科普:什么是侧链和rollup?他们有何区别?_区块链:以太坊

Infura 现已支持以太坊之外的网络,包括 Arbitrum、Optimism 和 Polygon。

这三个项目都是全新的区块链网络。相比以太坊,它们提供了更低的交易费和更快的交易确认速度。关键是,它们还提高了以太坊的易用性,因为用户原本放在以太坊上的资产也能拿到这几个网络中使用。

这种扩展方法被称为「链下协议」。我们写了一篇简短的文章来解释它们如何能有助于扩展以太坊的吞吐量(并提高其易用性)。

过去三个月的平均 Gas 价格。在网络拥堵时就会飙升??

以太坊只支持每秒 15 笔交易,而且,从图 1 中可以看到,在用户的需求超过吞吐量瓶颈时,手续费水平就会飙升。从某种程度上来说,吞吐量的限制是社区为了追求去中心化而制定的自我约束。

去中心化的目标是最大化全世界能够实时验证区块链完整性的参与者的数量。这个目标对于最小化对区块生产者的信任,是非常关键的,所以社区自我强制实施了界定区块有效性的共识规则。为了达成参与者占世界人口比重的目标,需要限制交易处理所带来的计算量、存储量和带宽负担。

徐明星新书《趣说金融史》正式发布 科普金融发展之道:金色财经现场报道,9月23日,欧科云链创始人徐明星携手著名财经作家李霁月、行业观察者顾泽辉力作《趣说金融史》一书,跨越5000年金融历史,重读金钱故事,并预测新的金融时代。该书由中信出版社出版,将于近期正式发售。据了解,本书可以更好地呈现金融的起源与发展,帮助人们理解货币、金融与未来经济。作为区块链行业领军企业——欧科云链的创始人,徐明星深知技术探索对经济社会的重要推动作用,他曾先后出版过《图说区块链》、《区块链:重塑经济与世界》、《通证经济》、《链与未来》等行业权威著作,解读区块链等新型技术的推动下,金融与社会的升级之道,对经济社会发展做出了重大贡献。其中,《区块链:重塑经济与世界》曾作为新中国70周年重点推荐图书之一被相关书店推荐。[2021/9/23 17:00:57]

(译者注:作者在此处的推理是成立的,但是表述却是浪漫化的。我从来没听过谁能确定全节点(也即所谓的实时验证者)的运行负担与参与者数量的关系并以此提出计算量等方面的资源约束。这样的研究有几分可信度是值得质疑的。而现实也根本不是这样运行的。我们只需知道,提高吞吐量并不是没有代价的事情,就可以了。暗示大家有个一致的共识应该怎么控制吞吐量,则神化了「社区」这个概念,阻碍了人们认识实际的情形。)

TRON数字钱包科普资料《波场钱包的现在过去与未来》已上线:据最新消息显示,由TokenPocket联合波场TRON官方,以及 TokenPocket 社区志愿者共同撰写的《波场钱包的现在过去与未来》已正式上线。《波场钱包的现在过去与未来》又称为波场钱包小白书,详细介绍了当前TRON钱包与TRON生态密切结合的实例,是目前市面上最为详细的TRON数字钱包科普资料。波场钱包作为波场公链生态中极为重要的入口,是波场生态的重要构成要素。波场钱包从一开始只提供权限管理、转账收款、节点投票等基础功能,到如今不仅可以为用户提供法币交易、闪兑和去中心化交易所等方便快捷的交易服务,还能让用户直接在钱包上体验波场上DApp,挖矿、DeFi、Staking等资产增值服务。详情见原文链接。[2020/8/20]

我们的挑战是,既要提高吞吐量,又不能逾越资源的约束。

大部分扩展网络的方法都从下面几点着手:

分发验证负担。验证任务在网络的节点之间分配,而不是像以太坊当前这样要求所有节点都做一模一样的工作。

更好地利用网络中可用的资源。网络中的资源应该能持续不断地得到利用,而不应出现闲置。举个例子,缩短出块的时间间隔以更好地利用带宽。

现场 | 火币中国推出数字经济及区块链产业科普新书:金色财经现场报道,12月6日,由海南省工业和信息化厅主办,南南合作金融中心协办,海南生态软件园、火币中国承办的“海南自贸港数字经济和区块链国际合作论坛”在海口举行,这是全球首次区块链部长级论坛。

