前言:我们知道Plasma是以太坊扩容方案之一,那么,到底什么是Plasma?什么是PlasmaCash?本文给我们一些简要的说明。
Plasma是一种设计模式,它允许链外消息驱动链上资产的转移。它通过将交易吞吐量转移到Plasma链来实现对根链的扩展。你可以把它看作是一个教授需要在短时间内批改许多考卷。教授可以将这项工作委托给助教,他们查看考卷上的每个问题并计算对应的分数,但只向教授报告总分。
每个Plasma链将交易排序的信息压缩到单个哈希,并存储在根链上。像比特币和以太坊这样的就是根链——这些区块链具有更强的安全性和去中性化保证(安全性和活性)。本篇文章将使用以太坊作为根链例子贯穿全文。
“Plasma不是在中心化服务器上贴上一个Merkle树。”
——VitalikButerin,2018年于TechCrunch,瑞士Zug
Plasma设计的两个主要分支称为PlasmaMVP和PlasmaCash。首先,让我们了解一下背景信息,从宏观角度了解下简单的用户流,之后再更深入地探讨每个部分。
观点:比特币网络享有美国宪法第一修正案的保护:评论人士Justin Wales表示,美国宪法第一修正案对表达自由、结社自由做出保证,而这种自由也随网络技术的扩展而扩展。在Packingham诉北卡罗莱纳中,大法院裁定第一修正案适用于在线网络,并保证涉及到的表达、结社自由。正如互联网一样,比特币网络享有第一修正案的保护。
比特币是一种协议,全世界有相同意愿的人都可以使用并维护该协议。节点记录事实,矿工保证记录准确。任何人能加入且软件免费易得。每个人有权对网络提出改进,持异见者可以分叉。从这种意义上来说,比特币是一种直接民主。内部激励机制使得无需中心主体即可有效运行,这使得比特币网络产生了第二层价值。应该从新的角度对比特币进行讨论,而不仅仅从数字货币这一角度出发。(Coindesk)[2020/7/30]
在开始之前,让我们先快速了解一下基本概念:
稀疏的Merkle树,来自:https://doi.org/10.1007/978-3-319-47560-8_13
观点:新冠肺炎疫情正在影响比特币矿业市场发展:3月30日消息,新冠肺炎正在影响比特币矿业市场的发展状况。F2Pool业务主管Thomas Heller表示,市场低迷已经使得一些比特币矿商无法盈利。F2Pool已从客户处(亚洲和欧洲)损失了10%的比特币算力,而一些竞争对手可能损失已经接近30%。同时北美比特币采矿业务也受到了影响,在加拿大油田经营比特币矿场的Upstream Data创始人Steve Barbour表示,至少到目前为止,分配资源进行比特币挖矿的公司较少。这些公司几乎都在强调不要花钱节约成本,而Upstream Data是这些公司的服务商,虽然此前公司利润一直在增长,本月持平,但预计下月盈利开始下降。与此同时,冠状病危机正在威胁全球比特币采矿硬件供应链。有伊朗矿工表示,其业务停滞正是因为比特币采矿设备无法到达。此外,许多伊朗矿商正考虑将比特币矿业迁往俄罗斯或其他拥有廉价电力的地方,因为伊朗政府目前正积极致力于对采矿业务征税。(CoinDesk)[2020/3/31]
稀疏Merkle树:一种大小不变的完美Merkle树,之所以称之为"稀疏",是因为大部分叶子是空的。
观点:比特币或将跟随黄金出现明显价格突破:高盛商品研究员Jeffrey Currie在一份报告中表示,在美联储宣布将购买无限量的抵押贷款支持证券和美国国债后,黄金已达到“拐点”。 Galaxy Digital首席执行官Mike Novogratz预测,比特币可能会跟随黄金出现明显的价格突破,主要是因为这两种资产本质上都是稀缺的。(Newsbtc)[2020/3/24]
经济最终性:保证操作永远不会逆转,除非提供最终结果的一方将一大笔钱烧毁。
UTXO:未消费交易输出。每笔交易都必须具有来自有效UTXO集的输入。每笔交易的输出将成为新的UTXO集的一部分。比特币就使用UTXO模型。
现在开始阐述Plasma。
1:运营者将Plasma合约部署到主网
像交易所这样的实体,如希望拥有高交易吞吐量和低延迟(甚至实现即时的经济最终性)的实体将受益于运行Plasma链并成为运营者。合约所有者包含在合同的初始化中。
金色财经现场报道 圆桌环节嘉宾关于区块链3.0时代的发展方向是什么的观点:金色财经现场报道,今日在纽约举行的2018区块链无国界峰会上金色财经合伙人佟扬主持了圆桌环节,讨论了有关区块链3.0时代的发展方向。对此,Certik联合创始人哥大助理教授顾荣辉表示,区块链1.0是存储数据的区块链,区块链2.0存储的是可以操作数据的程序,而区块链3.0意味着可以在区块链之上继续加载区块链,是终极的区块链。星云链联合创始人钟馥百表示,区块链3.0偏重区块链技术的落地,区块链3.0面临经济模型和技术方面的挑战。区块链3.0可以在经济模型上激励更多的人,提供门槛更低的开发平台。IOST联合创始人及CEO钟家鸣表示,比特币仍然是最适应区块链的,区块链3.0包含目前区块链还不包括的一些功能。 Hydro Protocol联合创始人王博闻表示,以太坊区块链的效率低下,需要解决TPS问题,下一代的区块链技术需要解决是否能使TPS以指数增长的问题。[2018/5/13]
2:Plasma运营者创建区块
