup 有何區(qū)別？

側(cè)鏈（比如 Polygon）和 Rollup（比如 Optimism 和 Arbitrum）都是獨(dú)立的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，它們有自己的區(qū)塊生產(chǎn)者和智能合約運(yùn)行環(huán)境。它們的關(guān)鍵區(qū)別在于鎖定資金的橋接合約。準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)，是保護(hù)用戶(hù)資金的信任假設(shè)的區(qū)別。

  • 側(cè)鏈。橋接合約會(huì)接收關(guān)于獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)的信息，但不會(huì)驗(yàn)證其正確性。一組掌控這個(gè)橋接合約的參與者會(huì)負(fù)責(zé)檢查獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)（確保其未被攻陷），并向橋接合約表示相關(guān)的事實(shí)。
  • Rollup。一組參與者（定序器）負(fù)責(zé)為獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)更新提供證據(jù)，并由橋接合約來(lái)驗(yàn)證這些證據(jù)的有效性（以及獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)是否完整而未遭破壞）。

這里面有個(gè)細(xì)微的區(qū)別，但歸根到底，在于主鏈上的橋接合約是否能強(qiáng)制保證獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)上的交易的有效性，還是說(shuō)，它只能依賴(lài)于一組受信任的參與方來(lái)表示這些交易是有效的。

當(dāng)然，天下沒(méi)有免費(fèi)的午餐。Rollup 網(wǎng)絡(luò)可以保持與以太坊主網(wǎng)同樣的安全性，但也要在以太坊網(wǎng)絡(luò)中消耗更多的資源。這就拉高了在 rollup 網(wǎng)絡(luò)上交易的成本。作為一個(gè)用戶(hù)或者開(kāi)發(fā)者，你需要考慮網(wǎng)絡(luò)所提供的額外安全性和額外付出的財(cái)務(wù)成本。

沒(méi)有最好的，只有最合適的。

那我要怎么開(kāi)始使用 rollup 或者側(cè)鏈呢？

你可以回看一下我們的博客公告。我們已經(jīng)支持了包括 Arbitrum、Optimism 和 Polygon 在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)。

上述的所有網(wǎng)絡(luò)都使用與以太坊網(wǎng)絡(luò)相同的 JSON PRC 標(biāo)準(zhǔn)，也都支持兼容 EVM 的智能合約。你可以在自己的 Infura 賬戶(hù)中激活這些網(wǎng)絡(luò)，更新供應(yīng)商的 URL，然后就可以跟這些網(wǎng)絡(luò)交互了。

Arbitrum 和 Optimism 都還是 beta 版本，還在正式版本發(fā)布的準(zhǔn)備階段。你可能需要聯(lián)系他們團(tuán)隊(duì)來(lái)部署你的合約。Polygon 已經(jīng)啟動(dòng)了，你現(xiàn)在就可以部署合約上去。

希望這篇文章能幫助你了解側(cè)鏈和 rollup。我們 Infura 已經(jīng)支持以太坊網(wǎng)絡(luò)超過(guò) 5 年時(shí)間，我們很激動(dòng)能支持這些新項(xiàng)目并提高以太坊的易用性和可擴(kuò)展性。

以上就是科普鏈下協(xié)議：什么是側(cè)鏈與Rollup的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于什么是側(cè)鏈與Rollup的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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