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以太坊暴涨还会持续多久？
以太坊最终上涨的逻辑，并非区块减少那么简单，而是市场对以太坊的未来能产生更高的价值预期。
2016年1月，间隔比特币创世区块降生7 年以后，一篇名为《The Bitcoin Lightning Network：Scalable Off-Chain Instant Payment》的白皮书宣布，这是第二层扩容计划（Layer 2 Scaling Solutions，简称 Layer 2 ）的开端；
到 2018 年的岁终，光是手艺范例就已有状况通道、Plasma、Truebit 等各种 Layer 2 计划，涌现了 Celer Network、AlphaWallet、Raiden Network、Alacris 等等一众新星，在时候和资本都极端稀缺的状况下依据本身发明的需求，针对差别的场景给出本身的处理计划，预备驱逐将来加密经济运用的迸发。
01公链，不能治百病
区块链带来了壮大的去中间化运用生态，无数人对它寄以厚望，愿望区块链能够突破金融孤岛。2017 年上百个公链项目睁开比赛，但到了 2019 年，大规模运用落地依旧难题：区块链生长遭到 Vitalik 提出的不大概三角的瓶颈性限定————也就是区块链体系设想没法同时统筹可扩展性、去中间化和平安性，三者只取其二。
这个瓶颈是不是属实？是不是公链的机能真的那末低？以太坊、比特币确切能够将 TPS 做的很大，让每一个节点处置责罚更多的生意业务。以至有人将它做简朴的参数修正，就可以作为一个吞吐量异常高的同盟链计划。
但这个计划真的异常无邪：TPS 进步带来的问题就是，由于带宽的限定，平常的节点以至连同步数据都难以做到，更别说介入出块，随后小节点就被镌汰。如许丧失的是去中间化：公链作为开放的协定，由于机能的需求实际上为大部分节点设置了不可进入的门坎，那怎样做到开放？
去中间化只是一个手腕，我们须要的实际上是大众可考证：一个没有充足多、充足疏散的考证者（也就是节点）的区块链收集是难以组织信托的————这个收集能够少数人随意马虎被掌握，我怎样保证我的资产平安？
那末是不是能够在保有去中间化和平安性的条件下，去寻求更高数量级的吞吐量？有人尝试新的区块链协定去突破不大概三角：一些团队入手下手研讨 DAG，来庖代「区块+链」的数据构造来做到上万以至更高的 TPS。
然则基于看似无序实则有序的图做生意业务序次的推断是异常难，生意业务序次难推断，怎样防备双花？因而许多 DAG 项目引入相对中间化的计划，比方 IOTA 采纳一个中间化的 Check Point，ByteBall 采纳见证人机制，本质上都不是共鸣，而是中间化的体式格局————而这显著不能处理问题。
如图Byteball 的 DAG 数据构造，在 Byteball 中生意业务会依据生意业务间隔创世块的间隔，再依据一种见证品级举行排序是不是能够用分片手艺，将收集分为差别的片区，处置责罚各自的生意业务，来将机能十倍、百倍的提拔？
但实际上，分片手艺在盘算层面、存储层面、收集层面、共鸣层面都有问题须要处理，而且差别层面的分片问题联系起来又会有新的问题涌现。这些问题处理以后，另有跨片区生意业务问题，如有名的「Train Hotel Problem」。
「主假如跨 shard 生意业务比较庞杂」，原本在以太坊 Research 团队研讨 Sharding ，如今是Nervos 首席架构师的 Jan 曾说到。
这是一个很让人扫兴的效果，但我们必需晓得，统统事物都有本身的边境，我们应当明白，公链不应当做一切的事变，它应当做它该做的事变：
它应是以最高效力杀青环球共鸣的东西，能够以最低的成原本构建信托；但我们不能不承认的是，它多是最贵、最低效的数据库。
作为共鸣的东西、信托的引擎，它不应摒弃去中间化和平安性对可扩展性做让步。那云云低的 TPS，该怎样应用？
我们是不是能够将大批的事情放到链下去处理，仅仅将最重要的数据提交到区块链上，让一切人都能够考证这些事情都是准确牢靠的？
