区块链:深度解析L1和L2的思维模式差异

原文作者：PatrickMcCorry

货币正在引领一场数据库技术的范式转移

加密货币的基石就是数据库。它记录着所有用户账户的余额、智能合约的代码和状态。

任何的用户操作最终都会通过执行交易与更新数据库的形式反映出来。

“Web2”数据库技术的问题都在于使它得以运作的信任上。它依赖于一个可信第三方来维护和保护数据库。

如果这些第三方掉线了，那么对数据库的所有访问都会被中断。如果他们在更新数据库时出了错，那么这个错误可能一直不被发现。

为了建立起公众对数据库的信心，可以雇佣审计员，通过回溯检查数据库更新的有效性以证明数据完整性。

一组开放成员制的参与者群体可能可以取代一个可信第三方，这也是加密货币正在引领数据库技术范式转移(“Web3”)的原因。

它允许愿意贡献资源的任何人进行读取、写入、审计，并最终保护数据库的完整性和内容。这个群体可以实时检查数据库的更新，也使得他们可以立刻拒绝错误，并在更新后马上发现错误。

开放成员制的群体是这种范式转移的基础，它可以分为两种角色：

提议者：可以提议更新数据库的主体。

信通院金键：行业应加速对区块链技术深度和专业理念的普及:9月27日，由工业和信息化部主办，北京市经济和信息化局、中国信息通信研究院（以下简称中国信通院）等单位承办的ICT中国·2021高层论坛和2021年中国国际信息通信展览会在北京举办。

会议期间，中国信通院工业互联网与物联网研究所所长金键在接受记者采访时表示，当前，区块链相关技术和专业理念需进一步加强科普和推广，要推动区块链专业人才培养，加强技术研发和应用落地投入，并以开放包容的心态促进国际合作。（人民网）[2021/9/30 17:17:50]

验证者：可以检查更新数据库提议有效性的主体。

参与的思维模式与加密协议类似，其中一组参与方想要证明一个声明是正确的，而另一组参与方必须在接受它前检查它的正确性。这种互动的过程会在数据库的每一次更新时不断重复。

然而，如何实现开放成员制群体需要提出几个重要问题：

谁是提议者？我如何变成一位提议者？这个群体的规模需要多大？

谁是验证者？我需要注册吗？这个群体的规模需要多大？

我们如何在接受一个更新上达成共识？

这个系统的架构以及它对数据库安全的根本意义将回答上述问题。我们探讨L1和L2的架构，最终的目标是帮助读者建立一种良好的思维模式。

韩国Summony Asset资产管理集团 与TrueChain达成深度战略投资及合作协议:据韩国政经新闻消息，近日, 韩国Summony Asset资产管理集团与第三代公链的代表TrueChain达成深度战略投资及合作协议。据悉，Summony Asset将投资TrueChain，并将联合其合作银行针对TRUE发行新的金融产品。自2020年成立以来，Summony Asset一直在运营和咨询价值数百亿韩元的数字资产，并在韩国金融业和数字投资中拥有不同寻常的影响力。[2021/3/29 19:26:52]

L1的数据库必须为经济上的大多数(“世界”)所接受

在L1的系统中，可信第三方被公共共识所替代。

其目的在于让所有参与者同意数据库的更新。这就需要一组能被各方客观遵循的共同规则。

这些规则用来证明数据库更新的有效性。一个或更多的提议者可以提议一个竞争性的更新，但最终所有参与者收敛于数据库的一个更新和关于数据库内容的一个事实。

对网络共识的需求影响着参与情况：

限定比率的提议者数。成员资格需要是开放的，但会限制在那些从这个系统的长期成功获得经济激励的参与者。这是为了防止冲突更新的泛滥，最终使得各方难以就一个更新达成一致。

上海将推动工业互联网平台与区块链等深度融合:上海市经济信息化委相关人士昨日表示，上海将推动工业互联网平台与5G、人工智能、区块链等深度融合，打造10个“5G+工业互联网”先导应用。（上海证券报）[2020/7/29]

