PLA:Vitalik：如何区分侧链、Plasma和分片？

前言：分片、侧链和Plasma有什么不同？虽然它们都有类似的Hub-and-spoke的结构，但实际上它们存在不少差异。本文作者是VitalikButerin，由“蓝狐笔记”社群的“UH”翻译。

经常有一个问题会提起：分片跟侧链或Plasma有什么不同？所有这三种体系似乎都涉及到中心辐射结构，其中有一条中心“主链”作为系统的共识主干，以及一组包含实际用户级交易的“子链”。来自于子链的哈希值通常会定期发布到主链。

鉴于这种基本的相似性，为什么采用一种方法而不是其他方法？

将侧链和Plasma区分开来很简单。

Plasma链是非保管特性的侧链：如果在Plasma链出现任何错误，则可以检测到错误，并且用户可以安全地退出Plasma链，同时防止攻击者制造长久的损害。用户遭受的唯一代价是他们必须等待挑战期，并在主链上支付更高的交易费用，且主链不具扩展性。

SmartMoney和套利者通过Vitalik抛售SHIK后引发的价格波动进行套利:金色财经报道，据Lookonchain监测，在昨日Vitalik地址抛售约5万亿枚SHIK后，SHIK的价格暴跌近80%，某些SmartMoney和套利者立即以非常低的价格买入SHIK，然后卖出。其中一个SmartMoney地址在SHIK以14枚ETH赚了96枚ETH，另一名套利者用6枚ETH赚了89.6枚ETH。[2023/3/8 12:49:11]

普通的侧链并没有这个安全特性，所以它们没有Plasms安全。然而，设计Plasma链在很多情况下更加困难。有人可能会认为，对于很多低价值应用而言，为了安全性并不值得增加这些复杂性。

那么如何区分Plasma和分片？

关键的技术差异跟紧耦合的概念相关。紧耦合是分片的属性，但不是侧链或Plasma的属性，即是说，主链的有效性与子链的有效性不可分割。也就是，根据定义，将无效主链区块指定为依赖性的子链区块无效，更重要的是，根据定义，包含无效子链区块的主链区块也无效。

Vitalik Buterin：并不认为zkPorter具有比Optimistic Rollup更强的安全保证，且没有紧密耦合性:以太坊联合创始人Vitalik Buterin针对Matter Labs披露的zkPorter扩容方案表示：并不认为zkPorter具有比Optimistic Rollup更强的安全保证，宁愿将资产放在Optimistic Rollup中，而不是链下数据可用性系统中。zkPorter链下数据可用性的安全级别要低于基础链，且没有紧密耦合性（Tight coupling）。另一方面，分片中的数据可用性层将受到整个以太坊网络的保护，并兼具紧密耦合性。如果某些应用程序同时使用链下数据可用性也是可以的，但前提是链下数据在基于分片的数据可用性可用之前明确为临时措施，但是我认为这没有必要。[2021/4/14 20:17:45]

在非分片的区块链中，按照规范链的观念定义，这些区块是安全可用且有效。例如，就比特币和以太坊的来说，人们通常说的规范链是“最长有效链”。

动态 | Vitalik Buterin提出新的矿工费用模式:以太坊联合创始人Vitalik Buterin发布了一项提案，旨在改善加密货币矿工费用。他认为，目前的矿工补偿模式可以调整，以使矿工和用户受益。为了实现这一目标，他发表了一份相当广泛的文件，详细说明了使用一种统一的价格拍卖模式取代目前的手续费机制。[2018/7/10]

在分片区块链中，根据定义，规范链是最重的有效且可用的链，这种观点也适用，其中有效性和可用性要求同时适用于主链或分片链。然而，分片系统面临的新挑战是用户无法直接完全验证任何给定链的有效性和可用性，因为数据太多。

分片链的工程挑战是，通过为用户提供最大限度的去信任和实用的间接方法来验证哪条链是完全可用且有效，以便于他们可确定哪条链是规范链，从而克服上述的限制。

在实践中，这包括如下技术：如委员会、SNARKs/STARKs、渔夫机制、以及欺诈和数据可用性证明等。

美国总统特朗普提名Dan Berkovitz为民主党CFTC专员:据ethnews消息，美国总统特朗普提名Dan Berkovitz为第五位也是最后一位商品期货交易委员会专员。迄今为止，Berkovitz对加密货币市场提出了有限的评论。 2017年10月，在CFTC发布加密货币入门之前不久，他就曾针对ICO表示：“人们可能没有意识到他们正在进入商品业务。突然之间，这是CFTC需要警惕的一个领域，这是人们需要认识到的。”[2018/4/18]

如果链结构并无这种紧耦合属性，那么，它就算不上是layer-1的分片方案，而是基于没有可扩展性的layer-1链基础上的layer-2系统。Plasma不是紧耦合系统：无效的Plasma区块绝对可以将其区块头提交到以太坊主链，因为以太坊主链对于它是否代表无效的Plasma区块全然不知，甚至以太坊主链连它是不是Plasma区块也不清楚。它看到的只是包含一些数据的交易。然而，单个Plasma链的失败结果只会局限于Plasma链内。