社会的生长带来的是更邃密的分工，区块链的手艺生长也如是——分层，本质上就是一种分工。公链不能做一切的事变，那末就让它来做它善于的东西。由此，也就是第二层扩容计划的思绪，我们称为「 Layer 2」，是构建在底层区块链（Layer 1）之上的基础架构，为雄厚的区块链运用供应更好的可扩展性、隐私性和可用性。
Layer 1 来保证平安和去中间化，相对牢靠、可托；它能做到环球共鸣，并作为「加密法院」，经由历程智能合约设想的划定规矩举行仲裁，以经济鼓励的情势将信托通报到 Layer 2 上。而 Layer 2 寻求极致的机能，它只能做到部分共鸣，然则能够满足各种贸易场景的需求。
Nervos 从一入手下手就决议做一个支撑 Layer 2 的 Layer 1，我们着眼于平安和去中间化，为上层生态通报信托。本日我们能够说，我们展望的、百花齐放的 Layer 2 已到来。
02
Why Layer 2 ？
试图用一层区块链计划处理一切问题的人，每每没有思考过一个很重要的问题：公链虽能够杀青环球共鸣，大众可考证，然则不是一切的信息都须要让一切人考证、晓得？我们之间的一样平常生意业务是不是须要让环球的人考核？
假如我不做违法的事变，固然不会介怀，然则这显著没有必要。我们只须要将最症结的信息让一切人考证、猎取保证就够了。而 Layer 2 正好就可以满足如许的需求：我们将大批事情放到链下（Off Chain），仅将最重要的内容提交 Layer 1 链上（On Chain）举行考证，而且 Layer 1 能够保证 Layer 2 的平安。
因而，我们提出最中心的两个看法：
1）不是一切的东西都须要环球共鸣；
2） 公链就该做它应当做的事变，其他的事变完整能够链下完成。
那什么样的计划能够被称为 Layer 2 ？
1）起首，运用的重要事情都是在链下；
2）其次，仅用 Layer 1 作为平安的锚点，保证链下环境的平安；
3）末了，和 Layer 1 只管保有一样的风险模子（很遗憾，跨链和侧链计划并不相符这一条，由于它们将资产在一条链上锁定在另一条链上开释，资产进入了另一个平安性完整差别的环境）。
显著，这里 Layer 1 和 Layer 2 的平安品级是不一样的：
Layer 1 的平安性是由去中间化（Decentralized）保证，这意味一组无中间的节点庖代了可托第三方的角色。在这里：1.被接收的生意业务就会根据划定实行；2.生意业务序次是肯定的；3.双花是制止的。
然则 Layer 2 的平安品级远小于此，它的平安性须要经由历程 Layer 1 来保证，因而只须要到达「去信托」（Trustless）：不保证生意业务在 Layer 2 上肯定能够实行，然则能够保证若生意业务不被实行能够有一种体式格局让资产平安地从 Layer 2 撤回。
鄙人面的内容里，我们就为人人逐一诠释差别的 Layer 2 计划：状况通道、Plasma 和链下盘算。
状况通道（State Channel）
我们常会面对的一个场景是，我们会和某一个人或许某几个人重复交互。比方家门口的咖啡厅，天天都去喝一杯咖啡而且用比特币付出，然则每次生意业务手续费就高的恐怖，因而能够用付出通道手艺，两边客户端之间竖立一条通道，以后生意业务都在通道内部举行，末了到比特币区块链上做结算，云云只需在通道封闭和翻开的时候须要手续费，这是第一个状况通道手艺： Lightning Network 最初设想的场景。
本质上，状况通道是一个智能合约机制：区块链上的智能合约就像一个机器人，两边在通道中运转运用，末了将效果提交到机器人手里它会根据划定规矩举行结算。
在状况通道中运转运用，会有以下的步骤：
1）介入状况通道的各方在区块链上布置智能合约，这个合约包括一个多重署名合约（仅在有各个介入方署名的状况下才解锁），并存入肯定的资金，一部分作为初始状况，一部分作为资产典质防备作歹，通道开启。以后一切的行动都会在链下实行直到通道封闭；
2）运用会在各方客户端当地运转，每运转一步，两边在当地构建生意业务并署名，经由历程点对点收集或许简朴的八卦协定的体式格局将生意业务发送给其他介入方并获得各方署名构成新的状况。新的状况更新包括：各方的最新状况（平常是状况的 Hash），各方的署名以及该状况的版本序号。同时各方保留运转历程当中的每一次状况和署名；
