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比特池塘 区块链技术 正文
以太坊的扩展年,这里有一些解决方案以及相应的权衡。( s" H* o" x' T
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    首先,如果您对各种虽然深入但容易理解的扩展技术感兴趣,请阅读JoshStark关于第2层扩展解决方案的内容(编者注:中译本见文末超链接)。
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    我也会在这里介绍/总结它们,但您应该大致了解交易分片、状态分片、状态通道(支付通道是其子集版本)、Plasma和Truebit。2 g9 x$ b. N7 d% P

6 y- b# V' j2 Z& a( ~* B    太长不看版:第2层还没有来,并且再等6-12个月也不会。我们现在可以做的最好的事情是修复区块链网络的用户体验,即“信任但验证”积极的状态转换。
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    在XLNT我们正在与gnarly一起解决这个问题。欢迎来到XLNT.chat的#gnarly频道进行讨论。
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; T/ J0 b3 \/ v- ~5 k2 E( C    首先,从哪儿开始扩展?
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5 S5 w4 U8 l8 h0 d) j    我们已经理解了第一层,第二层和第n层扩展解决方案的概念。* |3 K! w+ h* r1 [/ W

( x9 m- x3 ]. x- K8 t    第一层解决方案是核心协议级别扩展,如各种分片方法,它们必须是共识协议的一部分才能正常运行。
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; D# l' C7 u0 ?7 x9 L9 c1 q    第二层协议差了一个维度,它通过利用第一层协议(如以太坊)进行操作,并允许用户在客观上没有第一层安全的环境中进行交易,但其安全性由第一层解决方案支持。例如,如果状态通道中存在欺诈,则用户可以提交由第一层网络验证的欺诈证明。同样在Truebit中,如果对解算器(solver)提出的链下计算解决方案存在分歧,那么质疑者可以通过在以太坊上玩验证游戏“将解算器带到法庭上”。在乐观的情况下,我们使用可以被整体信任的网络子集来计算信息,即便悲观的情况下,我们已经恢复到第一层共识的安全性,最终仍然能得到一个正确的答案。  A7 m; T0 J% L, B* Y7 {/ i7 _
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    第n层解决方案是我们创建的这些想法的延伸,例如,从以太坊分支的Plasma链,我们可以创建更多的Plasma链,将第一个Plasma链作为基链。如果n级Plasma链被驱逐,它可以恢复到其根链的安全性,如果根链也受到攻击,它也可以恢复到其基链的安全性,如此一直回溯到以太坊主链。8 C( {9 y# m/ S( m3 e

$ }+ ^9 z" k$ \1 `    第一层和第n层解决方案之间的区别在于提供的不同安全属性。最佳解决方案是第一层,因为它可以保证(在矿工看来)所有状态转移的安全性,而不会有任何妥协。也就是说,你的所有内容都将在此安全环境中计算,因此你的状态转换会相对区块确定性的失败或成功(因为你的状态转换是共识机制的一部分)。+ w) v4 e: L* g& [0 n
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    而对于第二层解决方案来说,由于状态转移不是第一层区块链的共识机制的核心,因此第二层方案依赖于其它的安全保证。例如,第二层Plasma链可以在权益证明或权威证明下运行,在此环境中以牺牲部分安全性为代价允许更高的交易吞吐量。2 ]" m) D+ w/ J5 T

