最近讀到了一篇關(guān)于介紹 Plasma 的外文文章，一不小心想翻譯出來(lái)和大家分享（歡迎吐槽）：
整個(gè)以太坊區(qū)塊鏈的規(guī)模呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)上的參與者一直在試圖盡可能地限制區(qū)塊的大小渗钉，以防止區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的處理性能變?nèi)踅畋停@就是可擴(kuò)展性限制。人們對(duì)于像以太坊這樣的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的關(guān)注在增加祠饺，而建立在它之上的 Dapps 目前是不可持續(xù)的，開(kāi)發(fā)者社區(qū)中的許多人正在尋找繼續(xù)前進(jìn)的替代方案汁政。
針對(duì)區(qū)塊鏈擴(kuò)容問(wèn)題大體有兩種方法道偷，即第一層 和第二層 解決方案。前者是所謂的鏈上可擴(kuò)展性解決方案记劈，其基礎(chǔ)層和區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議層級(jí)從根本上重建勺鸦，例如分片和以太坊2.0中的共識(shí)協(xié)議（POW 到POS）的轉(zhuǎn)換。而后者是所謂的鏈下可擴(kuò)展性解決方案目木，主要用于加密經(jīng)濟(jì)學(xué)重組换途，而不是在特定網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)核心上重設(shè)或重建，這樣就將功能擴(kuò)展到現(xiàn)有的基礎(chǔ)層，如比特幣區(qū)塊鏈的閃電網(wǎng)絡(luò)和以太坊網(wǎng)絡(luò)上的 Plasma军拟，我們將在以下幾段深入探討剃执。
?Plasma 擴(kuò)容系統(tǒng)的重要點(diǎn)在哪里？
已經(jīng)有一個(gè)名為 Plasma 的以太坊區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的鏈下可擴(kuò)展性解決方案?- 可擴(kuò)展的自動(dòng)智能合約懈息。Plasma 是一系列智能合約肾档，運(yùn)行在根鏈（以太坊主網(wǎng)）之上，形成一個(gè)可靠的側(cè)鏈鏈接網(wǎng)絡(luò)連接到一個(gè)分層和樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的根鏈辫继，強(qiáng)制執(zhí)行區(qū)塊鏈歷史和 MapReducible 計(jì)算進(jìn)入一系列的 merkle 證明怒见。
Plasma 為以太坊網(wǎng)絡(luò)提供必要的緩解，幫助它擴(kuò)展到所需的層級(jí)姑宽。它是一組可以輕松部署連接到根鏈上整個(gè)轄區(qū)的可信賴的側(cè)鏈層的協(xié)議和指南遣耍。目標(biāo)是增強(qiáng)可擴(kuò)展性并降低智能合約和 Dapp 的交易費(fèi)用，因?yàn)橹挥斜荒藸柣男畔?huì)被定期廣播到具有非錯(cuò)誤狀態(tài)的根鏈低千。
這個(gè)想法本質(zhì)上是一個(gè)特定于應(yīng)用程序的擴(kuò)展系統(tǒng)，形成基于每個(gè)用例構(gòu)建的以太坊智能合約層示血，通過(guò)主網(wǎng)智能合約中的分支可信側(cè)鏈棋傍，可以有效地與以太坊主網(wǎng)（在 Plasma 中又叫“根鏈”）進(jìn)行交互。 后期一連串的鏈下交易使用主網(wǎng)作為正確性和安全性保證难审，實(shí)現(xiàn)可信賴的側(cè)鏈結(jié)構(gòu)體系和可擴(kuò)展性方面的指數(shù)增長(zhǎng)瘫拣。通過(guò)使根鏈僅處理來(lái)自子鏈的少量證明（或僅在發(fā)生爭(zhēng)議時(shí)需要的重要交互）來(lái)實(shí)現(xiàn)構(gòu)建，以便根鏈對(duì)于所有相關(guān)子鏈可以作為最終最安全的協(xié)議層告喊。每個(gè)子鏈運(yùn)行就像自己的區(qū)塊鏈具有自己的共識(shí)協(xié)議一樣麸拄，同時(shí)子項(xiàng)有效性的證明被提交并存儲(chǔ)在緊接下面的鏈中，而不是存儲(chǔ)在整個(gè)計(jì)算中黔姜。