在本次论坛上,火币中国举行了“数字经济及区块链产业科普系列新书发布”仪式,希望通过教材、专业教育、培训等多种方式,帮助从业者、高校、研究机构深入了解区块链,从而建立起区块链全局性知识模型,真正推动区块链应用落地。火币中国CEO袁煜明介绍,将联合机械工业出版社面向普通高等教育推出《区块链导论》、《区块链系统设计与应用》和《区块链新商业模式分析》系列教材,这是国内最早推动的区块链教材之一;火币中国还积极参与数字经济的研究,由中信出版社出版的新书《读懂Libra》已经上市;由火币中国负责编写的区块链技术科普读物《区块链技术进阶指南》将于12月面世;首本行业内最全的区块链应用案例集《区块链产业应用100例》在本次论坛进行了首次刊印。[2019/12/6]

这些可扩展方案可能仍需要很多年来实现,因为它们需要对底层的以太坊协议作重大变更。

但另一种更为流行的替代方案是链下协议,它们是现在就可用的。因为它会以如下的方式来扩展网络的吞吐量:

动态 | 币安科普MimbleWimble算法:币安官方推特今日发布隐私算法Mimblewimble的科普贴,在下方留言区大量网友留言猜测是否是基于 Mimblewimble算法的隐私币Grin或者Beam即将登陆币安交易所,其中猜测Grin的呼声更高。[2019/9/2]

链下协议:交易处理的负担从以太坊上转移到另一个网络中,但这些交易影响的资产仍然驻留在以太坊上。

这样的扩展方案等于是动用了另一个区块链网络,其资源约束也将与以太坊的不同。这样的网络可以用来实验多种扩展协议(也可以单纯用来测试 go-etherum(以太坊网络当前的主流客户端)的极限),同时提高以太坊的易用性。

你的资产会转移到以太坊上的一个专门的桥接合约里,然后目标网络里会你的账户中会出现等量的资产。资产铸造完成后,你就可以在目标网络里使用这些资产了,并且最终,当你想把资产取出时,你需要通过相应的桥接合约来取回。

并非所有的桥接合约都具备同样的功能和特性。我们必须考虑桥接合约是怎么决定在何时释放资产、还给用户的。理想状态下,只有桥接合约确信对应的网络没有遭到破坏时,才应该放行资产。这个就是所谓的「信任假设」,是保护用户资金的终极措施。在讨论链下协议是否真的能扩展以太坊时,这一点经常会引发争议。

声音 | ETC Labs主管:科普教育是未来几年公链面临的巨大挑战:ETCLabs主管Darin Kotalik认为,科普教育是未来几年公链面临的巨大挑战,人们必须要对区块链有基本的认识,分清楚公链和私链的区别。[2019/8/25]

一方面,有些用户认为,另外的区块链网络确实是一个扩展方案,因为它们能保证与以太坊同等(或非常接近)的安全性。常常被人讨论的「rollup」协议最理想时是能实现这种程度的安全性的。但是,另一些用户会接受更强的信任假设,相信锁在另一个网络中的资产总是足够安全的(只需要是「侧链」就能让他们满意)。

与主链保持同样安全性的 rollup 方案(相比于侧链),会需要付出更多的资源。举个例子,Rollup 网络中的每一笔交易都需要向桥接合约提交一次状态更新。但侧链协议就无需以太坊投入巨大的资源开销,因为交易的验证是由一组外部的参与方来执行的。(译者注,确切来说,是因为侧链无需把自己运行的任何细节暴露在以太坊区块链上)。这种 安全性/资源 的取舍,最终会转化成用户的经济负担,天下没有免费的午餐。

不管怎么说,我们相信,采取不同信任假设的桥接合约都会出现。最终,所有支持交易以太坊上资产的网络都会提高以太坊的易用性。只是用户在把资金锁入桥接合约之前需要三思,需要意识到信任假设的区别和风险。

「侧链」这个词是始创于 Blockstream 的一篇论文。它是一种互操作性的解决方案,让两个区块链网络能通过轻量级的证明来验证有关彼此进展的信息。这种构想的初衷是希望能在比特币区块链上锁定比特币,然后在另一个网络中释放(或者反之),而无需信任任何中介。

但几年过去,「侧链」这个词获得了自己的生命力。它通常用来指代与另一个区块链网络有关联的一个独立的区块链网络。实际上,这是通过一个允许资产从主链(比如以太坊)移到另一个区块链网络的桥接合约来实现的。

