一文盤點業內燒錢解決區塊鏈效能問題的措施

買賣虛擬貨幣

V神之前說過對於2020年的幾個期待,包括DEX,穩定幣,ZK Rollup(擴容技術)等等,現在來看,基本上都可以實現了。

在比特幣減半之後,Defi風口來襲,可以看到的是,今年的風口主要集中在可以落地有實際應用的專案上,而非以前那種畫餅和依靠市夢率來支撐市值以及Fomo情緒的節奏。

Layer2, 作為以太坊2.0完成之前最為重要的擴容手段,終於在2020年迎來了落地之年。而同樣,也迎來了一個拼刺刀的時代,正如2年前一眾公鏈,拼TPS,拼生態,拼來拼去……而2020年開始落地的Layer 2,也各個開始摩拳擦掌,準備登上擂臺了。

Layer 2是個極其技術導向的大類,我們將試著儘量用白話給讀者簡單講講當前Layer2幾個大的方向,以及代表的各個專案。

01通道

通道作為最“古老”的Layer2技術,是大家最為熟悉,也是名氣最大的Layer2。畢竟,比特幣閃電網路的大名,無人不知,無人不曉。

1.支付通道代表:閃電網路

支付通道是通道技術最簡單的實現,對閃電網路熟悉的朋友並不陌生,簡單來說就是交易雙方實現抵押一筆錢進鏈下通道,需要的時候在裡面各種互相轉賬,主要數額不超過自己的餘額,就可以一直用,直到倆人決定結算了,再上鍊結算一下。有點像兩個挨著擺攤的小販,一個賣吃的一個賣飲料,每天都互相點東西,嫌每次付錢找錢麻煩,就直接弄個本子記賬,月底再結算。這種方式這樣便避開了鏈上孱弱的TPS,理論上可以把TPS提升到很大。

然而支付通道也有很多弊端——一是隻適用於兩人高頻次小額交易,若要拓展,因為需要質押的原因,便需要一些幫助中轉的,餘額很大的大戶,久而久之難免中心化嚴重。再就是當前對於這些提供路由(把資訊從源地址傳輸到目的地址的活動)的節點來說,路由費用的激勵實在太低,打不起精神。這也導致閃電網路幾年下來,一直都是雷聲大雨點小,賺了不少吆喝,但沒什麼用,業內普遍的共識也變成了——BTC就老老實實做你的數字黃金,別想著折騰支付了。

2.狀態通道代表:Raiden、Celer

狀態通道可以算是支付通道的升級版,和支付通道一樣,都是“鏈下互動、鏈上清算”的路子,但因為有了智慧合約的介入,所以鏈下互動和最終鏈上清算的就不單單只是一個賬戶的餘額,還有這個賬戶的狀態的更新。

狀態通道在提供支付通道的便利性的同時,也面臨著和支付通道同樣的問題,即路由、通道平衡、節點離線以及保證金鎖定等一系列安全相關的問題。再就是還有一點相對尷尬的是,比特幣上的閃電網路是沒有代幣的,而以太坊上第一個做狀態通道的雷電網路(Raiden Network)被V神親自點名批評,說“這個技術有發幣的必要性麼?”,畢竟,人家閃電網路沒有幣,也一樣執行著不是麼。

3.新的專案:State Channel 標準化以及Web3Torrent

去年,以太坊基金會,Celer,Consensys等多家以太坊明星公司和社羣,聯合簽署了State Channel的標準化宣言及規範,打算聯合設計一套基於以太坊狀態通道的統一規範標準,為可互通操作的狀態通道應用生態奠定基礎,相信狀態通道未來在以太坊生態將會作為一個標準的擴容協議,供所有開發者和使用者使用,避免了多個專案開發不同狀態通道的碎片化,著實是一件好事。

最近那個 State Channel 組織,推出了一個很有意思的專案:Web3Torrent——透過為點對點檔案傳輸協議引入「微支付」功能,從而為 torrent 網路引入有效的激勵機制:下載者每進行一次檔案下載操作,需向“上傳者”支付以太坊代幣作為酬勞。同時,整個系統將會使用狀態通道技術來建立。

你看,目測孫宇晨的BTFS,馬上要推出的IPFS,又有個一個新的對手的,一個基於以太坊狀態通道技術的點對點檔案共享傳輸協議,而且這個不用發幣,用ETH就行。

02側鏈

側鏈顧名思義,就是掛在主鏈上的一條獨立的區塊鏈,透過橋接或是中繼的方式“掛”在主鏈上,同時把資產或是狀態鎖在主鏈上。因為是獨立的一條鏈,側鏈也會有自己的共識演算法。

1.老一代側鏈代表:Loom、Celer

之前EOS的火熱引來了DPoS的火熱,在側鏈上跑一個DPoS,提供效能,然後跑DApp之類,再把這個側鏈掛在ETH上,不就效能與安全兼顧了?

想法的確是很好,LOOM當時的技術文件,包括提供的殭屍趣味Solidity教學,都是業內首屈一指值得稱道的東西。

然後現實很骨感,Loom網路上,一直就沒什麼人用。

現在想想,可能大家覺得,反正都是DPoS,為什麼不直接在EOS或者TRon上開發呢?為什麼非要用一條以太坊的DPoS側鏈呢?

