當前流行的7大擴容方案,哪些將會推進比特幣、以太坊的下一站征途?

                        簡介: 本篇我們來講Rollup、分片、分層、工作歷史證明和DAG等當前流行的“新擴容手段”。?01?Rollup與PlasmaRollup可以說是

                        本篇我們來講Rollup、分片、分層、工作歷史證明和DAG等當前流行的“新擴容手段”。

                        ?01?Rollup與Plasma

                        Rollup可以說是ETH當前最重要的擴容手段,可以說Rollup的成功與否,直接決定著ETH可持續發展性。換句話說,Rollup失敗的話,ETH也別想成功。

                        如果可以分清側鏈和Layer2的區別,也算是對擴容有個基本理解,那么能否分清Plasma、Rollup和Validium的區別,就可以當做一種對擴容的進階考試題。

                        一切的一切,都在下面這張圖里了,理解了這張圖,你就完全理解了Plasma,兩個Rollup,與Validium的區別。

                        簡單說來區別如下:

                        1、一切始于Plasma

                        Plasma是最早V神提出的擴容方案,也是這個圖里TPS最高的一套方案。

                        首先,你可以把Plasma先想成一個側鏈,但和側鏈完全獨立運營,只給ETH提交一個結果又有所不同,Plasma會把Plasma計算處理完的區塊哈希通過主鏈合約,在Eth主鏈上做個“公正”,鏈下成交了數百或數千筆,最后上鏈可能只有幾十個bytes,你可以理解為Plasma=ETH側鏈運營 ETH主鏈公正。

                        如果有人在離開Plasma鏈時,發現自己的轉賬數據不對或者被篡改了,怎么辦?提交挑戰!因此會有一個證明需求的過程(類似法院庭審 判決),這也是為什么Plasma的挑戰期,或者說資金退出時間是在7-14天左右(是的,很長,很反人類……)。

                        Plasma最大的兩個特點在于:(1)默認,或者說樂觀的認為每次“公正”都是對的;(2)“原始數據”在鏈下存儲。

                        2、Rollup來襲

                        對于Plasma的改進,其實一開始出來的是ZK-Rollup,但是最接近Plasma的反而是后來出來的Optimism Rollup(簡稱OR),所以先說說OR。

                        OR可以近似理解成Plasma “原始數據在ETH主鏈上存儲”,所以比Plasma更安全。畢竟鏈下的東西,萬一節點銷毀或者篡改了原始數據怎么辦?

                        當然,原始數據放在鏈上,必然開銷會大于鏈下,所以OR的TPS跑不過Plasma。

                        而Zk-Rollup則可以理解成Plasma “原始數據’在ETH主鏈上存儲” 每次主鏈的哈希公正通過ZKP(零知識證明)自動證明有效,所以不存在挑戰和挑戰期。

                        然而原始數據既要上鏈,每次公正還要做零知識證明,開銷特別大,所以ZK的TPS是最差的。

                        于是又有了個相對折中的方案,也就是Validium -Plasma 每次主鏈的哈希公正通過ZKP(零知識證明)自動證明有效,跟Plasma一樣,原始數據扔鏈下,犧牲一部分安全,換取性能的大幅度提升。

                        看到這兒,你再回看上面那張比較圖,應該大體心里有個框架了。

                        Plasma雖然性能最佳,然而因為數據鏈下的安全性以及沒有ZKP零知識證明的保護,已然被棄用,其余三家則是各有優劣,未來12-24個月,也會是ETH 關于Rollup系列群雄割據,或者說割裂的年代,屆時花落誰家,尚未可知,只有靠市場和時間來給我們答案。

                        ?02?分層與分片

                        先說說分層,如果一條鏈天生自帶Layer2,是不是“不可能三角”就不會是個問題?

                        Nervos就是這么干的,貌似也是市面上唯一一家這么做的。Nervos很多懂技術的玩家非常喜歡,甚至被評價“這才是ETH原本應該有的樣子”,但其實也并不太意外,畢竟其中首席架構師Jan,是最早ETH核心團隊的人,可以算是“中國最懂以太坊的人”。

                        Nervos最大的特點是分層, Layer1負責達成共識,保證整個網絡的安全;Layer2做應用鏈解決方案,保障各個場景下的性能實現,并通過協議來錨定到Layer1,使得Layer1的安全性可以傳遞到Layer2,跟以太坊的Rollup有那么點異曲同工的樣子。

                        然而Nervos其實還有兩個點是很多人容易忽視的,可能跟TPS不是那么直接相關,但作為底層架構非常值得一提。

                        1、Layer1是POW UTXO。這在新型公鏈里并不多見,關于POW和POS的種種爭論已經太多,就此略過。但POW總有POW的好處,至少初始的Token分發就是一個更加公平的過程,將來同樣保留轉型POS的可能,屆時可能采取一個ETH的“跟隨”策略,ETH踩過的坑,可以吸收經驗,盡量避免

