以太坊重要扩容方案: Optimistic Rollup现状报告(上)-亚博

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网页登陆|如果不是因为这篇研究报告是不受 MolochDAO 之托而作,我想要 DAOSquare 应当会翻译成如此“技术性”的学术论文(最少现阶段会)。不过,以太坊的扩展性的确是一个最重要且热门的话题,现有的解决方案还包括 Optimistic Rollup、Zk Rollup,而 Optimistic Rollup 则是一个明确提出时间并不宽的新兴方案,它被指出是最有前途的配套方案。

那么时至今日它的发展情况如何?前景又如何?本文作者 Daniel Goldman 通过大量的调研已完成了此份报告,现在,DAOSquare 将这份成果共享给大家,不过由于篇幅过分“宏伟”,我们将分三期命上,本篇为第一部分。作者:Daniel Goldman(丹尼尔·戈德曼)自由软件工程师、技术顾问、作家译者:Emma、Snow Lu编辑:Samuel以太坊新兴 Optimistic Rollup 生态系统的技术概览以下报告由 MolochDAO 许可制作,John Adler 获取涉及意见/审核;但此篇所有观点皆代表本人。此外,项目评估仅有为该报告新闻报道时的状态简况(2020年2月)。

事事皆在变化,不做到过度允诺。弥漫以太坊配套社区的阴霾–Optimsitc Rollup2019下半年,Optimistic Rollups (ORU或Optiroll) 作为以太坊 Layer 2 配套协议很快蓬勃发展大冷。本文目的阐述新兴 ORU 的研发生态系统至新闻报道时的简况(2020年2月)。

我们再行将 ORU 理论属性敲于 Layer 2 设计空间大背景下,之后较为有所不同项目的方法和技术设计决策以及其中的各种权衡。9个项目还包括:Fuel LabsANONWhitehat, Cellani, Lim ( hereby “WCL”)PinkiebellOffchain LabsInterstate NetworkOptimismIDEXCeler页面此处总结他们的差异性。

最后,我们将深入探讨一些定性问题,这些问题将环绕以上项目如何在空间中充分发挥自己的起到。背景理论尽管美名独自,但对外开放且并未许可的区块链也有很多问题:网络中的所有原始节点必需可见,并检验系统处置的每笔交易;超低效率(互为较中心化数字缴纳系统而言)是加密货币倍受争辩的配套挑战的核心。

Layer 2 协议是减低此类开销的一类方法。将所有的节点全部检验所有交易,变成仅有由感兴趣的各方(例如那些期望取得自己资金的人)对交易的某些子集展开本地检验,以此(以某种方式,形状或形式)来移往这种开销 。最重要的是,他们保有基本层需要信任的安全性模型,同时需要倚赖用户自己运营的软件以外的资源。

· 数据可用性:解决问题在以太坊 Layer 2 研发的早期阶段,研发人员计划在说明了假设下运作,即基础层“减低检验开销”就是几乎将(某些)交易数据隔绝在区块链之外。(请参阅 Josh Stark 2018年初的文章 Making Sense of Ethereum’s Layer 2 以理解当时的思维方式)。加密货币协议有其内在的经济属性,可以鼓舞区块生产者及时地、普遍地分享区块(除非是贪婪挖矿等边缘情况 selfish-mining edge cases);区块链基础层有时被称作“数据可用性引擎”。

保证数据是(几乎)公开发表的,可以确保其需要展开检验,并且违宪交易完全无法通过。因此,在Layer 2的场景中,如果要将数据几乎隔绝在链外,将仍然能确保我们有这种数据可用性;因为那些担忧数据有效性的人可能会掩饰数据。因此,我们必需弄清楚,在这种极端情况下,如何以某种方式保证会再次发生违宪的状态改版。

对于Layer 2系统,数据掩饰问题一直是最好最坏的情况;因为最差劲的就是在没信息的情况下去探索事实。如果我们的定义充足严格,针对该数据掩饰问题的所有解决方案都可以分成两大类:状态地下通道和Plasma(channels and Plasma)。如果两方在一个地下通道中,双方一致同意后,链下数据的改版才确实有效地。

因此,如果 Alice 自由选择保有 Bob 的数据,Alice 将正处于近期状态;保有数据对她没益处。相比之下,Plasma 则没双方一致同意的这一拒绝。

这必要造成在 Plasma 中,如果用户没任何必要证据,则有可能再次发生违宪改版。即使在这种情况下,Plasma 仍可以确保用户持有人适当的链下数据,在交互批评期中证明并保证其资产所有权。就实际结果而言,状态地下通道已沦为第一个 Layer 2 结构。