9 d- Q" r9 ~% A$ Q0 U. c7 l    第二层解决方案的主要优势在于,一旦我们确定可以回退到较低层级的安全环境,攻击就会变得不合逻辑,我们将看到唯一的攻击类型是来自具有恶意,但不理性的攻击。
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    第二层解决方案的主要缺点是,当发生攻击或欺诈时,恢复到主链安全性的过程代价非常高,并且通常用户体验非常差。例如,在Truebit中,因为要花O(log(n))步来定位解算器的错误,因此就要在O(log(n))个以太坊区块之后才能揭晓。每步15秒,意味着在最坏情况下可能需要花费数小时和数千美元来挑战解算器。通常来说,攻击第n层解决方案代价非常高,但恶意用户可能会愿意支付该成本以破坏网络。同样,许多第二层解决方案依赖于经济上的安全性,这种安全性基于“花钱来攻击系统不划算”的想法,但如果其中的经济要素没有得到完美模拟,这肯定会是一个缺点。
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" t+ ~% B; |' j0 ]0 \4 k" b4 O& M- d# i    其次,你要扩展什么?- [9 J. v4 l& Z8 W' u: l
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    “扩展”涵盖了很多方面,分布式区块链的不同方面都可以扩展,每个方面都需要不同的技术、架构和权衡。
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    事务(Transaction)扩展" g# O4 U! `4 f# m! s. j* n! d

1 R+ u- O. x0 m" r( V5 U7 I    一种主流的方法是事务分片,比如Zilliqa。通过并行执行交易,允许更高的吞吐量。值得注意的是,这种技术并没有像许多Casper实现那样尝试分割区块链的状态。据我所知没有一个成功实现事务分片的生产环境网络。
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$ ?2 Y2 U' E. ~/ W5 |( _0 U# o    区块链空间扩展
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    这会使区块链变得非常大。如下图所示。' V3 Z3 w" V: g5 [  P3 n

2 H5 H% p+ t; x) B" Z( O8 k    数据非常大。Casper及其变种试图对区块链的状态进行分片,因此独立的节点可以是完全的(full)、验证节点(validatingnode),且无需存储臃肿的状态。
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    还原状态转换扩展
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, S7 {7 B( R, s2 G% Z    状态通道$ x1 w7 _$ |# e' E
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    假设我们有某种状态,如两个不同用户的余额,经历了许多频繁的小变化。如果我们可以完全在链下协商并且快速交易,然后只有在各方满意时才提交最终状态,那就很酷了。这就是状态通道(针对支付的用例被称为“支付通道”)。  e$ C  e) i8 l7 N/ m
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    状态通道的主要缺点是,它要求你与所有想要进行状态转换的人“打开一个通道”。因此,如果我想付钱给你,我必须开一个状态通道,这需要质押金钱(还是加密经济安全性),然后关闭通道(成本还更高)。在简单的情况下,额外工作并没有提供任何好处,但它确实提高了效率,将多个状态转换压缩到单个状态转换,可以支持小额支付或点对点游戏逻辑。你也可以像雷电或闪电网络那样通过中间人使用状态通道,这可能会缓解大部分不利因素。
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$ D& p* L0 W/ t  {3 e5 U; C    一般而言,状态转换具有最终确定性,但该确定性是以“质疑期(Challengeperiod)”为代价的(仅在单边退出的情况下)。质疑期让一位参与者有时间窗口提交另一位参与者的欺诈证明,从而使双方提议的状态变化无效。从用户体验的角度来看,这个质疑期非常烦人,因为要渡过质疑期,状态通道关闭的最终状态才能实际使用。/ z- }; t0 d4 w! L
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    闪电和雷电网络正在开发针对支付的通道。Counterfactual正致力于以太坊的通用状态通道实施。观看他们最近在ETHDenver2018上的演讲,了解一些很棒的信息。
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    https://www.youtube.com/watch?v=kZH_ty82jKY&feature=youtu.be% f6 C) D: X) i' J/ c" ~