侧链可能会用到三种不同类型的桥接合约:

单组织型。单个团体托管了锁定在桥接合约中的资金。

多组织型。特定的多个独立参与方托管了锁定的资金。N 个参与者中只需 K 个同意即可执行动作。

密码经济型。动态的参与者组合,由资产权重决定参与资格,决定锁定资金的去向。

举个例子,WBTC 就是一个单组织型的桥,因为 BTC 是由 BitGo 托管的。而 Liquid 网络和 RSK 区块链则是由多组织桥来实现的,因为一组预先指定的参与方有权把资产从一条链转移到另一条链(以多签名来表示许可)。而 Polygon 是一个密码学经济桥,因为它依赖大于(2/3)的权益多数来指定验证者,再由验证者定期向桥接合约提交网络状态检查点(且这个检查点可以用来授权用户取款)。

最重要的是,侧链的桥合约是不会去验证其它网络的完整性的,因此,它需要一组参与者为有效性负责。也就是它假设了至少会有一定比例的参与者会因为经济激励而保持诚实并保护用户的资产。

「Rollup」一词来源于 barry whitehat 提出的 zkrollup 概念,脱胎于 Plasma 的研究。

一个 Rollup 系统也是一个独立的区块链网络,但是 Rollup 系统中交易的资产留存在以太坊区块链上并受到桥接合约的保护。桥接合约必须不断确认 rollup 网络没有被破坏、资金没有处于风险之中。在最糟糕的情况下,桥接合约需要无视网络的请求,允许用户取回资金。

Rollup 可以保持(至少是非常接近)以太坊的安全程度,代价是要解决以下几个问题:

数据可得性。桥接合约必须确定所有数据都是公开可得的。这使得每个人都能独立计算这个 rollup 的最新状态。

状态转换的完整性。桥接合约必须确认,所有的状态转换(交易)都是有效的。

抗审查性。桥接合约可以自主执行交易,以保证如果网络被攻陷(或者不能推进),用户最终可以自己取出资金。

快速总结一下解决方案。数据可得性问题通过把系统内所有交易的数据发布到以太坊区块链上来解决,这也是「rollup(卷)」名字的由来(它把交易都卷了起来成批上链)。状态转换的完整性问题则使用错误性证明(fraud proof)(Optimistic rollup)或者有效性证明(ZK rollup)来解决。抗审查问题则有些棘手,通常也不会讨论,但它需要桥接合约能够自主接受和执行普通用户发起的交易。

Rollup 有一个持续付出的成本。这样的网络必须持续向桥接合约提供证明,证明所有得到处理的交易都是有效的,网络没有被攻破。这需要消耗以太坊的资源,也影响了它的可扩展性。不过,从中期来看,它还是可以大幅降低用户的交易成本。举个例子,在 Arbitrum 上,一次币币互换的成本是 1600 gas,而在以太坊主网上需要 12 万 gas。

虽然侧链交易不需要消耗以太坊的资源,代价就是它无法获得以太坊同等的安全性以及(最终来看)免信任性。

侧链(比如 Polygon)和 Rollup(比如 Optimism 和 Arbitrum)都是独立的区块链网络,它们有自己的区块生产者和智能合约运行环境。它们的关键区别在于锁定资金的桥接合约。准确来说,是保护用户资金的信任假设的区别。

侧链。桥接合约会接收关于独立网络的信息,但不会验证其正确性。一组掌控这个桥接合约的参与者会负责检查独立网络的状态(确保其未被攻陷),并向桥接合约表示相关的事实。

Rollup。一组参与者(定序器)负责为独立网络的状态更新提供证据,并由桥接合约来验证这些证据的有效性(以及独立网络是否完整而未遭破坏)。

这里面有个细微的区别,但归根到底,在于主链上的桥接合约是否能强制保证独立网络上的交易的有效性,还是说,它只能依赖于一组受信任的参与方来表示这些交易是有效的。

当然,天下没有免费的午餐。Rollup 网络可以保持与以太坊主网同样的安全性,但也要在以太坊网络中消耗更多的资源。这就拉高了在 rollup 网络上交易的成本。作为一个用户或者开发者,你需要考虑网络所提供的额外安全性和额外付出的财务成本。

没有最好的,只有最合适的。

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水星链

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