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如何区分侧链、等离子体和碎片?

碎裂、侧链和等离子体有什么区别?虽然他们都有类似的篮球和体育结构,但实际上他们有很多不同。

作者是维塔利·布特林(VitalikButerin),由“蓝狐笔记”社区的“呃”翻译。

人们经常会问一个问题:碎裂和侧链或等离子体有什么区别?所有三个系统似乎都包含一个中央辐射结构(中枢辐射),一个中央“中枢”作为系统的一致中枢,一组包含实际用户级事务的“子链”。

来自子链的哈希值通常定期发布到主链(理论上,没有集线器的分段链是可能的,但至今尚未完成;这篇文章暂时没有注意到它们,但它们基本上是一样的)。

鉴于这种基本的相似性,为什么采用一种方法而不是其他方法?很容易区分侧链和等离子体。

等离子链(Plasma chain)是一种具有非保管特性的侧链:如果等离子链中有任何错误,可以检测到错误,用户可以安全退出等离子链,同时防止攻击者造成长期伤害。

用户遭受的唯一代价是他们不得不等待挑战期,并在主链上支付更高的交易成本,这是不可伸缩的。

普通的侧链没有这种安全特性,所以它们不如等离子体安全。

然而,在许多情况下,设计等离子体链更加困难。

有些人可能认为,对于许多低价值的应用,为了安全起见,不值得增加这些复杂性。

那么你如何区分血浆和碎片呢?关键的技术差异与紧密耦合的概念有关。

紧密耦合是碎片化的属性,但不是侧链或等离子体的属性,也就是说,主链(以太网2.0中的“信标链”)的有效性和子链的有效性是不可分割的。

也就是说,根据定义,将无效主链块指定为依赖性的子链块是无效的,更重要的是,根据定义,包含无效子链块的主链块也是无效的。

在非碎片化区块链中,根据规范链的概念(即每个人接受的链代表“真实”历史),这些区块是安全、可用和有效的。

例如,就比特币和以太网而言,规范链通常被称为“最长的有效链”

根据定义,在支离破碎的区块链,规范链是最重的有效和可用链。这种观点也适用,其中有效性和可用性要求适用于主链和分段链。

然而,碎片化系统面临的新挑战是,由于数据太多,用户无法直接和完全验证任何给定链的有效性和可用性。

分段链的工程挑战是为用户提供最大的不信任度和实用的间接方法来验证哪个链是完全可用和有效的,以便他们能够确定哪个链是规范链,从而克服上述限制。

实际上,这包括以下技术:委员会、陷阱/星、钓鱼机制、欺诈和数据可用性证明。

如果链结构不具有这种紧密耦合特性,那么它不是第一层切片方案,而是基于第一层链的第二层系统,没有可伸缩性。

等离子体不是紧密耦合的系统:无效等离子体块肯定可以将其块头提交给以太网主链,因为以太网主链不知道它是否代表无效等离子体块,即使以太网主链不清楚它是否是等离子体块。

它只看到包含一些数据的事务。

然而,单个等离子体链的失效结果只限于等离子体链。

碎片化:努力确保系统每个部分的整体有效性和可用性。

LPlasma:接受本地错误,但试图限制其后果。

但是,如果您试图分析这个过程:用户执行“间接身份验证”过程来确定他们观察到的链是否完全有效和可用(而不是下载所有数据并执行事务),那么此时,您会发现它更类似于等离子体的工作方式。

例如,为了防止可用性问题,他们采用了渔夫方案的通用技术:如果一个节点发现一个块的特定部分不可用,它可以对这个公告提出质疑,并创建一个时间段,在此期间任何人都可以发布数据。

