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区块链开发教程,区块链扩展之路:Plasma和Cosmos

Plasma

 

Plasma于2017年8月由Joseph Poon和Vitalk Buterin首次提出。它聚焦于提供更高的扩展性。它通过把交易转移到更快更少拥堵的侧链来完成这一个目标。侧链的安全由底层根链来保障,一旦Plasma用户发觉恶意的节点行为,他们可以退出侧链。

 

这是Layer 2的解决方案,可以提高扩展性,潜在的tps可达到1000以上。

 

Plasma是如何工作的

 

首先,我们需要定义Plasma是什么。有三种不同的Plasma概念经常被提及:

 

l 最初白皮书中阐释的Plasma

l 最小可行的Plasma(MVP)

l Plasma 现金

l 还有其他Plasma,比如Plasma Debit,其他可行的Plasma,这也是目前活跃的设计领域

 

Plasma使用密码学和博弈理论,目的是为了允许个人能够在Plasma区块链上进行可靠的交易。它不应该被视为单一的规格,比如以太坊黄皮书。Plasma应该被看作为一组设计原则,它可以让你构建你的大规模可扩展的去中心化应用。

 

Plasma背后的主要设计原则是保证用户具有与主链同样水平的安全,与此同时,它还可以提供远高于主链吞吐量的侧链。如果用户发觉在Plasma链上的任何恶意行为,他们可以离开Plasma链,并在主链上恢复资产。

 

目前大多数Plasma设计都有一个验证者。验证者可以审查在Plasma链上的用户,但用户能够退出侧链并恢复其资产。通过这样的扩展,Plasma链跟主链相关联,获得抗审查能力。验证者失去审查的动力,因为最终他们会在主链接受挑战。由于这种隐含的信任,Plasma的设计允许它扩展到1000tps。

 

为了比较,像比特币这样的网络具有抗审查能力,因为1000个节点很难串通。但有的区块链可以有更少的节点,比如EOS区块链。EOS只有21个区块生产者,串通和审查EOS账户变得相对容易。

 

现在,让我们看看初始白皮书中的Plasma。

 

白皮书上的Plasma

 

最初的白皮书上把Plasma描述为一种扩展设计,试图把区块链扩展到每秒数千次状态更新。它发布之时,还没有实施。但它是一个催化剂,引发出更多的研究。

 

为了达成目标,有一个Plasma智能合约存储在以太坊主网。从主网角度,这个智能合约并无特殊,也不用对以太坊核心协议做任何升级。

 

Plasma智能合约基本上将整个子链连接到主网,充当桥梁作用。通过提交最新梅克尔证明,子链的每个区块都记录在主网的Plasma智能合约上,这在之后用来验证子链上的数据。这可在子链上实现1000tps,而只需将单个区块哈希提交到主链。

(Plasma组成区块链树。区块承诺向下流动,并且可向任何父链提交退出,最终提交到根链。这个案例只有三条链的深度。只有一个梅克尔证明提交到了每个父链,显著增加了交易能力。)

 

在Plasma链上的每个交易都要求用户签名确认,确认他们在区块中看到了交易,并且交易已经被包含在主链。然后,确认将被签名并且包含在另外一个区块中,证明双方已有数据可用性。这称之为“确认签名”,并且要求有原始交易的最终性。

 

确认签名允许保证双方都已经看到交易,并且没有信息被扣压。然而,数据被Plasma子链验证者扣压是可能的,这要求用户定期在线。如果出现这样的行为,所有的利益相关者必须能够“大规模退出”子链。关于Plasma子链的大规模退出,还没有详细的描述,我们会在此处阐释。

 

当利益相关者注意到子链的恶意行为,开始退出Plasma 区块链,停止交易。这个过程设计的目标是,将质押在主网Plasma智能合约上的Ether退还给真正的所有者。要达成这一点,所有Plasma侧链token将兑换为原始质押存款,正是这些质押资金在以太坊主网上创建了它们。

 

然而,这个退出过程涉及到每个Plasma账户执行至少一次主网交易。这会变得很贵。一个有10,000个账户的Plasma链要耗费很长时间达成大规模退出,同时耗费大量gas。

 

毋庸置疑,这就是Plasma设计领域变得有意思的地方。在Plasma设计的落地方面,还有很多悬而未决的问题。

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