用户提交的韩币退款申请一周还未到账,Bithumb表示由于内部问题,但不知道什么时候处理:1月11日,一韩国用户向韩国最大的虚拟货币交易所Bithumb提交韩币退款申请,但是已经过了1周都未到账。对于这个问题Bithumb交易所表示 :“是由于内部问题导致延迟,但是什么时候会处理还不知道”。 现在有很多用户都提交了韩币退款申请,但都得不到处理。[2018/1/17]
运营者的众多角色之一是聚合和排序交易,并将其打包到区块中,然后将Plasma区块的哈希提交到根链。
实现Plasma的方法有很多种。不同的Plasma链可以有不同的治理规则、不同的token、存储状态的方法等,但所有Plasma链会定期向根链提交哈希,以便继承根链的安全性。
3:Kanye是一个新用户,将ETH存入Plasma合同,并分配返回PETH
图片由阿里·格雷厄姆提供
在两种主要的Plasma设计中,你可以将任何token存入Plasma链并接收到与之相对应的token。所以,如果Kanye存入ETH,他会得到PETH!如果他存入BTC,他就会得到PBTC!(PlasmaCash的规范更好地支持ERC721资产,如加密猫,但并非所有Plasma规范都支持存入任何token)。
4:Kanye向Donald汇款,但Donald还不在Plasma智能合约中
Kanye并不仅限于汇款给那些已经是Plasma合约成员的人!他也可以汇款给Donald这样的以太坊巨鲸。
在"PlasmaCash"规范中,你存入的每个代币都会被分配唯一的ID。这些唯一ID存储在稀疏Merkle树中。代币有所分配的叶子的索引,而这些索引是这些代币可用于交易的唯一位置。
想想买卖房产——当你交易房子时,房子不会移动,但拥有房子钥匙的人会改变,房子的契据是当事人的记录以及所有权易手的频率。这使得它非常容易检查token的历史记录,因为你能够轻易的在Merkle树中查找到这些记录!
图片由亚当·埃利斯提供
在这里,我们具体看Kanye发送给Donald的token的索引。Kanye在发送token时必须包含token的历史记录。如果token被多次交易,其历史记录可能会变得非常冗长!稍后我们将讨论如何改善这种情况。但就目前而言,这对Donald来说可以接受,他只需要下载他关心的代币交易历史。
5:Donald有两种选择:继续花费PETH或创建退出交易以在根链上兑换出ETH
Donald不需要向运营者提交消息成为Plasma合约会员,以实现退出PETH并赎回ETH。Donald想立即换掉代币以保持匿名,所以他不想继续使用他的PETH。
他拿到了token的历史记录,以证明所有权,并将记录放入提交到Plasma合约的退出请求中。他的退出交易还包括gas费和作为抵押的保证金。当一切停当,如果没有人挑战Donald,他能在根链上用PETH赎回ETH。
棒极了!我们已经在宏观上阐述了一个理想的场景,因此让我们深入探讨这一工作流中的每个部分:交易、退出和Plasma运营者的角色。请务必注意,它存在多种规范,不同执行方案的规范之间存在差异,但以下内容会让你熟悉一些核心的Plasma概念和词汇。
交易
每当Kanye发送token时,他还必须同时发送该token的历史记录。在PlasmaCash中,用户只需下载他们关注的代币的交易历史。分片客户端验证允许每个用户的数据负载更轻。
但是,如果一枚代币被花了很多很多次,那么该代币的历史就会变得很长并难以在交易中传输。解决这一问题的一种提议是引入检查点。一旦检查点最终确定,客户只需提供从该检查点开始的证明,这样可以将证明的大小变成常数,而不是线性增长。
PlasmaCash检查点基于加密经济聚合签名,为在Y区块高度的用户X对代币的所有权提供了经济保证。
遗憾的是,在PlasmaCash中发送任意小面额的代币更加困难(Plasma借记或状态通道是对这一缺陷的改进方案)。当调用存款函数时,用户指定其存款的面额,这一方案使得PlasmaCash适合发送ERC721非同质token,而PlasmaMVP的UTXO模型更适合处理任意面额交易。
退出
当提款被认为是如下情况,退出就产生了挑战:
1.退出一枚已经花过的代币
2.双重退出代币
3.退出有无效历史记录的代币
任何人都可以提交欺诈证明来挑战退出者,如果他们在撒谎,他们将失去他们的保证金。
黑客攻击怎么办?
Plasma链安全保证与根链一样好。如果Plasma链被黑客攻击,黑客必须提交退出交易,以得到他想窃取的所有资金!在PlasmaCash中,黑客必须在他的退出交易中包括保证金,他不能带着所有窃取的资金潜逃。
Plasma运营者
Plasma运营者的主要作用是将交易聚合到区块中,并将每个Plasma区块的Merkle树发布到根链。
在更复杂的设计中,中心运营者可以由PoS验证者取代,从而缓解对交易审查的担忧。然而,拥有中心运营商有很多好处,而且我们可以用Plasma运营者的保证金做很多有趣的事情:
·即时经济最终性!由于运营者负责创建区块,因此他们可以提供有关交易包含和排序的保证。运营者会因为撒谎而付出失去保证金的代价,因此用户会立即知道他们的交易是否包括在内。
·无效退出处罚:可以惩罚运营者允许无效退出的通过,并消减其保证金中的资金。
·Casper验证:运营者可以是CasperPoS验证者
·你能想到其他的吗?
Plasmas总结
图片由海登·亚当斯提供
本文作者JinglanWang,由蓝狐笔记社群的“Cipher”翻译。
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