Vitalik 提倡 Plasma 復興結合 ZK-SNARKs,有效提升開發體驗與安全

OpheliaAimer
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Vitalik 提倡 Plasma 復興結合 ZK-SNARKs,有效提升開發體驗與安全

近日以太坊共同創辦人 Vitalik Buterin 發表新文章《Exit games for EVM validiums: the return of Plasma》,討論了區塊鏈擴展解決方案的進展,特別關注在 Rollup 火紅之前的  Plasma 解決方案,以及思考重新整合到現代區塊鏈框架中的潛力。

(研究總監潘致雄:Plasma 與 Rollup 是以太坊二層擴容核心 (ZK,Optimistic))

閱讀 Vitalik 文章以前:他的一種含蓄建議 

筆者認為,Vitalik 每次發表技術趨勢文章時,往往也蘊含了他對技術發展路線的「觀點」,他會試圖推論不同路線的方案,並試證其利弊,暗藏他對此技術發展的看法。他的上一篇文章《不同取向的以太坊 L2》,也是從應用需求與安全性的角度,來區分各種不同的二層方案,另一方面,也是定義了何種技術,不是適合被稱為 L2。

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(導讀 Vitalik|不同取向的以太坊 L2,有何取捨與優勢)

筆者認為,這次關於 Plasma 技術復興的觀點,也是基於它與 ZK-EVM 結合,得以優化以太坊 L2 長期發展的動機。並重申儘管 Rollup 是當前的黃金標準,但長期下仍屬於過渡方案的想法。

先了解什麼是「Exit games」

回顧潘致雄撰寫的《Plasma 與 Rollup 是以太坊二層擴容核心》:Exit 指的是 Plasma 鏈上的交易數據,定期提交到以太坊的過程。

「在 Plasma 區塊鏈和以太坊鏈進行交互時,是沒有包含 Plasma 鏈的所有交易數據,其實也就是沒有包含 Plasma 鏈每一次狀態變更的數據,會導致以太坊鏈如果脫離了 Plasma 圈,是沒有辦法復原每一次的數據,所以它非常依賴 Plasma 保護。

Plasma 區塊鏈退出期比較長,因為每個節點都定期把相關的數據提交到以太坊鏈上,但因為使用欺詐證明的機制,用戶在進入以太坊鏈的時候是非常快的速度,但要退出 Plasma 區塊鏈的時候最少可能需要一周時間,才能保證比較高的安全性,不然可能有人在其中短時間作惡,資金可能就會產生風險。」

Exit games for EVM validiums: the return of Plasma

Plasma 的演進:技術缺陷使它退出舞台

Vitalik 寫道,Plasma 是一個區塊鏈擴展解決方案,最早於 2017 年發明,可以讓大多數數據和計算在鏈外進行,除了特定元素,如存款、提款和 Merkle roots。

這種方法旨在顯著提高可擴展性,而不受鏈上數據可用性 (DA) 的限制。

多年來,Plasma 透過各種迭代不斷演進,如 Minimal Viable Plasma、Plasma Cash 等。然而,由於客戶端數據儲存成本高,和難以推廣到支付應用程式之外等問題,它在很大程度上被 rollup 技術所遮蔽。

(Near 推出數據可用性層解決方案 NEAR DA 挑戰 Celestia)

使用有效性證明重新審視 Plasma

Vitalik 表示,引入有效性證明,如 ZK-SNARKs,重新引起了人們對 Plasma 技術的興趣。

有效性證明可以解決 Plasma 在支付應用程式中的主要挑戰,也就是客戶端數據儲存,並促進了創建支持以太坊虛擬機 (EVM) 的類似Plasma 鏈的可能性。儘管 Plasma 的安全機制可能無法涵蓋所有用例,特別是複雜的應用程式,但它們在實務中仍然可以保護大部分資產。

Plasma Cash 和同質化代幣

Vitalik 介紹了 Plasma Cash 專案,並說明其限制。

Plasma Cash 是一個更簡單的 Plasma 版本,將每個代幣視為單獨的非同質化代幣 (NFT),並可追溯其歷史。

Plasma 鏈運營商負責區塊的創建和發布。然而,若將此模型應用於 ETH 和 USDC 等同質化代幣存在挑戰。一種方法是將小面額的硬幣視為個別的 NFT,但這可能會產生高昂網路成本。或者,相鄰的代幣 (adjacent coins) 可以視為一個單位進行轉移或退出,但這會導致多個小面額的管理中出現碎片化和複雜性。

擴展 Plasma 至 EVM

擴展 Plasma 使其支持 EVM 會增加複雜性,因為許多 EVM 狀態對象沒有明確的所有者,而 EVM 不限制依賴關係。

這使得為證明狀態有效性的激勵難以協調,並使 exit game 的創建變得更加複雜。然而,引入有效性證明可以簡化 Plasma 鏈的設計,通過驗證鏈上的每個區塊,從而降低操作者不當行為的風險,減少用戶需要下載的數據量。

平行 UTXO 圖表和總狀態退出

Vitalik 認為,透過 SNARKs 證明實施 ETH 和 ERC20 代幣的平行 UTXO 圖表,可以透過避免與基於帳戶的系統相關的複雜性,來簡化 EVM 的兼容性。此外,還提出了更簡單的「Plasma EVM」方案,要求運營商包括交易或在請求時提供特定的狀態分支,如果不遵守則回滾區塊。

evmutxo

Plasma 被低估了:限制和未來潛力

儘管這些方案強大,但它們無法在所有情況下提供完全的安全保證,特別是在狀態對象缺乏明確的經濟所有者的情況下。

儘管存在這些限制,但 Plasma 提供了一個機會來繞過數據可用性問題並降低交易費用。在 2023 年,ZK-EVM 的出現為探索 Plasma 在增強安全性和簡化區塊鏈技術的開發者體驗方面供了新的機會。