科普鏈下協(xié)議：什么是側(cè)鏈與Rollup
Infura 現(xiàn)已支持以太坊之外的網(wǎng)絡(luò)，包括 Arbitrum、Optimism 和 Polygon。
這三個項目都是全新的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。相比以太坊，它們提供了更低的交易費和更快的交易確認(rèn)速度。關(guān)鍵是，它們還提高了以太坊的易用性，因為用戶原本放在以太坊上的資產(chǎn)也能拿到這幾個網(wǎng)絡(luò)中使用。
這種擴(kuò)展方法被稱為 “鏈下協(xié)議”。我們寫了一篇簡短的文章來解釋它們?nèi)绾文苡兄跀U(kuò)展以太坊的吞吐量（并提高其易用性）。
為什么不直接在以太坊上交易呢？吞吐量的瓶頸在哪？
- 圖 1. 過去三個月的平均 Gas 價格。在網(wǎng)絡(luò)擁堵時就會飆升。 -
以太坊只支持每秒 15 筆交易，而且，從圖 1 中可以看到，在用戶的需求超過吞吐量瓶頸時，手續(xù)費水平就會飆升。從某種程度上來說，吞吐量的限制是社區(qū)為了追求去中心化而制定的自我約束。
去中心化的目標(biāo)是最大化全世界能夠?qū)崟r驗證區(qū)塊鏈完整性的參與者的數(shù)量。這個目標(biāo)對于最小化對區(qū)塊生產(chǎn)者的信任，是非常關(guān)鍵的，所以社區(qū)自我強(qiáng)制實施了界定區(qū)塊有效性的共識規(guī)則。為了達(dá)成參與者占世界人口比重的目標(biāo)，需要限制交易處理所帶來的計算量、存儲量和帶寬負(fù)擔(dān)。
（譯者注：作者在此處的推理是成立的，但是表述卻是浪漫化的。我從來沒聽過誰能確定全節(jié)點（也即所謂的實時驗證者）的運行負(fù)擔(dān)與參與者數(shù)量的關(guān)系并以此提出計算量等方面的資源約束。這樣的研究有幾分可信度是值得質(zhì)疑的。而現(xiàn)實也根本不是這樣運行的。我們只需知道，提高吞吐量并不是沒有代價的事情，就可以了。暗示大家有個一致的共識應(yīng)該怎么控制吞吐量，則神化了 “社區(qū)” 這個概念，阻礙了人們認(rèn)識實際的情形。）
我們的挑戰(zhàn)是，既要提高吞吐量，又不能逾越資源的約束。
為什么我需要了解鏈下協(xié)議比如側(cè)鏈和 rollup？
大部分?jǐn)U展網(wǎng)絡(luò)的方法都從下面幾點著手：
- 分發(fā)驗證負(fù)擔(dān)。驗證任務(wù)在網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點之間分配，而不是像以太坊當(dāng)前這樣要求所有節(jié)點都做一模一樣的工作。
- 更好地利用網(wǎng)絡(luò)中可用的資源。網(wǎng)絡(luò)中的資源應(yīng)該能持續(xù)不斷地得到利用，而不應(yīng)出現(xiàn)閑置。舉個例子，縮短出塊的時間間隔以更好地利用帶寬。
這些可擴(kuò)展方案可能仍需要很多年來實現(xiàn)，因為它們需要對底層的以太坊協(xié)議作重大變更。
但另一種更為流行的替代方案是鏈下協(xié)議，它們是現(xiàn)在就可用的。因為它會以如下的方式來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的吞吐量：
鏈下協(xié)議：交易處理的負(fù)擔(dān)從以太坊上轉(zhuǎn)移到另一個網(wǎng)絡(luò)中，但這些交易所影響的資產(chǎn)仍然駐留在以太坊上。
這樣的擴(kuò)展方案等于是動用了另一個區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，其資源約束也將與以太坊的不同。這樣的網(wǎng)絡(luò)可以用來實驗多種擴(kuò)展協(xié)議（也可以單純用來測試 go-etherum （以太坊網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的主流客戶端）的極限），同時提高以太坊的易用性。
當(dāng)我把資產(chǎn)充進(jìn)另一個網(wǎng)絡(luò)時，這些資產(chǎn)去了哪里？
你的資產(chǎn)會轉(zhuǎn)移到以太坊上的一個專門的橋接合約里，然后目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)里會你的賬戶中會出現(xiàn)等量的資產(chǎn)。資產(chǎn)鑄造完成后，你就可以在目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)里使用這些資產(chǎn)了，并且最終，當(dāng)你想把資產(chǎn)取出時，你需要通過相應(yīng)的橋接合約來取回。
并非所有的橋接合約都具備同樣的功能和特性。我們必須考慮橋接合約是怎么決定在何時釋放資產(chǎn)、還給用戶的。理想狀態(tài)下，只有橋接合約確信對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)沒有遭到破壞時，才應(yīng)該放行資產(chǎn)。這個就是所謂的 “信任假設(shè)”，是保護(hù)用戶資金的終極措施。在討論鏈下協(xié)議是否真的能擴(kuò)展以太坊時，這一點經(jīng)常會引發(fā)爭議。