                        2、Nervos獨特的Cell模型。CKB的經濟模型的核心對象不是計算,而是狀態 - CKB代表著對鏈全局狀態的占用。這是一個ETH開始逐步暴露出來的問題,即區塊鏈狀態爆炸,簡單來說就是包括ETH在內的絕大多數鏈都是“一次付費,永久存儲”的模式,非常容易導致后期的公地悲劇問題,引發全節點數據膨脹,狀態爆炸。

                        以太坊已經開始重視這個問題,但目前為止如何解決狀態爆炸還沒有蓋棺定論的解決方案,而在Nervos這邊,底層機制直接pass掉了這個問題。

                        另外,再來說說分片,這也是ETH2.0的終極解決方案。

                        Near,Elrond,Harmony這些項目都在做分片,波卡的平行鏈也可以看做是分片的一種極端表現形式。

                        分片理解起來很容易,如果把節點看成你去超市買東西的收銀員,只有一個收銀員肯定容易造成長隊,兩個話隊伍短一半,4個甚至8個收銀員在的話估計就不用排隊了。

                        一個人的活多個人一起完成提高效率,這就是分片。然而說起來容易,做起來難,不然ETH2.0不會折騰這么久,當前甚至暫時放棄分片,專攻Rollup;波卡做了4年,平行鏈這才即將上線,Near的分片還沒有完全成型,Harmony的分片階段性上線……

                        本質上分片就是一個異步處理的機制,目前絕大多數分片都需要一個可信中介來協調處理,ETH2.0里面是信標鏈,波卡是中繼鏈,Elrond是元數據鏈,唯一不需要中介的是Near,這也是為什么Near號稱“最強分片”。

                        然而是否真的最強,還是得等完全做出來,大家互相PK一下技術和體驗再說,這個時間點,估計得2-3年之后了。

                        分片技術也是當前Layer1里對于不可能三角最為均衡,或者說性價比最高的的一種擴容手段,犧牲一小部分安全性,換取性能的極大提升。其中Randomness(驗證者選取以及新節點加入到某個分片的隨機性)的安全性是重中之重,有興趣的朋友可以自行查閱相關資料。

                        分片是無論如何繞不過去的擴容方案,未來2年分片技術一定會占據我們越來越多的視線。

                        ?03?“非主流”擴容方案

                        還有許多鏈采用了獨特的技術來對區塊鏈進行擴容,我們來簡單的介紹最有代表性的三個:

                        1、Solana:Solana獨創了一個工作歷史證明(Proof of History)技術,沒有使用分片,也沒有Layer2,就在Layer1上面“硬剛”,數據目前來看還不錯,至少可以算是當前“最速區塊鏈”。

                        Solana的POH是個理解起來比較抽象的東西,其核心就是整個鏈有一個全局可用的時鐘(比如互聯網時代之前,很多人都會對著7點整的新聞聯播對表),有了全局一致的時鐘,狀態更新就可按照小于一秒時間的異步方式進行,比比特幣這種10分鐘才更新一次區塊(確認一次時間戳)的方式要快很多。

                        Solana除了速度快之外,最大的讓人詬病的問題是不兼容EVM,最讓人喜歡的則是對于擴容的可預測性,或者說確定性(相對而言,你完全不知道ETH2.0哪一年才會完成,Rollup最終是ZK還是OR還是Validium會勝出……)

                        2、Flow:思路很有意思,通過多重角色架構在layer1層解決區塊鏈擴容。說白了就是把流水線這個概念引入了節點。目前的公鏈都是幾個節點一起打包一個網絡,一起出塊,每個節點的責任也一樣,都是干著重復的活(假設沒有分片的話)

                        Flow則把這個活分成了4份,收集、共識、執行和驗證,每個節點執行不同任務。拿之前分片里面那個收銀臺的例子來看的話,分片可以看做是增加收銀臺數量,Flow則是幾個人負責一個大型收銀臺,一個負責收錢,一個負責錄入,一個負責找錢,一個提前在客人排隊時候挨個詢問提前記錄客人要點的東西,流水線作業加速收銀速度。

                        3、DAG流:AVAX、Fantom、Conflux都是DAG(有向無環圖)流派。

                        DAG嚴格意義來講不是一個共識機制,而是一種數據結構,所以說采用DAG的項目甚至不能完全叫做“區塊鏈”(因為區塊鏈這個詞本身也是一種數據結構)。

                        最早也是最出名的DAG有三駕馬車,分別是IOTA、NANO和Byteball,但基本都不支持智能合約,在這個智能合約的年代算是被淘汰的那一波,所以當前的新三駕馬車成了支持智能合約的AVAX、Fantom和Conflux。

                        DAG在18年被很多人譽為“第三代區塊鏈”,然而其異步通訊的處理方式雖然可以顯著增加吞吐量,但安全性和穩定性也一直是一個問題。

                        至少還沒有經歷足夠的時間檢驗,但作為區塊鏈的一種補充,可以未來對其保持一定關注,畢竟目前擴容大計還是戰國時代,最終鹿死誰手尚未可知,多關注幾個不同的發展方向,總沒有虧吃。

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