ADD:科普 | 一种以太坊 Layer-2 的通用桥

随着走向成熟的以太坊Layer-2解决方案多了起来，ENS也要能为整个生态系统提供服务，同时让ENS用户能够获得Layer-2解决方案给他们带来的效率提升。自Vitalik的一篇帖子提出了一种可能的方法之后，ENS团队和广大的ENS和L2社区也一直在开发一种通用的“Layer-2桥”，让包括ENS在内的应用，能够以免信任的方式在多个链下信源处检索数据，进而使跨平台的互操作性成为可能。

在10月27号最新的一次工作会议上，我演示了这个想法的一个初步实现。本文中我会详细讲解这种解决方案。

目标

概要来说，Layer-2和其它相关系统的工作原理都是减少与以太坊交互的需要，它们将原本需要在链上保存和访问的状态移到了别的地方，同时，保证在以太坊区块链上有足够多的信息能验证数据的正确性。举个例子，在Rollup这种常见的方案中，状态会存储在另外一个系统中，只有witness数据例如默克尔根会存储在以太坊区块链上。有了这些witness数据和Layer-2解决方案的访问权，一个参与者就可以构建出对任意保护在Layer-2系统中的数据的有效性证明，并且可以由以太坊来验证。

这个定义比大多数人所认为的“Layer-2”要更加广泛——它还包括了其它一些减少链上数据存储的工具，比如使用账户余额默克尔树的空投，以及会触发事件但并不在链上存储余额的代币。

对于ENS和其它应用来说，关键问题在于，在一个存在许多互不兼容的Layer-2方案的世界里，如何能以信任最小化的方式——也就是不引入任何新的信任假设——从某个系统中检索数据，且不需要变成所有Layer-2方案的客户端、自己来存储可能有用的数据。

人大附中物理老师李永乐科普拜占庭将军问题和区块链:5月14日，人大附中物理老师、科普视频网红李永乐在其公众号发布视频《拜占庭将军问题是什么？区块链如何防范恶意节点？》。李永乐老师在视频中对拜占庭将军问题和区块链进行了讲解，他表示，拜占庭将军问题本质上指的是，在分布式计算机网络中，如果存在故障和恶意节点，是否能够保持正常节点的网络一致性问题。在近40年的时间里，人们提出了许多方案解决这一问题，称为拜占庭容错法。例如兰波特自己提出了口头协议、书面协议法，后来有人提出了实用拜占庭容错PBFT算法，在2008年，中本聪发明比特币后，人们又设想了通过区块链的方法解决这一问题。区块链通过算力证明来保持账本的一致性，也就是必须计算数学题，才能得到记账的权力，其他人对这个记账结果进行验证，如果是对的，就认可你的结果。与拜占庭问题比起来，就增加了叛徒的成本。[2020/5/14]

一个幼稚的方法是，要求所有的系统都使用同样的witness数据格式。但这一点是不可能的，两个原因：第一，witness数据的格式和类型都高度依赖于相关系统的实现细节，ZKRollup和OptimisticRollup使用的元件必定不同；第二，客户端仍然无法实际获得数据。

实用的方法必须满足下列条件：

客户端不需要为它们可能与之交互的每一个系统提供显式支持。

客户端必须能够验证返回的数据是有效的，最好无需引入除相关L2方案自带假设以外的信任模型。

解决方案不会要求接入的L2平台产生结构性的变更。

第三方必须能够为L2平台开发接口，无需平台维护者的支持和参与。

动态 | 新浪财经：官媒针对区块链的报道从科普宣传转向打假监管:据新浪财经今日消息，“1025新政”满月，一个月间，官媒对区块链的态度风向已转。据11月初的一项统计，七家党媒在新政一周内发布了65篇直接相关报道，当时文章中的关键词是数据、产业、安全、创新等，大量文章偏向于科普区块链的概念以及应用介绍，提醒警惕虚拟货币炒作的仅有3篇。近期，官媒的批评焦点则纷纷指向借区块链之名进行的虚拟货币发行和炒作行为。据统计，新华网、人民网收录转载的，以打击虚拟货币或揭露假借区块链行为主题的文章，自10月25日到11月25日午间，共28篇；其中，11月19日至11月25日的一周内就高达15篇。这些文章主要围绕三个观点展开：厘清区块链和虚拟货币的关系，说明二者概念不等；打击伪“区块链”局，或是虚拟货币局揭露；提醒民众，区块链不能成为炒作的噱头，更不是行的招牌，需警惕此类活动，理性投资。[2019/11/26]