一方面，有些用戶認(rèn)為，另外的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)確實是一個擴(kuò)展方案，因為它們能保證與以太坊同等（或非常接近）的安全性。常常被人討論的 “rollup” 協(xié)議最理想時是能實現(xiàn)這種程度的安全性的。但是，另一些用戶會接受更強(qiáng)的信任假設(shè)，相信鎖在另一個網(wǎng)絡(luò)中的資產(chǎn)總是足夠安全的（只需要是 “側(cè)鏈” 就能讓他們滿意）。
與主鏈保持同樣安全性的 rollup 方案（相比于側(cè)鏈），會需要付出更多的資源。舉個例子，Rollup 網(wǎng)絡(luò)中的每一筆交易都需要向橋接合約提交一次狀態(tài)更新。但側(cè)鏈協(xié)議就無需以太坊投入巨大的資源開銷，因為交易的驗證是由一組外部的參與方來執(zhí)行的。（譯者注，確切來說，是因為側(cè)鏈無需把自己運行的任何細(xì)節(jié)暴露在以太坊區(qū)塊鏈上）。這種 安全性/資源 的取舍，最終會轉(zhuǎn)化成用戶的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，天下沒有免費的午餐。
不管怎么說，我們相信，采取不同信任假設(shè)的橋接合約都會出現(xiàn)。最終，所有支持交易以太坊上資產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)都會提高以太坊的易用性。只是用戶在把資金鎖入橋接合約之前需要三思，需要意識到信任假設(shè)的區(qū)別和風(fēng)險。
什么是側(cè)鏈？
“側(cè)鏈” 這個詞是始創(chuàng)于 Blockstream 的一篇論文。它是一種互操作性的解決方案，讓兩個區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)能通過輕量級的證明來驗證有關(guān)彼此進(jìn)展的信息。這種構(gòu)想的初衷是希望能在比特幣區(qū)塊鏈上鎖定比特幣，然后在另一個網(wǎng)絡(luò)中釋放（或者反之），而無需信任任何中介。
但幾年過去，“側(cè)鏈” 這個詞獲得了自己的生命力。它通常用來指代與另一個區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)有關(guān)聯(lián)的一個獨立的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。實際上，這是通過一個允許資產(chǎn)從主鏈（比如以太坊）移到另一個區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的橋接合約來實現(xiàn)的。
側(cè)鏈可能會用到三種不同類型的橋接合約：
- 單組織型。單個團(tuán)體托管了鎖定在橋接合約中的資金。
- 多組織型。特定的多個獨立參與方托管了鎖定的資金。N 個參與者中只需 K 個同意即可執(zhí)行動作。
- 密碼經(jīng)濟(jì)型。動態(tài)的參與者組合，由資產(chǎn)權(quán)重決定參與資格，決定鎖定資金的去向。
舉個例子，WBTC 就是一個單組織型的橋，因為 BTC 是由 BitGo 托管的。而 Liquid 網(wǎng)絡(luò)和 RSK 區(qū)塊鏈則是由多組織橋來實現(xiàn)的，因為一組預(yù)先指定的參與方有權(quán)把資產(chǎn)從一條鏈轉(zhuǎn)移到另一條鏈（以多簽名來表示許可）。而 Polygon 是一個密碼學(xué)經(jīng)濟(jì)橋，因為它依賴大于 （2/3） 的權(quán)益多數(shù)來指定驗證者，再由驗證者定期向橋接合約提交網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)檢查點（且這個檢查點可以用來授權(quán)用戶取款）。
最重要的是，側(cè)鏈的橋合約是不會去驗證其它網(wǎng)絡(luò)的完整性的，因此，它需要一組參與者為有效性負(fù)責(zé)。也就是它假設(shè)了至少會有一定比例的參與者會因為經(jīng)濟(jì)激勵而保持誠實并保護(hù)用戶的資產(chǎn)。
雖然側(cè)鏈交易不需要消耗以太坊的資源，代價就是它無法獲得以太坊同等的安全性以及（最終來看）免信任性。
什么是 rollup？
“Rollup” 一詞來源于 barry whitehat 提出的 zkrollup 概念，脫胎于 Plasma 的研究。
一個 Rollup 系統(tǒng)也是一個獨立的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，但是 Rollup 系統(tǒng)中交易的資產(chǎn)留存在以太坊區(qū)塊鏈上并受到橋接合約的保護(hù)。橋接合約必須不斷確認(rèn) rollup 網(wǎng)絡(luò)沒有被破壞、資金沒有處于風(fēng)險之中。在最糟糕的情況下，橋接合約需要無視網(wǎng)絡(luò)的請求，允許用戶取回資金。
Rollup 可以保持（至少是非常接近）以太坊的安全程度，代價是要解決以下幾個問題：