人们很更容易解读,且状态地下通道(有可能)显然解决问题了一些基础的研究挑战,我们的确也看见状态地下通道在比特币和以太坊上的应用于。状态地下通道具备一些简单属性,例如即时交易,这些属性十分与众不同一些特定应用程序的市场需求。尽管是较标准化的配套方案,但在或许上仍受限制。

从本质上谈,地下通道之间是彼此独立国家的,且免信任的相连将造成资本效率低落,及/或受限于能用的流动路径。(我之前在 Bitcoin’s Lightning Network 公开发表了涉及容许以及解决问题策略。)Plasma 未来将会获取一种用途更加甚广,外侧链式配套方案,使参与者之间可以更加精彩地展开信息交互,但是它的发展路程却更加艰苦。

有关 Plasma 技术挑战的细节不出本文辩论范围之内。但是,(十分)非常简单来说,无法保证数据可用性的这种特质,让很多特性无法马上保有,例如:反对给定计价缴纳,用户的检验/存储拒绝最小化,防止大批量解散方案,以及反对智能合约逻辑 。虽然可以减轻这些问题,但是解决问题一个障碍的代价往往是激化另一个障碍。

简而言之,很难做完全正确,即使这些结构充足不切实际,其复杂性也不会让实践中显得艰难而较慢。(我已在此处及此处公开发表分析了 Plasma Cash 及其变体的合理进展及其带给的挑战。

Plasma 的问题让甚至一些人指出其不会消失(declare its demise)。即使有人指出这种众说纷纭还为时过早(例如我),但是毫无疑问,Plasma 比预期设想的更为艰难简单,而且传输结果的空间速度比最初期望的要慢。随着 Plasma 的衰退,以太坊社区渴求类似于非监管下的、具备侧链特性的事物。此时,就研究和实行状态而言,Optimistic Rollup 经常出现了。

· 数据可用性:妥协我们可以在各种先前的议案中找到目前 Optimistic Rollup 的结构痕迹,比如 Shadowchains, Coinwitness, bulk validation with ZK-SNARKS (现在称作 ZK-Rollup), 以及2015年初的一场关于Arbitrum 的学生演说等。就目前理解而言,John Adler 和 Mikerah Quintyne-Collins(又称““Bad Crypto Bitch ”)将协议基础称作“拆分共识 Merged Consensus”。

先前的 Plasma Group 团队(现为 Optimism,下文讲解)在一篇博客文章中叙述了类似于原理,并在 Optimistic Layer 2 游戏语义分析中将其订为框架,命名为 Optimistic Rollup(无论出于何种原因),并最后确认。Optimictic Rollup 使用前一段中所述的框架并把它旋转过来;ORU 并不想在数据掩饰的情况下保有非监管性,而是采行了一种更加必要的方法,即必要拒绝将交易数据公布在链上,更加具体地说,拒绝将充足的数据公布在链上,以便任何运营以太坊节点的人都可以修复 ORU 的状态。配套的益处在于,Layer 1 仅有须要找到数据并将其 Merkle 树根化作区块根,需要继续执行任何操作者;(理想情况下)计算出来仅有在 Layer 2 继续执行。

因此,交易数据作为调用数据公布在链上,并且不存储在状态中;因为状态容量快速增长和计算成本(有可能)是以太坊配套的核心瓶颈,这具备极大的快速增长空间。与 Plasma 一样,基础层无法必要检验交易就意味著不会有一些违宪交易。在 ORU 下,任何当事方都将亲眼违宪交易的改版,然后通过欺诈证据向基础层展出欺诈证明,欺诈证明将还原成欺诈性区块以及及先前的区块改版。

一旦过了充足的时间而没递交欺诈证明,就可以确认并汇总区块,从这些区块中启动的付款就可以已完成。为了诱导蓄意公布违宪区块的不道德对社区的蓄意毁坏,区块递交人会公布一个保证金,如果欺诈证明有效地,将大幅度缩减保证金。

这种以防欺诈处置的准确方式是任何特定 ORU 结构的核心。与 Plasma 比起,ORU 有一个不可避免的根本性缺点,那就是它的配套性比较较低。假设链上数据与 ORU 块中的数据成正比,则 ORU 结构不会受到基础层仅次于数据量的容许。不过在其他方面 ORU 也有很多益处,还包括:· 更加精彩/更加普遍地反对智能合约· 更容易地反对给定缴付面额· 需要许可的区块生产· 更加非常简单的博弈论解散机制· 比较非常简单的操作者正如我们预料,即使是上述因素也必须在有所不同的 ORU 结构中互相权衡。

(有关 ORU 背后的更好信息,请参阅 John Adler 的 “The Why’s of Optimistic Rollup”。。

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