Plasma 鏈的一個(gè)關(guān)鍵屬性是所謂的退出 機(jī)制拢切，它允許用戶放棄子鏈，一旦出現(xiàn)任何問(wèn)題時(shí)可以將資金提取到根鏈秆吵。然后通過(guò)使每個(gè)誠(chéng)實(shí)的一方能夠輕松地提供有關(guān)交易的有序歷史的明確證據(jù)淮椰，并在非法退出/取款的情況下快速挑戰(zhàn)鏈上，就可以使相關(guān)的鏈下或鏈上各方受到控制纳寂。
不同的 Plasma 原型及實(shí)現(xiàn)
一旦 Plasma 鏈與以太坊主網(wǎng)連接主穗，用戶就可以使用諸如加密錢(qián)包之類的應(yīng)用程序發(fā)送，接收和存儲(chǔ)諸如ERC-20毙芜，ERC-721忽媒，穩(wěn)定幣等加密貨幣。有各種 Plasma 實(shí)現(xiàn)腋粥，例如：
Plasma MVP
我們都知道以太坊主網(wǎng)本身是基于賬戶的區(qū)塊鏈晦雨，而 Plasma MVP 利用基于 UTXO 的概念架曹，這更像是一個(gè)由無(wú)狀態(tài)對(duì)象組成的協(xié)議區(qū)塊鏈，指定可花費(fèi)的幣/代幣作為剩余交易輸出闹瞧，只有持密鑰的人可以花費(fèi)它們音瓷，類似于我們對(duì)比特幣區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的看法。Plasma MVP 允許 PETH（Plasma Ethers）的產(chǎn)生夹抗，消除了對(duì)兩階段確認(rèn)的需要，提供了更簡(jiǎn)單的交易最終性纵竖，從而提高了吞吐量漠烧。UTXO 模型通過(guò)顯著降低復(fù)雜性使得欺詐證明和退出/取款更加容易，因此 Plasma 鏈上的任何人都可以使用未花費(fèi)的硬幣/代幣退出靡砌。以下是檢查在特定鏈上特定區(qū)塊中是否已存在特定 UTXO 輸入（具有唯一 utxo_id）的實(shí)現(xiàn)（意味著如果被找到就是已經(jīng)花費(fèi)了）：
Plasma 使用了 MapReduce已脓，這是一個(gè)用于在可信賴的側(cè)鏈（ Plasma 鏈或其子鏈）上的數(shù)千個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行高規(guī)模計(jì)算的框架，被配置為映射的輔助性功能通殃，從而將跨鏈中交易記錄的大數(shù)據(jù)減少為狀態(tài)之間的更小的區(qū)塊度液。Plasma 也是基于 POA 的（權(quán)威證明），其中交易被驗(yàn)證并且區(qū)塊由授權(quán)節(jié)點(diǎn)（一組指定的驗(yàn)證器画舌，其為任何 Plasma 鏈中的 POA 網(wǎng)絡(luò)的參與者提供所有資產(chǎn)流動(dòng)性）產(chǎn)生堕担。Plasma MVP 實(shí)現(xiàn)了用Solidity編寫(xiě)的根鏈合同，其中包含部署腳本曲聂，Plasma客戶端和根鏈API的包裝器霹购。
Plasma Cash
在 Plasma 的概念之上，有一種稱為 Plasma Cash 的實(shí)現(xiàn)（它仍然與使用 DPOS 的Plasma作為一致性算法兼容）朋腋，它只關(guān)注需要在網(wǎng)絡(luò)中追蹤包含數(shù)字資產(chǎn)的區(qū)塊齐疙。
設(shè)想這樣一個(gè)場(chǎng)景：用戶發(fā)起一定數(shù)量的 ETH 存款交易，帶有唯一 ID 的與存儲(chǔ) ETH 同等價(jià)值的 Plasma 幣產(chǎn)生旭咽，然后在 Plasma 鏈上被識(shí)別并且在該點(diǎn)處追蹤這些 token 將足以簡(jiǎn)單地讀取 Plasma 鏈中特定幣（也稱為 PETH）的位置贞奋，而無(wú)需讀取所有以前存儲(chǔ) ETH 的歷史區(qū)塊。
