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5分钟速览以太坊Optimistic Rollup可扩展性方案_数字货币

[2021-01-31 21:39:32] 来源: 编辑:wangjia 点击量:
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导读: 如今,对于以太坊乃至所有区块链来说,Optimistic Rollup 是最有前途的可扩展性方案。但是,Optimistic Rollup(ORU)是什么?为什么它会让以太坊开发者和可扩展性研究者如
如今,对于以太坊乃至所有区块链来说,Optimistic Rollup 是最有前途的可扩展性方案。但是,Optimistic Rollup(ORU)是什么?为什么它会让以太坊开发者和可扩展性研究者如此心潮澎湃?

什么是适用拜占庭容错机制?

拜占庭帝国是 5-15 世纪的东罗马帝国,也就是现在的土耳其。拜占庭帝国拥有巨大的财富,它的十个邻邦国家都垂涎已久。但拜占庭城墙高耸,没有一个单独的邻邦能够成功入侵。

现在,对于以太坊甚至所有区块链来说,Optimistic Rollup 是最有前途的可扩展性方案。然则,Optimistic Rollup(ORU)是什么?为什么它会让以太坊开发者和可扩展性研究者云云心潮澎湃?

在本文中,我们将以通俗易懂的方式来先容 ORU 的基础知识。

ORU 具备许多理想特点。在所有区块链可扩展性手艺中,它的特点都是无可比拟的。一个设计合理的 ORU 系统将具备以下特点:

免信托。差别于传统的侧链手艺,ORU 具有免信托性(或者更专业一点的说法是,具备信托最小化的特点)。你随时都能从 Rollup 上取出你的资金,无需信托 ORU 上的绝大多数区块生产者都是老实的。

免允许。差别于 Plasma,ORU 具有免允许性。任何人都可以成为 ORU 上的区块生产者,由于 rollup 上的所有区块数据都公布在以太坊上,可以从以太坊上获取。若何选出下一个 领导者 是详细的实现问题,而非基本限制。

免托管。如上文所述,由于 ORU 兼具免信托性和免允许性,你随时都可以取出你的资金,而且没人可以阻止你。因此,ORU 具备免托管性。

表达性强。差别于 ZK rollup,ORU(从理论和实践来说)具备较高的表达性。无论是类似比特币的 UTXO 付款,照样成熟的可兼容 EVM 的执行,ORU 都能处置。

开放介入。差别于支付通道,ORU 支持智能合约,而且像 Uniswap 那样对所有人开放。

资源效率高。差别于支付通道,ORU 不要求用户提前锁定资金。

抗链上拥堵。差别于支付通道和 Plasma,ORU 可以抵御链上拥堵,由于 ORU 的敲诈证实是在区块层面上的,而非像支付通道那样的关闭机制,或 Plasma 那样的退出机制。

无需新的密码学。差别于 ZK rollup,ORU 不需要任何新的密码学。

快速(非即时)终局性。差别于 ZK rollup,ORU 不需要天生证实,因此 ORU 区块可以立刻公布到以太坊上。由于有用的 ORU 区块无法回滚,一旦这些区块被公布到以太坊上,就能够获得像以太坊那样的最终确定性。

Optimistic Rollup 简史

增强比特币可扩展性的最早行动之一是侧链。侧链是与父链配合运行的区块链,但具备差别的特点:出块时间更短、区块巨细更大、智能合约的表达性更强等。然而,通俗的侧链有个致命的瑕玷:若是一条侧链上的绝大多数矿工/验证者都是不老实的,用户资金就会被盗。

这些年来,有许多手艺都在实验增强侧链的安全性,来保证在绝大多数介入者不老实的情形下,用户资金也不会被盗(这被称为信托最小化的双向锚定)。更早一点的例子有合并挖矿(merged mining)、影子链(shadow chain),之后又泛起了 Plasma 和 ZK rollup。有趣的是,在 ORU 泛起之前,一个类似的方案是分片机制下的延迟状态执行(我们很快会讲到这点!)。