最大化验证者数量。更新的频次和大小将决定验证者数量，因为他们必须具备计算和带宽资源实时验证所有更新。否则，他们将跟不上，也将无法计算出最新的数据库副本。

我们可以借这个机会讨论如何限制谁能成为提议者、如何权衡数据库的广泛副本以及谁是一条权威链(和数据库)的最终决定者。

限定比率的提议者数。我们的目标是要找到"共担风险"的提议者，他们的经济利益与网络的长期繁荣相一致。

这可以通过分配成为提议者的权利来实现，其依据是对稀缺资源的所有权(获得这种资源在经济上是很贵的)。

例如，在工作量证明机制中，提议者必须拥有高效的硬件和具有成本效益的电力来源，才能在挖矿市场上竞争。

而在权益证明机制中，提议者必须拥有该链的代币并锁进链上程序里。在这两种情况里，提出新更新的频率与所有其他参与者数成正比。

可负担性VS可验证性。这个网络的吞吐量取决于一个更新被所有参与者接受所需的时间。

ChainUP全球市场负责人：深度布局IPFS领域 助力Filecoin未来应用场景早日落地:7月25日，“IPFS中国行 第4站·深圳站：拥抱新基建浪潮，解读IPFS价值”活动拉开帷幕。在活动中，ChainUP全球市场负责人Jade Chen向听众介绍了ChainUP在全球提供的技术服务与其开发的“云交易所”等产品的核心优势。她还表示，IPFS 将引领互联网迈向 Web 3.0，在Filecoin项目生态的巨大潜力和风口之下，ChainUP已成立2000万美元的IPFS专项基金，并且联合金色财经推出了算力销售平台“金色云算力”，旨在为用户提供便捷安全的挖矿服务。同时希望能够借此机会，深度布局IPFS领域，助力Filecoin未来的应用场景早日落地。[2020/7/25]

在拥堵期间，由于用户争相让自己的交易先于别人的交易被接受，网络的吞吐量和交易的可负担性之间会有权衡。

实际上，像Bitcoin和Ethereum这样的网络最大限度地提高了可以作为验证者参与的情况，而像Solana这样的网络则以低费用为目标，只要它可以保持下去。有趣的是，ICP的验证者必须得到许可并从特定的供应商那里购买硬件。

经济大多数。大部分时间，我们可以把提议者和验证者视作一个保护数据库的集体。然而，其最终目标是说服经济大多数，即从使用角度有既得经济利益的那些人。

动态 | 济南市量子技术在区块链等领域得到深度融合与广泛应用:据齐鲁晚报消息，近日，济南市政府正式批复了济南市量子信息产业发展规划(2019-2022年)。根据规划，到2030年，量子通信和量子测量领域实现大规模商用，推动实现小规模、专用量子计算机产业应用，相关技术在人工智能、机器学习、高性能计算、区块链、大数据、云计算、物联网等领域得到深度融合与广泛应用，形成产业经济规模效应和集群品牌美誉度，建成具有较强国际影响力的创新创业中心，成为全球量子技术及产业发展战略高地，实现量子信息产业规模300亿元，具备千亿级产业发展能力。[2019/3/14]

这些提议者和验证者只是经济大多数在正常运行情况下的代理，但如果对网络共识规则的修改出现争议，那么最终是由全球的大多数用户来决定，他们将从结果数据库的外部经济价值来判断。

例如，Bitcoin对比BitcoinCash以及Ethereum对比EthereumClassic的市值，清晰地表明了社区在前进道路上出现重大分歧后的赢家是谁。

总而言之，L1的思维模式是把L1看作是数据库，它最终负责决定资产所有权和让一个经济大多数接受所有对数据库更新的需求。这就是为什么从技术、社会和经济角度来看，去中心化对L1的成功至关重要。