Plasma Cash 原型涉及為 ETH 存款分配唯一的 token 識(shí)別碼（主要用于未來(lái)的任何加密貨幣）穷绵。這基于 merkle 樹(shù)模型轿塔，在該模型下，用戶只需處理存儲(chǔ)交易記錄的 merkle 樹(shù)的分項(xiàng)请垛，而無(wú)需經(jīng)過(guò)整條鏈催训。它允許所有者將資產(chǎn)轉(zhuǎn)移到可信賴的側(cè)鏈，同時(shí)保持原始值在以太坊主網(wǎng)上的安全宗收，并通過(guò)為每個(gè) Plasma 運(yùn)營(yíng)者分配唯一的 ID 來(lái)完成漫拭。通過(guò)這種方式構(gòu)建的體系結(jié)構(gòu)就會(huì)使每個(gè)用戶驗(yàn)證更少的數(shù)據(jù)。以下代碼片段演示了計(jì)算的 merkle 根混稽，如果 computedHash 和 _rootHash 匹配采驻，則通過(guò)返回 true 來(lái)證明特定葉實(shí)際上在 merkle 樹(shù)中：
有了 Plasma Cash 的實(shí)現(xiàn)审胚，分散式交換（DEX）完全作為操作者/驗(yàn)證者的角色，并且僅限于一個(gè)訂單匹配引擎礼旅，因此用戶擁有自己資產(chǎn)保留區(qū)塊的私人鑰匙膳叨，有權(quán)隨時(shí)根據(jù)自己的意愿利用退出程序?qū)⑵鋽?shù)字資產(chǎn)從根鏈（例如通過(guò) Plasma Cash 橋接）中取出。Plasma Cash的特性還促進(jìn)了顯著的較大區(qū)塊痘系，以及可跟蹤的數(shù)字資產(chǎn)的稀疏 merkle 注冊(cè)表菲嘴，極大地提高了交易活動(dòng)流的可擴(kuò)展性，其數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了現(xiàn)有以太坊網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模汰翠。
Plasma Debit
Plasma Debit 基本上是 Plasma Cash 的擴(kuò)展龄坪，在以太坊主網(wǎng)上的第二層解決方案，支持部分支付和可分割复唤。它是存在于資產(chǎn)持有者健田，鏈上用戶和鏈上經(jīng)營(yíng)者/驗(yàn)證者之間的一套雙向支付渠道，但需要進(jìn)行從 Plasma 鏈到根鏈的定期鏈上公證 佛纫。
Plasma Debit 的實(shí)現(xiàn)可以說(shuō)比基于 UTXO? 的模型更接近于基于帳戶的模型（Plasma Cash 是基于 UTXO 的）妓局。對(duì)于每個(gè)帳戶，都有一個(gè)帳戶可以持有的上限和一個(gè)可以撤回到主網(wǎng)的固定金額呈宇。Plasma Debit 很重要好爬，因?yàn)樗试S在以太坊網(wǎng)絡(luò)上使用不可替換的 token 進(jìn)行廉價(jià)支付以及微型交易，只需要很少的資源來(lái)驗(yàn)證它們甥啄，還允許將整個(gè)賬戶轉(zhuǎn)移到另一個(gè)地址抵拘。
該實(shí)現(xiàn)目前采用的是一種驗(yàn)證器結(jié)構(gòu)的 merkle 樹(shù)，它將限制流動(dòng)性的數(shù)量型豁，這使得該模型可以對(duì)交易進(jìn)行未經(jīng)驗(yàn)證的審查（由于在 merkle樹(shù) 中只有一個(gè)驗(yàn)證器）僵蛛。驗(yàn)證者可以為提供流動(dòng)性和更新帳戶狀態(tài)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置自己的費(fèi)用。當(dāng)它涉及從 Plasma 鏈中提取/退出時(shí)迎变，它將向成員發(fā)送更新后的帳戶余額充尉，并將所有額外的流動(dòng)資金返回到指定的驗(yàn)證器。
“可信的側(cè)鏈的側(cè)鏈架構(gòu)”是關(guān)鍵衣形！
在 Plasma Cash 的基礎(chǔ)上驼侠，可以形成一個(gè)3層的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)（或者超過(guò)3層，根據(jù)預(yù)期使用情況的需要谆吴，可以是一個(gè)可靠的側(cè)鏈的側(cè)鏈的網(wǎng)絡(luò)）作為主干倒源，在生產(chǎn)中運(yùn)行不同的受信任側(cè)鏈，具有與 Plasma 鏈和以太坊主網(wǎng)相關(guān)聯(lián)的不同功能句狼。