以太坊创始人Vitalik公布以太坊2.0路线图:以太坊创始人Vitalik公布以太坊2.0路线图，分片机制作为协议提升的核心。在以太坊2.0中，二进制Merkle树，更快的以太坊虚拟机（EVM），更好的可平行性以及无国界的客户端都是计划内的更改。开发将会分为两层，第一层将会引入安全和保守的更新，而第二层将会实现迅速开发，也就是当分片系统通过验证处理者合约被引入时。关于分片的一些初步工作已经可以在GitHub上查看，同时Vitalik的完整讲话也能够在YouTube上进行观看。[2017/11/29]

分片：为确保系统每个部分的整体有效性和可用性而非常努力地尝试。

Plasma：接受本地发生的错误，但试图限制其后果。

然而，如果你试图分析这一个过程：用户执行“间接验证”过程来确定他们所观察的链是否完全有效和可用，那么，在这个时候，你会发现它跟Plasma的工作方式有更多相似性。

例如，为防止可用性问题，它们采用了共同的技术是渔夫方案：如果节点看到区块的特定片段不可用，它可以对此发布声明进行挑战，创建任何人都可以发布该数据的时间段。如果区块在足够长的时间内没有遭遇挑战，该区块和其引用作为依赖的全部区块可以被恢复。这看上去跟Plasma基本类似，在Plasma中，如果区块不可用，用户可以向主链发布消息，以实现退出其状态。

这两种技术最终都会以同样的方式承受压力：如果在分片系统中有太多错误方面的挑战，那么，用户无法追踪是否所有可用性挑战都得到了解答。同样，如果Plasma系统中有太多可用性挑战，那么，主链会不堪重负，因为退出会填满链的区块。

就这两种情况，似乎从名义上来说，系统有了扩展性，其中C是一个节点的计算能力），但是在发生攻击时，扩展性降至O。但是，相对来说，分片对这个问题有更多的防御。

首先，现代分片设计使用随机抽样的委员会，因此，即使一个委员会也无法轻易主导产生虚假区块，除非谁拥有链上所有验证者组的大部分验证者。其次，有比渔夫更好的处理数据可用性的策略：数据可用性证明。使用数据可用性证明的方案中，如果区块不可用，那么，客户端的数据可用性检查将失败，客户端会看到区块不可用。如果该区块无效，那么，即使单个欺诈证明也会让整个区块确信这一事实。

O(1)大小的欺诈证明能让客户端相信O(C)大小的区块无效性。因此，O(C)数据足以让客户端确信O(C^2)数据的无效性。因此，从理论上讲，相对于Plasma链，分片系统不容易被DoS攻击淹没。

再次，在面临大规模和多数攻击者时，分片链提供了更强的保证。Plasma链总是能被发生在主链的51%攻击所成功攻击；分片链则不能。这是因为，数据可用性证明和欺诈证明发生在客户端，而不是链上，因此，它们不能被51%的攻击所审查。第四，分片链提供的防御更容易概括；Plasma的退出模型要求将状态分成不连续的部分，每个部分都符合单个行为者的利益，而分片链依赖于数据可用性证明，欺诈证明、渔夫和随机抽样，在理论上都是通用的。因此，在layer2提供的有效性和有用性之间确实有很大的不同，它们有限且复杂，因为它们需要对激励进行明确的推理，并且要了解哪一方对那部分状态有兴趣，还需要保证是由承诺完全满足它们的layer1系统所提供。

但是，Plasma链也有大的优势。首先，它们可以被迭代，并且新设计能被快速实施，这是因为每个Plasma链可以单独部署，且无需协调生态系统的其余部分。其次，从本质看，分片更脆弱。这是因为它试图保证一定量的数据的绝对和总体可用性和有效性，并且，必须在协议中设置该数量；太少的话，系统的可扩展性比它本来应该的要低；太多的话，整个系统会面临破坏风险。

可扩展性的最大安全级别也依赖于系统的用户数，这是一个不可预测的变量。另一方面，Plasma链允许不同的用户在这方面做出不同的权衡，并允许用户更灵活地调整以适应环境的变化。单个运营者Plasma链也能用于提供比分片系统更多的隐私，分片系统的所有数据都是公开的。即使不需要隐私，它们也可能更高效，因为分片系统的全部数据可用性要求需要额外的冗余级别作为安全余量。另一方面，每个数据片的数据要求可以最小化，从长远看，每个单独的数据片可能只需要复制几次，而不是像分片系统中那样复制一千次。因此，从长远看，一个混合系统，它既有分片底层又有基于底层的Plasma链，能够提供更多的可扩展性，这似乎是最可能的方法，更能服务于不同群体的用户需求，而不是单独依赖于这种或那种策略。

遗憾的是，在足够的推进级别下，Plasma和分片陷入相同的设计。两者在某些关键方面有不可减少的差异

但这两种扩展性解决方案都有光明的前景。

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