它的目的在于尽可能广泛地复制数据库的副本，最大化参与数据库保护过程的验证者数量，最后，依赖于经济大多数来决定它在现实世界的价值。

桥接合约(Bridgecontract)，L1系统上持有资产的智能合约。

链下数据库，为链下系统记录负债情况的数据库。

桥接负责把资产从一个数据库(L1系统)桥接至另一个数据库。

桥接合约的唯一责任就是通过检查链下数据库的完整性，保护桥接资产。

为了维护它的完整性，该合约会检查每一个对链下数据库提议的更新，在接受之前检查其有效性。

这对于确保桥接合约上持有的资产可以涵盖链下数据库所记录的负债来说至关重要，否则就将导致资金大规模退出的情况。

维持桥接合约的独立性会影响参与情况：

任何人都可以提议。桥接合约应该允许任何人强制打包最终将在L2系统的链下数据库中执行的交易。

单个验证者。只有当桥接合约确信对链下数据库提议的更新是有效的，才会允许释放资产。

下面我们思考了L2系统的架构、信任假设如何演变，以及让数据库可以公开访问的目的。

架构和中心化服务。L2系统的架构与中心化服务(如Coinbase)类似。用户将代币存到L1上的桥接合约中，存款会反映在链下数据库上，并且大多数交易都由链下数据库处理。

在过去12年里，这种方法帮助加密货币市场扩大了规模，因为多数用户与中心化服务进行交互，并把底层L1系统当作互操作性的解决方案，将资金从一种服务转移至另一种。

在历史上，链下数据库都是由运营商(如Coinbase)保护，并决定一笔提款是否由桥接合约进行处理。

信任假设的演变。在过去几年里，我们见证了桥接合约在信任假设上的变化，即它如何确信链下数据库的完整性。信任假设已经从单个机构桥接、多个机构桥接演变到一个外部区块链的共识协议。

在任何情况下，桥接合约在将资产返还给用户之前，必须盲目信任一组参与方的判断。

这也导致了数十亿美元被盗，因为数十亿美元提供安全性的人工处理流程是很难复制到数百个桥接上的。L2系统的目标是完全消除对中间方的信任，使桥接可以独立验证对数据对数据库提议的更新。

数据库可访问性。只有桥接合约可以决定什么是真正的数据库并将资产释放给用户。让数据库可公开访问是为了保证L2系统的活性。

合约假设诚实的一方会出现，他会成为提议者，接手待处理交易的列表，并向数据库提议更新。

因此，没有必要创建一个非常大型验证者网络来保护数据库，或是依赖经济大多数来决定哪个数据库应该会有外部的现实世界价值。

因此，L2的思维模式是关于桥接合约以及支持合约尽力保护其所持有资产。无论大多数参与者相信什么，合约拥有着决定数据库的哪个更新可以被接受的唯一权力。

与此同时，参与者网络仍然希望可以确保L2系统的活性，并保证会持续不断地有更新被提议至智能合约上。然而，这并不是要靠着全球网状网络来保护数据库的完整性。

*optimisticrollup有一点需要提醒，由于它假设了会有诚实一方协助桥接合约验证链下数据库的更新，但最终，真正重要的桥接合约所做的最终决定。

L1系统。其目标是达成公共共识，并最终收敛于关于数据库状态的单一全局事实。

L2系统。其目的在于建构一个系统，使智能合约相信链下数据库的完整性(和状态)。

两个系统在信任假设上有着根本区别。L1系统必须依赖于诚实的大多数以保护数据库的完整性，并依靠经济大多数给数据库所记录的资产赋予现实世界的价值。

然而，在L2系统上，不需要大多数的同意或是外部的资产估价。它已经假设L1系统获得了公共共识，其唯一的关注点是保护智能合约持有的资产。因此，它可以依靠诚实一方的出现，保证系统持续往前运行。

在我看来，这就是为什么L1和L2之间的对比是两个完全不同的东西之间的比较。两个系统有着不同的信任假设、参与主体以及最终的系统架构。

我们社区试图对两者进行对比的唯一原因在于，L2系统的出现是因为L1可扩展性遇到了瓶颈。我的一个软目标是改变这种说法，因为第二层系统应该被看作是桥接合约的进化。

所以，它们应该与托管服务进行对比，因为两边的系统都负责保护链下的数据库和一篮子的资产。

最后，我希望这篇文章可以帮助读者在L1和L2系统的系统架构和信任假设方面建立一个良好的思维模式。也希望L2协议能够长盛不衰，展示它们相比于托管解决方案的优越性。

不是因为用户关心系统的安全性，而是因为我相信运营商可以提供完全相同的服务，而无需承担保护数十亿美元的风险。如此，托管将变成一种没有必要、碍手碍脚的责任。

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