3）运用完毕，一方提交终究状况到区块链上的智能合约，并有一段时候的争议期。各方以为没有问题，争议期以后状况确认，状况通道封闭并依据终究状况在区块链上举行资产的结算。
原本在区块链中须要确认的「每一步」，变成只须要确认「效果」。须要注重的是，状况通道中并没有一个第三方运转节点，接收生意业务、打包出块来供应效劳。运用在当地实行，状况更新经由历程点对点收集流传，不须要共鸣机制，异常高效。
因而状况通道会有异常多的上风，起首就是马上肯定性（Instant finality），只需各方署名经由历程状况更新，状况就被「确认」，而不须要如区块链上守候区块确认；其次，状况更新在链下，点对点通讯能够保证隐私，仅终究状况会提交到区块链上；
末了是低手续费，状况通道是事务性的，只在通道翻开和封闭的时候须要区块链上结算整理的手续费，而其他时候，不论两边在通道内怎样更新都是免费的。那末状况通道是不是平安呢？状况通道的平安性是由区块链上的智能合约来保证的。极大概涌现的两类进击模子：
1） 状况通道中有一个异常乐观的条件，那就是用户坚持在线，确保状况的更新。若用户掉线，介入通道的另一方能够经由历程提交旧的、对本身有益的状况到区块链上结算举行进击。
争议期的设想就是为了防备这个状况发作：在争议期内，用户能够提交最新的状况。由于每一次状况更新都有各方署名并带有版本序号，因而只需提交最新版本序号的状况到区块链上就可以够证实提交旧状况的作歹，并将责罚作歹者。
假如用户在争议期没法上线呢？差别项目给出了差别计划，如 Lightning Network 中的 Watch Tower 和 PISA 中的 Custodians，这些角色有经济鼓励来诘扬提交毛病状况的进击者；Celer Network 的状况守护者收集协助用户鄙人线的时候提交新的状况。
2） 若涌现一方不合作的状况，比方他输了游戏，不对本身认输的状况署名。这时候另一方能够将状况的证实提交到区块链上，区块链将全部历程从新运转，获得效果。假如确实涌现作歹的状况，作歹的一方会遭到责罚并负担运用在区块链上运转的本钱。
此外在状况通道中另有许多的观点，如付出通道、广义状况通道等。付出通道是最简朴的状况通道，它的状况就是数字————在这个时候，各方手里有若干 Token。而状况通道中的状况越发雄厚，能够是如 Celer Network 的五子棋游戏中两边下棋的落子状况，也能够是海战游戏中各方战舰的受损状况……
而广义状况通道是另一个观点。
平常状况下，一个状况通道只能处置责罚一类运用，由于在区块链上的智能合约只能处置责罚某一类运用的实行和考证。
在广义状况通道中制订了一系列的「规范」（如图实际上是合约的功用 functions），在该规范下的运用能够在由同一个状况通道合约实行，由此广义状况通道能够许可用户在不封闭通道的状况下运转多种运用。
举例来说，你能够在广义状况通道中先运转五子棋游戏，以后举行付出，然后打一轮扑克牌。个中运转的运用的状况更新都基于同一个规范，在区块链上的合约都能够处置责罚。
图中 V1、V2、V3 分别是差别的通道，然则在链上只需一个合约
状况通道手艺给了我们一个异常优美的愿景，它捐躯流动性（在合约中典质资产）来调换无手续费和马上肯定性，然则它仅仅适用于盘算量很小、而且各方须要往返交互的运用，而且由于状况通道每一步都须要用户一致赞同，就须要在通道开启的时候明白列位介入者，而且半途难以到场/退出，这让状况通道仅仅能够成为链下生意业务的扩容。
在采访 IC 3成员、伦敦皇家学院副教授 Patrick McCorry 的时候，我问他：
你以为状况通道的第一个杀手级运用会涌如今那里？
「I would say Payment.
I don't really see state channels as a scaling solution per se, but as a technique to run existing smart contracts/apps for free.