對(duì)于用例中涉及到的不同 token笋熬， Plasma 鏈將成為這些 token 交易的信息交換中心/樞紐， 最終通過(guò)原生的 ETH腻菇、ERC20胳螟、ERC721等等將 Plasma 鏈與以太坊主網(wǎng)連接昔馋。
如果進(jìn)一步進(jìn)行鏈上的多加密貨幣交易，我們可以在系統(tǒng)中啟用 BTC/穩(wěn)定幣交易糖耸，可以在第2層（Plasma 鏈）上添加內(nèi)置的分散交換功能秘遏。對(duì)于這種情況，PETH（Plasma ETH）將是支付的本幣嘉竟，因此主網(wǎng)中與 ETH 相應(yīng)的相同值將使用分配的唯一 ID 進(jìn)行處理邦危，以便以后在 Plasma 鏈上處理的所有交易都可以一次性地與主網(wǎng)集成，而無(wú)需每次處理完交易時(shí)都支付燃?xì)赓M(fèi)舍扰。
在 Plasma 鏈之上铡俐，將部署受信任的子鏈（具有基于用例的特定目的設(shè)計(jì)的一串智能合約的層）與 Plasma 鏈連接，而不是直接與以太坊主網(wǎng)連接妥粟。根據(jù)這一邏輯，礦工或治理相關(guān)活動(dòng)的激勵(lì)和獎(jiǎng)勵(lì)吏够，例如為社區(qū)或平臺(tái)用戶/驗(yàn)證者的某些倡議進(jìn)行投票勾给，可以立即進(jìn)行處理，無(wú)需為每筆交易支付任何燃?xì)赓M(fèi)锅知，因?yàn)檫@些交易將在與 Plasma 鏈的 ETH 的交換中“緩存”并處理播急，而 ETH 最終將與主網(wǎng)上同步，撤銷(xiāo)必要的 ETH 的所有交易售睹，然后結(jié)算總額桩警。
對(duì)于我們未來(lái)的 token 系統(tǒng)中不同類型的“ 鏈上 ”交易，可信側(cè)鏈區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)可以成為無(wú)摩擦區(qū)塊鏈平臺(tái)的解決方案昌妹，因?yàn)榈?層子鏈將處理所有具有特定目的的單個(gè)機(jī)制捶枢，而所有交易都將發(fā)生并存儲(chǔ)在第2層 Plasma 鏈上，以便以后撤回到以太坊主網(wǎng)飞崖。建立在以太坊主網(wǎng)之上還可以更有效地執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)操作烂叔，因?yàn)樗鼤?huì)在可信側(cè)鏈上將處理的交易與以太坊主網(wǎng)的安全層分開(kāi)。
對(duì)所有的現(xiàn)有 Plasma 實(shí)現(xiàn)有什么顧慮嗎固歪？
Plasma 的實(shí)現(xiàn)帶來(lái)的一個(gè)主要問(wèn)題是來(lái)自可信任的側(cè)鏈的大規(guī)模退出/提取的概念（在最壞情況下發(fā)生在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)）蒜鸡。從子鏈中協(xié)調(diào)同時(shí)退出可能導(dǎo)致缺乏處理能力，無(wú)法一次性取出所有要求的資金牢裳， Plasma MVP最初設(shè)計(jì)為僅支持單個(gè)UTXO的退出逢防。因此，平臺(tái)用戶在平臺(tái)上同時(shí)進(jìn)行大量的退出/提取操作時(shí)蒲讯，可能會(huì)損失執(zhí)行此類流程的資金忘朝，因?yàn)樵隍?yàn)證之前，每個(gè)退出/提取交易都將面臨平臺(tái)用戶的挑戰(zhàn)判帮，因此需要計(jì)算所需質(zhì)疑交易的 merkle 證明辜伟，更不用說(shuō)氓侧，在最后確定退出之前，需要對(duì)不同的子鏈导狡、相關(guān)區(qū)塊约巷、組內(nèi)單個(gè)utxo_id 和 uid 進(jìn)行不同的檢查。確定退出請(qǐng)求的一個(gè)示例（將所有資金從所有相關(guān)的錢(qián)包中轉(zhuǎn)移出來(lái)并刪除相關(guān)的 uid）如下：