- 數(shù)據(jù)可得性。橋接合約必須確定所有數(shù)據(jù)都是公開可得的。這使得每個人都能獨立計算這個 rollup 的最新狀態(tài)。
- 狀態(tài)轉(zhuǎn)換的完整性。橋接合約必須確認(rèn)，所有的狀態(tài)轉(zhuǎn)換（交易）都是有效的。
- 抗審查性。橋接合約可以自主執(zhí)行交易，以保證如果網(wǎng)絡(luò)被攻陷（或者不能推進(jìn)），用戶最終可以自己取出資金。
快速總結(jié)一下解決方案。數(shù)據(jù)可得性問題通過把系統(tǒng)內(nèi)所有交易的數(shù)據(jù)發(fā)布到以太坊區(qū)塊鏈上來解決，這也是 “rollup（卷）”名字的由來（它把交易都卷了起來成批上鏈）。狀態(tài)轉(zhuǎn)換的完整性問題則使用錯誤性證明（fraud proof）（Optimistic rollup）或者有效性證明（ZK rollup）來解決?？箤彶閱栴}則有些棘手，通常也不會討論，但它需要橋接合約能夠自主接受和執(zhí)行普通用戶發(fā)起的交易。
Rollup 有一個持續(xù)付出的成本。這樣的網(wǎng)絡(luò)必須持續(xù)向橋接合約提供證明，證明所有得到處理的交易都是有效的，網(wǎng)絡(luò)沒有被攻破。這需要消耗以太坊的資源，也影響了它的可擴(kuò)展性。不過，從中期來看，它還是可以大幅降低用戶的交易成本。舉個例子，在 Arbitrum 上，一次幣幣互換的成本是 1600 gas，而在以太坊主網(wǎng)上需要 12 萬 gas。
側(cè)鏈與 Rollup 有何區(qū)別？
側(cè)鏈（比如 Polygon）和 Rollup（比如 Optimism 和 Arbitrum）都是獨立的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，它們有自己的區(qū)塊生產(chǎn)者和智能合約運行環(huán)境。它們的關(guān)鍵區(qū)別在于鎖定資金的橋接合約。準(zhǔn)確來說，是保護(hù)用戶資金的信任假設(shè)的區(qū)別。
- 側(cè)鏈。橋接合約會接收關(guān)于獨立網(wǎng)絡(luò)的信息，但不會驗證其正確性。一組掌控這個橋接合約的參與者會負(fù)責(zé)檢查獨立網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)（確保其未被攻陷），并向橋接合約表示相關(guān)的事實。
- Rollup。一組參與者（定序器）負(fù)責(zé)為獨立網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)更新提供證據(jù)，并由橋接合約來驗證這些證據(jù)的有效性（以及獨立網(wǎng)絡(luò)是否完整而未遭破壞）。
這里面有個細(xì)微的區(qū)別，但歸根到底，在于主鏈上的橋接合約是否能強(qiáng)制保證獨立網(wǎng)絡(luò)上的交易的有效性，還是說，它只能依賴于一組受信任的參與方來表示這些交易是有效的。
當(dāng)然，天下沒有免費的午餐。Rollup 網(wǎng)絡(luò)可以保持與以太坊主網(wǎng)同樣的安全性，但也要在以太坊網(wǎng)絡(luò)中消耗更多的資源。這就拉高了在 rollup 網(wǎng)絡(luò)上交易的成本。作為一個用戶或者開發(fā)者，你需要考慮網(wǎng)絡(luò)所提供的額外安全性和額外付出的財務(wù)成本。
沒有最好的，只有最合適的。
那我要怎么開始使用 rollup 或者側(cè)鏈呢？
你可以回看一下我們的博客公告。我們已經(jīng)支持了包括 Arbitrum、Optimism 和 Polygon 在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)。
上述的所有網(wǎng)絡(luò)都使用與以太坊網(wǎng)絡(luò)相同的 JSON PRC 標(biāo)準(zhǔn)，也都支持兼容 EVM 的智能合約。你可以在自己的 Infura 賬戶中激活這些網(wǎng)絡(luò)，更新供應(yīng)商的 URL，然后就可以跟這些網(wǎng)絡(luò)交互了。
Arbitrum 和 Optimism 都還是 beta 版本，還在正式版本發(fā)布的準(zhǔn)備階段。你可能需要聯(lián)系他們團(tuán)隊來部署你的合約。Polygon 已經(jīng)啟動了，你現(xiàn)在就可以部署合約上去。
希望這篇文章能幫助你了解側(cè)鏈和 rollup。我們 Infura 已經(jīng)支持以太坊網(wǎng)絡(luò)超過 5 年時間，我們很激動能支持這些新項目并提高以太坊的易用性和可擴(kuò)展性。
以上就是科普鏈下協(xié)議：什么是側(cè)鏈與Rollup的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于什么是側(cè)鏈與Rollup的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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