They won't work for a whole host of applications, but they'll truly excel for where they do work.」
我以为是付出。我并不以为状况通道本质上是一个扩容计划，它仅仅是能够免费运转现有合约、运用的手艺罢了。它并不能为一切运用起作用，然则关于它能做的方面它会异常精彩。
Plasma
提到 Plasma 起首要提到侧链的观点。侧链（Sidechain)是异常有用的扩容计划，然则侧链的问题在于，我们将资产映射到侧链以后，在侧链上运转生意业务我们须要信托侧链的考证者（Validator 也就是出块节点）————一旦侧链上节点作歹，我们将没有办法庇护资产的平安性。因而严格来说，侧链并非一种 Layer 2 计划，由于它的平安性并非由 Layer 1 保证的。
那末可否将侧链「Layer 2 化」呢？
回到我们之前定义的 Layer 2 的平安品级：去信托（Trustless）————我们不能保证生意业务在 Layer 2 上肯定能够实行，然则能够保证若生意业务不被实行能够有一种体式格局让资产平安地从 Layer 2 撤回。
侧链 + 资产能够平安撤回的机制 = Plasma
2017 年 8 月宣布的 Plasma 白皮书，由 Vitalik 和 Lightning Network 的 Joseph Poon 宣布。
Plasma 是一系列在根链（Root Chain，在 Plasma 最初设想中它是一个树状构造，因而将 Layer 1 称为根链比较笼统）上运转的智能合约，而且区分于状况通道，Plasma Chain 中能够运转智能合约————假如说状况通道是对生意业务吞吐量的扩容，那末它是对盘算才能的扩容。
在链下会有考证者运转一条 Plasma 链，用户能够将本身的资产锁定在根链的合约中映射到 Plasma 链上获得更好的用户体验。根链上的合约要求 Plasma 链将每一个区块的 Merkle Root 提交到根链上作为「敲诈证实」（Fraud Proof），只需提交证实的 Plasma 区块才是被确认的。
一切 Plasma 上的用户能够用本身保留的 Merkle Proof 来考证这个 Merkle Root 保证子链运转的平安性，必要的时候能够经由历程向合约证实本身的资产来疾速退出。Plasma 链能够刊行本身的代币，以此鼓励这条链的考证者保证它的运转，一旦涌现仲裁并被证实作歹，Plasma 链考证者在根链合约中的保证金会被扣除。
根链上的合约就像机器人：它要求 Plasma 提交每一个区块的证实（Merkle Root 的情势），而且在用户提交本身的资产证实的时候能够运转起来协助用户将资产从 Plasma 中撤回根链。
最初的 Plasma 设想是树状的、链中链的构造，在根链上竖立合约运转开设 Plasma 链，在 Plasma 链之上还能经由历程智能合约的情势竖立新的 Plasma 链，此时在根链上开设的 Plasma 链称为父链（Parent Blockchain），其上的 Plasma 链称为子链（Child Blockchain），能够有更好的机能然则平安性会更弱。
Plasma 如许的设想异常像实际中的法院：假如说根链（也就是公链）是最高法院，那末 Parent Blockchain 就像是省级法院，Child Blockchain 是地方法院一样，来保证基于这条区块链开设的 Plasma 区块链的平安性。敲诈证实从子链向下递交末了到根链上。
Plasma 的树状构造
用户须要从 Plasma 撤回资产，提交相干证实到上一层（根链/父链）的合约中举行要求，以后会有一段时候的争议期，重要争议两个内容：1、是不是该笔资产已被消费或许撤回；2、是不是该证实是来自最新的状况，而不是旧的状况。争议期以后，资产会依据 UTXO/account （详细关系到 Plasma 完成的时候资产的表达情势）的新旧，优先从旧的入手下手撤回。
这是最初版本的 Plasma 设想，链中链的树状构造是异常笼统的，而且完成异常庞杂，因而很快 Vitalik 提出了 Minimal Viable Plasma，也就是 Plasma MVP，MVP 的设想初志是用简朴的机制设想来供应 Plasma 设想中的基础平安特征。
因而在 Plasma MVP 的设想中并非「链中链」的情势而是一名考证者运营一条链的情势，每次发生区块都是在数据库中到场一组数据，而且将 Merkle Root 提交到根链（提交以后 Plasma MVP 区块才是确认）。在 Plasma MVP 中资产用 UTXO 的情势表达，而且它不能运转智能合约，仅仅作为资发生意业务，而且 TPS 在数千摆布（估计 3000-5000）。
在资产平安性方面，Plasma MVP 设想了以下的资产撤回计划。在 MVP 中每一个 UTXO 依据区块号、区块内生意业务号和生意业务内输出号都有一个优先级，越是旧的 UTXO（申明长时候没有人对这个 UTXO 举行操纵）会优先退出。此时若有人能够在资产撤回的争议期证实这个 UTXO 在以后的生意业务中被转变，该次撤回会被证伪。