. o+ E7 M. o7 `% j6 j, ~    状态通道还没有完成,周期可能要6-12个月,因为整个生态系统并没有意识到这些东西实现起来比听起来更难。3 [. @( [9 T$ `4 J
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    Plasma
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6 {0 N% m3 e$ L    从比较抽象的角度看,Plasma是区块链的经典实现,当需要更高级别的安全性时,它能够在攻击的情况下以“基链”的视角重放其状态转换(主要的就是如果Plasma链发布了无效的状态转换)。它允许不同的参与者加入和离开Plasma区块链,这意味着它对于多方通信更合理。它与状态通道有类似的缺点,因为基础链的逐出过程需要大量计算与时间,会极大地破坏网络以及用户的网络体验。
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$ c3 {/ x+ V6 D/ d0 J5 a  |% c    理想情况下,一旦我们证明驱逐有效,理性的恶意参与者就不会发动攻击,但恶意用户仍然可以攻击网络。由于防御机制,这种攻击因为成本太高而不可行,但该防御机制也增加了普通用户的使用负担。L4的文章中还包含许多其他攻击面和缓解措施。
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    Plasma的主要缺点是它还需要一个“挑战期”来敲定由Plasma区块链管理的状态,但是,因为它设计的时候考虑多方,状态转换要在挑战期结束之后才能最终确定,导致额外的不确定性。
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    从开发时间上来说,Plasma要花的时间远远超过状态通道,并且实际上在接下来的10-16个月内都不能用于生产。OmiseGo以及以太坊基金会是Plasma的管理者,并正在开发它以用于去中心化交易协议。还提出了“最小可行Plasma”,一些团队正在研究它,但时间表尚不确定。% K  F1 d( `! o+ d! |

- r- ^# b. S& j: J8 P2 A    通用计算扩展
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) j" R* u) I- ~    Truebit扩展了交易的“大小”,因为它允许部分计算由网络的一个非常小的子集完成,但这是由于全网都信任协议的加密经济属性。这主要适用于非常昂贵的交易,例如工作量证明的验证,概率视频编码验证,Bulletproof验证,Plasma状态转换验证等。
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    与Plasma类似,Truebit可以回退到根链的安全环境,允许它乐观地离线执行通用计算,但在链上验证结果。这个过程既缓慢又昂贵,并且与之前的第二层解决方案具有相同的缺点。1 N' ~; |8 ~% T2 a1 J
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    修复第一层的体验,如何?
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& {( ?  {) q4 S6 D% s. R! ~+ h    扩展分布式区块链网络非常困难(正如我们在过去2年时间看到的那样,扩展是一个热门话题)。我们现在可以实现的修复,只是提供比现有第一层解决方案更好的体验。这是gnarly的目标,它提供了用于面向用户的应用程序的积极状态转换。
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  ~/ I7 G7 P# A/ S- ]    您可以通过下面的链接详细了解gnarly的技术细节,但我们将主要讨论它为创建面向用户的应用程序提供的属性。4 l: n% {1 |4 j% k9 }

( q9 [1 x) c( p0 w0 t0 A    https://medium.com/xlnt-art/solv ... gnarly-51f5310e5543) I0 z$ P$ I7 H5 @

: ~* ]% f5 W, E8 }3 d3 x/ P5 i    Gnarly:4 A1 k  ^! l. M1 c

8 w) ?& q; ?) K0 I' x    启用声明式、响应式客户端,+ C7 p. w- G! @: o* C

& r- e* m' J1 L8 ^    具有置信区间的“即时”更新,即积极状态转换,# M6 z" x9 V) Q+ s% i9 W* B
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    积极的UI模式,即时因应预期的变化,但一旦获得可信来源响应就会恢复内容,客户端只需要知道当前状态是正确的,并且具有适当的信心以便开展业务,& t' Z2 F' P# g* P
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    友好的错误管理意味着(i)开发人员获得合理的错误环境,且(ii)消费者获得有关错误的解释,
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; k/ P2 N& W! F; j; _4 z3 z, }- o4 ?% L    友好的错误管理允许任何人知道(i)发生的事情和(ii)发生的原因以及(iii)该错误如何影响他们的行为,, O' I; M& v1 H/ z5 @. t% ~" C

' T  f' M8 F8 u/ U    支持从任意块重放到(i)引导稳定状态和(ii)在失败后恢复,$ G; X" ~( O8 w

3 \3 Q6 N! w+ `8 V    默认输出是针对graphql消费者客户端的
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    gnarly方法的主要优点是用户可以获得状态转换的即时更新。他们不必担心交易,他们不需要停止手上的事情来等待确认,他们可以立即对新信息进行操作,并且通常只需使用app。
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