Loom還搭建了第一條實現了Plasma Cash(後面會說Plasma)的側鏈,然而並沒有什麼用,Loom這個專案,在開發組轉向To B,把專案“歸還社羣”之後,基本可以算是宣告失敗了。

順便說一句,上文寫到的主打狀態通道的Celer,也有在做側鏈。

2.新一代側鏈代表:Skale

Skale可以算是新一代側鏈的主打專案,前幾天主網剛剛上線。

特點有下面幾個:

彈性側鏈:在選擇鏈的大小時,開發人員可自定義選擇用於為鏈提供安全的單個節點的資源數量;

驗證節點池:上千個獨立驗證節點+隨機選出區塊鏈的驗證節點+頻繁輪換區塊鏈內外的節點;

BLS Rollup:關注Rollup,後面會講到。Skale使用了基於BLS簽名的Rollup技術,透過聚合簽名壓縮資料大小的方式提高效能,同時完全不犧牲主鏈的任何安全性。對於那些需要完全依賴於主要網路保管的使用場景提供了有效支援。

3.側鏈變種:Plasma——代表:OMG,MATIC

嚴格意義來講, Plasma不算是側鏈,應該稱之為“子鏈”,但為了方便起見,業內人通常把Plasma歸為側鏈的一個變種。

和一般側鏈執行自己的共識機制不同,Plasma本質上是存在於區塊鏈上的區塊鏈,或者叫“鏈中鏈”,透過子鏈定期提交其狀態到以太坊主網,把高效能子鏈有關交易順序的訊息換算成一個雜湊值儲存在根鏈上,來確保其安全性。

和側鏈的區別其實一句話就能說清,Plasma就是一個非保管特性的側鏈:在Plasma鏈出現任何錯誤,使用者都可以檢測到錯誤(因為子鏈的雜湊值都存在根鏈上),並且安全地退出Plasma鏈,但問題就是得等一個挑戰期,多久呢?一到兩個禮拜……

Plasma最早由V神和閃電網路白皮書作者約瑟夫共同提出,算得上一個雄心勃勃的擴容專案,然而過程卻是幾經波折,最早做Plasma的團隊是OMG,磨洋工,進度緩慢,後來做Plasma Cash的Loom涼涼,一度只有Matic一個做Plasma的獨苗。然而就當大家以為Plasma“死”了的時候,OMG突然上了Coinbase,加上Matic上個月主網上線,Plasma瞬間感覺又復活了。

03Rollup家族

Rollup是以太坊Layer2最新“黑科技”的代表,獲得V神本人的大力追捧。

Rollup的核心理念其實和Plasma有一點像,所以很多人也把Rollup看做是Plasma的變種,但這個變種解決了 Plasms 的巨大問題:資料可用性。

Rollup將原本散佈在區塊中的大量交易資料,打包成一筆「濃縮」的交易,釋出到鏈上,並透過某種形式驗證其安全,這個驗證的形式,分為以下幾種:

1.Zk Rollup 代表專案:Loopring,Matter Labs

ZK Rollup是個相對高階的技術,因為用的是零知識證明來保障安全,運營商必須為每個狀態轉換生成一個SNARK,來證明存在一系列由所有者正確簽名的交易。

ZK Rollup的好處是最為安全,資金從主鏈的退出期也最短,出了問題只需要幾分鐘。但缺點同樣有,那就是因為用的ZKP技術目前相對高階和複雜,導致生成 SNARK 證明過程較長,而且也未能支援通用型的智慧合約,所以當前都是集中在一些應用上,比如高效能DEX,國內的路印DEX是第一個拿出產品的ZK Rollup專案,TPS2000+,得到V神各種點贊。

相對學術的Matter Labs(未發幣)對Zk Rollup做了一些改進,叫做Zk-Sync,旨在改善剛才提到的生成 SNARK 證明耗時較長,以及較難支援通用智慧合約的問題,目前正在跑測試網,相信未來一段時間,會看到進一步的成果。

2.Optimistic Rollup 代表專案:Idex, Synthetix

Optimistic Rollup 去除了ZK Rollup裡面高大上的零知識證明,同時引入了Plasma的懲罰機制(Otimistic Rollup 預設「樂觀」相信節點會將最新且準確的資料釋出到鏈上,如果有人發現有問題可以發起挑戰,成功後節點會受到懲罰)。

這樣做的好處顯而易見,沒有複雜的密碼學零知識證明,這套方案有著更高的TPS,和更好的通用型智慧合約支援,部署和實施在當前階段也更加容易,Idex2.0和SNX都將部署Optimistic Rollup 用來提升TPS和交易體驗。當然任何事情都是雙刃劍,帶來的後果便是安全性相對Zk-Rollup要差一點,同時有一個1-7天的退出期,雖然比 Plasma 的7-14天好了不少,但相對Zk-rollup還是大了太多。

3.Rollup變種:Validium——代表專案:DeversiFi

Vamlidium和ZK Rollup非常相似,也是用零知識證明,唯一的區別在於 ZK Rollup 中的資料可用性是在鏈上的,而 Validium 則是在鏈外。

資料在鏈外的優點自然是速度,基於Validium的Deversifi DEX TPS可以達到9000,秒殺了基於Zk-rollup的路印DEX,代價是 Validium 的運營者理論上來說可以凍結使用者的資金。

用區塊鏈的話來講,Validium要求的是—— Don’t be evil,而Zk-rollup則是——Can’t be Evil,當然,速度與安全,永遠是個魚與熊掌的問題,不然區塊鏈的不可能三角也不會困擾我們這麼多年。

最後提一下,幾乎所有的Layer 2專案,在2-3年之後都會面臨一個局面,即如何無縫的與ETH2.0的分片相結合,一個Layer1的分片擴容技術,是否能與Layer2的各種技術無縫組合,來提供更好的效能與吞吐呢?相信以太坊團隊一定有考慮過這事兒。然而在分片鏈還八字沒一撇的情況下,這種事情只能邊走邊看。先集中精力把分片搞出來,至於和Layer2的組合,不管到時候成不成,幾年下來也一定會有新的思路新的技術,未來怎麼樣,誰能說得準呢?

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