如果块在足够长的时间内没有遇到挑战,则可以恢复该块及其引用的所有块。

这看起来像等离子体。在等离子体中,如果一个块不可用,用户可以向主链发出一条消息以退出其状态。

这两种技术最终都会以同样的方式受到强调:如果碎片系统中有太多的错误挑战,用户就无法跟踪是否所有的可用性挑战都得到了回答。

类似地,如果等离子系统中有太多的可用性挑战,那么主链将会不堪重负,因为出口会填满链的各个部分。

在这两种情况下,系统似乎名义上具有可伸缩性(O(C 2),其中C是节点的计算能力),但是当攻击发生时,可伸缩性下降到O(C)。

然而,条块分割对这个问题有更多的防御。

首先,现代分片设计使用随机抽样的委员会,所以即使是一个委员会也不能轻易控制虚假块的产生,除非谁拥有链中所有验证者组的大部分验证者(可能超过1/3)。

其次,有一个比渔民更好的策略来处理数据可用性:数据可用性证明。

在使用数据可用性认证的方案中,如果块不可用,客户端的数据可用性检查将失败,客户端将看到块不可用。

如果该数据块无效,即使是一份欺诈证书也能让整个数据块相信这一事实。

O(1)大小的欺诈证书可以让客户相信O(C)大小的块是无效的。

因此,O (c 2)数据足以让客户相信O(C2)数据的无效性。

(这是最糟糕的情况,其中客户端在处理N个姐妹区块,它们全部有相同的父块,其中只有一个是有效的;在更有可能的情况下,单一欺诈证据就足以证明整个无效链的无效性。(这是客户端正在处理N个姐妹块的最坏情况,所有姐妹块都具有相同的父块,其中只有一个有效;在更可能的情况下,单个欺诈证据就足以证明整个无效链的无效性。

因此,理论上,与等离子体链相比,碎裂系统不容易被DoS攻击淹没。

第三,面对大规模和大多数攻击者,碎片链提供了更强的保证(超过1/3甚至1/2的验证者)。

等离子体链总是可以被主链中51%的攻击成功攻击;支离破碎的链条不能。

这是因为数据可用性证书和欺诈证书出现在客户端,而不是链上,因此51%的攻击无法审查它们。

第四,碎片链提供的防御更容易总结。等离子体的退出模型(exit model)要求状态被分成离散的部分,每一部分都符合单个参与者的利益,而切片链则依赖于数据可用性证明、欺诈证明、渔夫和随机抽样,这些在理论上都很常见。

因此,第2层提供的有效性和有用性之间确实存在很大差异。它们是有限和复杂的,因为它们需要对激励做出明确的推理,知道哪个政党对国家的这一部分感兴趣,还需要确保它们由承诺完全满足它们的第一层系统提供。

然而,等离子体链也有很大的优势。

首先,它们可以迭代,新设计可以快速实现,因为每个等离子体链可以单独部署,而无需协调生态系统的其余部分。

第二,从本质上说,分裂更加脆弱。

这是因为它试图确保一定数量的数据的绝对和整体可用性和有效性,并且该数量必须在协议中设置。如果太小,系统的可伸缩性就会低于它应该达到的水平;话太多,整个系统将面临毁灭的危险。

可伸缩性的最大安全级别还取决于系统中的用户数量,这是一个不可预测的变量。

另一方面,等离子链允许不同的用户在这方面做出不同的权衡,并允许用户更灵活地调整以适应环境的变化。

单个操作员等离子体链也可用于提供比切片系统更多的隐私,切片系统的所有数据都是公开的。

即使不需要隐私,它们也可能更有效率,因为碎片化系统的整体数据可用性需要额外的冗余级别作为安全余量。

另一方面,每个数据切片的数据需求可以最小化。从长远来看,每个单独的数据切片可能只需要复制几次,而不是像切片系统中那样复制一千次。

因此,从长远来看,一个混合系统可以提供更大的可伸缩性,该系统具有一个碎片化的底层和一个基于底层的等离子体链。这似乎是最可能的方法,它可以更好地服务于不同用户群体的需求,而不是仅仅依赖于一种或另一种策略。

不幸的是,有了足够的推进水平,等离子体和碎片就属于同一个设计。

这两者之间存在某些关键差异(例如,由分片系统中的客户端执行的数据可用性检查不能移动到等离子体中的主链,因为这些检查只有在主观地基于私人信息进行时才有效。

然而,这两种可伸缩性解决方案(包括状态通道)都有光明的前景。

(作者特别感谢王京兰的评论和反馈)-风险警告:蓝狐笔记中的所有文章都不能用作投资建议或推荐。投资是有风险的。投资应该考虑个人风险承受能力。建议对项目进行深入调查,并认真做出自己的投资决策。

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