另一个设想是 Plasma Cash，在 Plasma Cash 中每一个 token 有本身对应的一个 id，就好像 Non-fungiabe token 一样，生意业务保留在希罕默克尔树中，每一个叶子就是对应一个 token，每一个区块都是一「棵」树，若本区块中某个 token没有转移，那末用空值示意。
由此，用户只须要追踪属于本身 token ，证实生意业务变得异常敏捷。而且，作歹者须要一个个盗取 token，作歹本钱高，越发平安。
能够看到，虽然一入手下手 Plasma 设想是为了以太坊盘算才能的扩容，然则现在完成的计划仅仅涉及到资产的转移：仅仅是很简朴的 UTXO（如 Plasma MVP） 或许 NFT（如 Plasma Cash），却并不能运转智能合约，不能如 Vitalik 最早想做的那样：为以太坊做盘算才能的扩容。
这里确切是遇到了瓶颈性问题，重要在于：为何资产从 Plasma 上退出那末难？
假如在 Plasma 上构建智能合约，如 ERC 20 的资产。实际上资产并非在用户的账户里，token 的状况是存储在合约中的，经由历程指针的情势指向账户，用户才在钱包里看到本身 ERC 20 的资产。每次 ERC 20 token 的转账实际上是挪用相干合约转变合约里 token 存储的状况。
那在 Plasma 中，一个合约中包括一切用户的资产，这些资产是不是能一同退出？谁有权益让一切人资产一同退出？
每一个人都是能够修正合约的团体状况，那末怎样保证撤回时的争议期其他人修正状况，然后提交新的状况证实驳回此次撤回？
而且，合约运转完整在 Plasma 上，主链怎样确认效果是准确的？（在以太坊上，这里涉及到 EVM in EVM 的问题，在以太坊假造机上考证 Plasma 上的 EVM 状况异常难题），现在大概还没有很好的计划。
Plasma 和 State channel 的区分
状况通道（State Channel) 和 Plasma 的最大区分在于，状况通道中没有第三方考证者的角色，它的状况更新是基于各方杀青一致共鸣的条件下的，而 Plasma 中则有考证者的角色。
在状况通道中一旦各方赞同署名状况就可以马上确认，在区块链的基础设施中仅状况通道能够做到马上肯定性。Plasma 中用户照样须要守候区块确认（考证者须要提交 Merkle Root 到根链）才确保本身生意业务的平安性。
链下盘算
生意业务能够在 Plasma 和状况通道中疾速运作，然则另有一类问题搅扰以太坊，那就是大批的盘算。在以太坊中设置了 800 万 Gas Limit，并以以太币作为器量，就是对「盘算」这个稀缺资本的限定，运转合约举行盘算价钱非常奋发而且有区块大小的限定。Plasma 中也存在一样的问题。
那可否将盘算使命放到链下处置责罚而且保证平安性？
Truebit 和 TEE（Trust Execution Environment，可托实行环境）就是为处理链下盘算问题涌现的。要注重的是，链下盘算并不进步吞吐量，仅仅是将庞杂使命放到链下处置责罚，再将效果返回到链上。
Truebit 也是链上的智能合约，它的运转逻辑本质上是一种盘算外包，用经济鼓励的情势来保证盘算的平安。用户向效劳供应者形貌盘算使命，并商定赋予嘉奖，效劳供应者将运算效果交给用户来提交到主链的合约作为效果。收集中会有许多挑战者，他们会搜检效劳供应者的效果，若发明问题，则做进一步对照，将不一致的代码行放到区块链上的智能合约上举行考证，考证胜利用够有经济鼓励。这就是 Truebit 提出的「考证游戏」。
TEE 可托实行环境平常是硬件装备，能够处置责罚生意业务的考证，如 ARM 生产的、处置责罚指纹的 TrustZone，Intel 的 SGX。银行卡的芯片就是在 TEE 中运转。TEE 的硬件就是一种黑盒子，盘算（平常是平安性要求比较高的盘算）会在黑盒子里运转，然后返回效果，没人能够晓得怎样运转然则能够晓得效果是准确的，它能够异常好的庇护隐私。
然则它的平安性也异常显著，盘算会引入不可预知的风险，而且平安性依赖于制作的厂商：假如一个黑盒子被攻破，那末一切同批次生产的都能够被攻破。
总结
在全部市场进入穷冬的 2018 年，我们反而看到了无数 Layer 2 团队入手下手涌现，特别是状况通道，已涌现了数十个团队，针对差别场景、差别需求给出本身的处理计划。
图片来自 CoinFund
而 Plasma 也涌现差别的处理计划，在 Ethresearch 上我们能够看到一张 Plasma 的「天下版图」：
图片来自 Ethresearch
链下盘算，除了 Truebit 之外，Oasis Labs、TEEX、Stark、Transmute 等一众团队睁开研讨。
确实，假如一个由 Layer 1 保证去中间化和平安的智能合约来设定划定规矩，一个 32 字节的 Merkle Root 哈希值或是终究状况的提交就可以保证资产的平安，为何一切运用要直接放在操纵高贵、资本稀缺的公链上？
Layer 1 保证平安性和去中间化，Layer 2 来满足机能的需求，Layer 1 为 Layer 2 通报信托，这是将来加密经济的基础设施。从 2017 年的杂沓，到 2018 下半年的冷僻，分层设想的项目不断涌现，Ethereum 也在周报中将 Layer 1 和 Layer 2 离开显现，这险些已是被业界普遍承认的手艺方向，终究，我们在浑沌中找到了方向。
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