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)橛脩粼痉旁谝蕴簧系馁Y產(chǎn)也能拿到這幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)中使用。
這種擴(kuò)展方法被稱為 “鏈下協(xié)議”。我們寫了一篇簡短的文章來解釋它們?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?
- 圖 1. 過去三個(gè)月的平均 Gas 價(jià)格。在網(wǎng)絡(luò)擁堵時(shí)就會飆升。 -
以太坊只支持每秒 15 筆交易,而且,從圖 1 中可以看到,在用戶的需求超過吞吐量瓶頸時(shí),手續(xù)費(fèi)水平就會飆升。從某種程度上來說,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)對于最小化對區(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的計(jì)算量、存儲量和帶寬負(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。我從來沒聽過誰能確定全節(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有代價(jià)的事情,就可以了。暗示大家有個(gè)一致的共識應(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實(shí)現(xiàn),因?yàn)樗鼈冃枰獙Φ讓拥囊蕴粎f(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)樗鼤匀缦碌姆绞絹頂U(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)可以用來實(shí)驗(yàn)多種擴(kuò)展協(xié)議(也可以單純用來測試 go-etherum (以太坊網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的主流客戶端)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)會轉(zhuǎn)移到以太坊上的一個(gè)專門的橋接合約里,然后目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)里會你的賬戶中會出現(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),你需要通過相應(yīng)的橋接合約來取回。
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)、還給用戶的。理想狀態(tài)下,只有橋接合約確信對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)沒有遭到破壞時(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)常會引發(fā)爭議。
一方面,有些用戶認(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,另一些用戶會接受更強(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” 就能讓他們滿意)。
與主鏈保持同樣安全性的 rollup 方案(相比于側(cè)鏈),會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)議就無需以太坊投入巨大的資源開銷,因?yàn)榻灰椎尿?yàn)證是由一組外部的參與方來執(zhí)行的。(譯者注,確切來說,是因?yàn)閭?cè)鏈無需把自己運(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,最終會轉(zhuǎn)化成用戶的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),天下沒有免費(fèi)的午餐。
不管怎么說,我們相信,采取不同信任假設(shè)的橋接合約都會出現(xiàn)。最終,所有支持交易以太坊上資產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)都會提高以太坊的易用性。只是用戶在把資金鎖入橋接合約之前需要三思,需要意識到信任假設(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)能通過輕量級的證明來驗(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),而無需信任任何中介。
但幾年過去,“側(cè)鏈” 這個(gè)詞獲得了自己的生命力。它通常用來指代與另一個(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)的橋接合約來實(shí)現(xiàn)的。
側(cè)鏈可能會用到三種不同類型的橋接合約:
- 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)行動作。
- 密碼經(jīng)濟(jì)型。動態(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(以多簽名來表示許可)。而 Polygon 是一個(gè)密碼學(xué)經(jīng)濟(jì)橋,因?yàn)樗蕾嚧笥?(2/3) 的權(quán)益多數(shù)來指定驗(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)可以用來授權(quán)用戶取款)。
最重要的是,側(cè)鏈的橋合約是不會去驗(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)了至少會有一定比例的參與者會因?yàn)榻?jīng)濟(jì)激勵而保持誠實(shí)并保護(hù)用戶的資產(chǎn)。
雖然側(cè)鏈交易不需要消耗以太坊的資源,代價(jià)就是它無法獲得以太坊同等的安全性以及(最終來看)免信任性。
什么是 rollup?
“Rollup” 一詞來源于 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)沒有被破壞、資金沒有處于風(fēng)險(xiǎn)之中。在最糟糕的情況下,橋接合約需要無視網(wǎng)絡(luò)的請求,允許用戶取回資金。
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 的最新狀態(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)可得性問題通過把系統(tǒng)內(nèi)所有交易的數(shù)據(jù)發(fā)布到以太坊區(qū)塊鏈上來解決,這也是 “rollup(卷)”名字的由來(它把交易都卷了起來成批上鏈)。狀態(tài)轉(zhuǎn)換的完整性問題則使用錯誤性證明(fraud proof)(Optimistic rollup)或者有效性證明(ZK rollup)來解決??箤彶閱栴}則有些棘手,通常也不會討論,但它需要橋接合約能夠自主接受和執(zhí)行普通用戶發(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,從中期來看,它還是可以大幅降低用戶的交易成本。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 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)確來說,是保護(hù)用戶資金的信任假設(shè)的區(qū)別。
- 側(cè)鏈。橋接合約會接收關(guān)于獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)的信息,但不會驗(yàn)證其正確性。一組掌控這個(gè)橋接合約的參與者會負(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,它只能依賴于一組受信任的參與方來表示這些交易是有效的。
當(dāng)然,天下沒有免費(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)用戶或者開發(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。
沒有最好的,只有最合適的。
那我要怎么開始使用 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)來部署你的合約。Polygon 已經(jīng)啟動了,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 5 年時(shí)間,我們很激動能支持這些新項(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的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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