这些研究的集大成者就是我们现在所知的 Optimistic Rollup。2019 年 6 月,《最小可行合并共识》首次论述了这一手艺。从那时起,以太坊社区就最先大力支持 ORU,将其作为以太坊式智能合约执行的可扩展性方案,无需等到 Serenity Phase 2。

Optimistic Rollup的运作方式

- Optimistic Rollup 可视化 -

作为信托最小化的双向锚定侧链(换言之,纵然侧链上的每个验证者都不老实,也不会泛起资金被盗的情形),ORU 在运作方式上异常简朴(固然,我的那篇 “原理” 解说得更详细)。

聚合者将 rollup 上的买卖网络起来,打包进 rollup 区块,并将该 rollup 区块连同保证金(我们很快就会注释为什么需要保证金)一起发送到以太坊(或另一条类似以太坊的区块链,上面运行着具有大量状态的智能合约)上的智能合约中。这个 rollup 区块不会被翻译或执行——智能合约只纪录区块哈希,并追踪所有 rollup 区块的哈希。rollup 区块自己不存储在智能合约内,然则所有人都可以在以太坊的历史买卖中找到它们。

rollup 区块包罗一个状态根,即,该 rollup 区块的状态树的根。若是该状态根是无效的,则任何人都可以在挑战期内使用敲诈证实来证实它是无效的。这可能是由于这个 rollup 区块中有一笔买卖是无效的,或者由于状态根是无效的。若是一个 rollup 区块被证实是无效的,合约就会将 rollup 链回滚,这个无效区块后面的所有的 rollup 区块都市酿成孤块。一旦敲诈证实乐成,保证金中的一部分会支付给证实者,剩余部分则销毁。

若是直到挑战期竣事都没有人提交敲诈证实,合约会敲定 rollup 区块,允许聚合者取回保证金。用户将款子从 rollup 链上取回到主链上时,需要在 rollup 链上提议取款请求,只有当合约敲定该 rollup 区块后,款子才气取回。

就是这样!ORU 看起来很简朴,为什么花了这么长时间才有详细的方案和实现?这是由于这些手艺的设计空间实际上是无限的,而且 “要想找到谜底,你必须先找到准确的偏向”。

请注意,上文先容的是 ORU 是若何通过链上执行的方式在以太坊等区块链上运作的。ORU 也可以作为具备客户端执行功效的应用,在 LazyLedger 等项目上实现。在后一种情形下,敲诈证实将通过点对点网络流传,无需公布到智能合约上。

虽然 ORU 的许多特点对于去中央化的区块链和无法住手的金融平台和应用来说至关主要,然则实现这些特点需要支出一些价值。

在默认情形下,由于与以太坊上的智能合约交互自己存在延迟,敲诈证实的挑战期会很长(长达数周),还会因此导致提款延迟。客户端执行可以大幅缩短挑战期。然则,我们只需要让流动性提供者通过原子交换来提供提款服务,并收取少量用度,就可以轻松解决延迟问题。实际上,这是一种新的 defi 元件:流动性提供者可以通过提供服务,行使其流动性来赚取收益。

ORU 的吞吐量以以太坊的数据可得性吞吐量为上限。在这种情形下,我们可以将 ORU 视为伪分片。多个 ORU 可以在同一个数据可得性层上并行运行。幸运的是,数据可得性相比执行更容易扩展。LazyLedger 等项目经由专门优化,可以提供具备高度可扩展性的通用数据可得性层,让所有 rollup 项目都能充分发挥其潜力。

总而言之,ORU 已经得到了普遍认可。该方案可以让以太坊(甚至区块链)在 Serenity Phase 2 上线之前就实现分片的答应:既能辅助去中央化应用实现可扩展执行,又不会损害主要属性。构建 ORU 基础设施的项目有 Fuel Labs、Offchain Labs、Optimism 和 Hubble 等等(这份清单并不完整,也没有为他们背书的意思)。计划在 ORU 上构建的项目更是难以计数!

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