解决方案概览

我们提议的方案的核心是一种标准化的工具，让客户端能够从一个外部系统——一个网关服务——处检索数据；以及一种标准化的方法，来验证返回的数据是正确的。

相应地，这里有两个主要的组成部分：第一个，是一个放在以太坊Layer-1上的智能合约，向客户端提供一个发现网关并验证网关响应正确性的工具；第二个，是一个网关服务，理解如何与给定的L2系统交互、以及如何为合约的用途而格式化数据。

在该模型下，获得数据的过程分三步：

这里的网关服务只需要为客户端所发送的claim调用解码函数调用数据，组装一个证明——或者，在一个实际的L2方案中，参考L2来组装出一个证明——然后将结果编码放在对claimWithProof的调用中，返回给客户端。

最后，客户端验证返回的calldata是否以合约所断言的前缀开始，如果是，则使用交易发送calldata给合约。

claimableBalance的实现也差不多，只是客户端使用calldata来调用合约，将返回值作为调用的最终结果。

安全考虑和信任模型

假设客户端信任了原始合约——我们的意思是，期望该合约会以特定的方式运行，而这可以通过检查它发布的源代码来验证——那么这个系统就不会引入任何新的信任假设。虽然网关的响应是一个外部流程，但其不良行为的范围仅限于拒绝服务。

首先，如果我们信任合约，我们同样也会信任它来制定一个网关URL来回应我们的查询请求。其次，我们也可以信任它来实现充分的验证、保证网关的响应是准确的，既可以通过在第一步中指定calldata前缀、也可以通过在最后一步中验证网关的响应来保证。

因此，一个尝试用不正确的值来响应的网关——无论是提交了不正确的数据，还是不正确的证明——都会被执行验证步骤的合约发现。一个尝试正确响应、但使用非用户所发出请求的对应结果来响应的网关，会在用户的calldata前缀检查中发现。客户端可以通过检查合约的行为来保证这些——或者依赖于某些人对合约的检查——都可以在开始交互前实现。

网关可以完全拒绝响应，也就是拒绝服务，而且这种情况确实可能因为网关恶意或者故障而发生。因为这一点，我们提议，任意最终规范，都应该让用户易于fork服务，并提供自己的网关；就像现在用户能够forkdApp的前端一样。

ENS应用

ENS使用这套系统也会相对直接一些。解析器可以实现本文所述的协议，用于解析任何的数据字段，然后每一个希望支持ENS数据的存储和检索的L2都可以部署新的解析器实现和相应的网关。希望使用L2的用户只需存储自己的记录到合适的L2中，并在以太坊上发送一笔一次性的交易来指定相关的解析器地址，来使用自己的域名。

为了让这个方案更通用，ENS也应该改进，以支持某种形式的通配符解析，使得搜索域名失败时会向解析器咨询该域名的父域名——如果“foo.example.eth”不存在，那客户端就会在解析器内搜索“example.eth”。这一功能使得其它系统可以存储ENS的整个子树，而不仅仅是单个域名的记录。

未解决的问题

虽然某些应用可以从合约指定网关URL所创造的额外间接层中获益，另一些应用，比如上文所示的token合约，最好把这些编码为该合约ABI的一部分来，使得用户更容易fork。一个终极的解决方案最好能支持两种选择，且不会强加不必要的负担。

目前，客户端无法分别出一个返回无效calldata的网关和一个无论如何都会回滚的调用。需要作出一些规定来区分这两种情况——举个例子，如果证明数据的验证不通过的话，要求合约使用一个特定的回滚理由。

它需要一个比“以太坊L2通用桥”更吸引人的名字。

自己试试

我文章所有demo的源代码都可以在这里找到。

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