考慮到對(duì)大規(guī)模的退出/提取旱捧，Plasma 社區(qū)一直在努力減輕它的影響：甚至在最初的 Plasma Paper 中独郎，人們可能已經(jīng)注意到了關(guān)于使用位域代表 UTXO 的大規(guī)模退出協(xié)議的建議。實(shí)質(zhì)上枚赡，它是一個(gè) UTXO 列表的大指針氓癌，其中每個(gè)位指向一個(gè)特定的 UTXO ，根據(jù)預(yù)先定義的共識(shí)機(jī)制贫橙，優(yōu)化 UTXO 聚合贪婉，在這種機(jī)制下，將這些聚合的 UTXO 組合到另一個(gè) merkle 樹(shù)中卢肃，根名為“聚合根”疲迂，在各個(gè)塊根下連接不同的相關(guān)交易。
Plasma 框架實(shí)現(xiàn)綜述
人們普遍認(rèn)為莫湘，鏈下 Plasma 擴(kuò)容方案可以為當(dāng)前的以太坊區(qū)塊鏈系統(tǒng)帶來(lái)全新的交易速度尤蒿，而這些系統(tǒng)目前存在著根本的局限性。通過(guò)使用可信任的側(cè)鏈結(jié)構(gòu)幅垮，Plasma 可以通過(guò)附加的安全協(xié)議和一串可信任的側(cè)鏈來(lái)減輕根鏈的壓力腰池。
用戶將能夠使用諸如加密錢(qián)包之類的應(yīng)用程序通過(guò)可信任的側(cè)鏈發(fā)送，接收和存儲(chǔ)加密貨幣忙芒，同時(shí) Plasma 鏈與以太坊根鏈相連接示弓。這種能力和互操作性還可以進(jìn)一步擴(kuò)展，以支持更多的加密貨幣呵萨，實(shí)現(xiàn)完全與加密貨幣無(wú)關(guān)的交換避乏，而這正是像 OmiseGo（OMG）這樣的分散式交換網(wǎng)絡(luò)一直在努力實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。Plasma 已經(jīng)與 OmiseGo 一起開(kāi)展了 MVP，該團(tuán)隊(duì)目前正在與以太坊一起開(kāi)展 Plasma Cash 的實(shí)施。
其他區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)也有脫鏈擴(kuò)展解決方案奠宜，例如 Raiden 網(wǎng)絡(luò) - 以太幣的比特幣閃電網(wǎng)絡(luò)版本，它還與所謂的雙向支付渠道上的 ERC-20 token 傳輸兼容铆帽，具有即時(shí)支付，微支付德谅，改進(jìn)的交易隱私和原子 token 交換等附加功能爹橱。
盡管 Plasma 仍處于開(kāi)發(fā)階段，預(yù)計(jì)還需要一段時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)完整的 POS 以及 Tesuji Plasma 主網(wǎng)解復(fù)窄做，但人們已經(jīng)注意到零知識(shí)區(qū)塊鏈的實(shí)現(xiàn)愧驱，如 zk-snarks 和 zk-starks（今后還會(huì)編寫(xiě)另一個(gè)深入的深入討論）這些形式的加密技術(shù)允許開(kāi)發(fā)人員將交易聚合成批慰技，開(kāi)創(chuàng)以隱私為中心的加密貨幣如 zcash。事實(shí)上组砚，許多初創(chuàng)公司已經(jīng)接受了這項(xiàng)技術(shù)吻商，并期待在升級(jí)和擴(kuò)展太坊網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，在多個(gè)塊鏈網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)現(xiàn)互操作性糟红，并通過(guò)上述零知識(shí)塊鏈框架進(jìn)一步減少區(qū)塊鏈退出風(fēng)險(xiǎn)艾帐。雖然 Plasma 的概念已經(jīng)被廣泛宣傳為以太坊最適合短期擴(kuò)展解決方案的選擇，但看起來(lái) SNARKs 和 STARKs 可能會(huì)搶盡風(fēng)頭盆偿，并能夠拯救整個(gè)密碼世界柒爸，或者至少提出處理隱私限制的擴(kuò)展解決方案……
原文鏈接：https://medium.com/@neoyiukit/plasma-blockchain-scalability-framework-an-off-chain-scaling-solution-for-ethereum-blockchain-7e4ade2fdf86
作者：Neo Yiu
