ASM:Vitalik：如何区分侧链、Plasma和分片？

前言：分片、侧链和Plasma有什么不同？虽然它们都有类似的Hub-and-spoke的结构，但实际上它们存在不少差异。本文作者是VitalikButerin，由“蓝狐笔记”社群的“UH”翻译。

经常有一个问题会提起：分片跟侧链或Plasma有什么不同？所有这三种体系似乎都涉及到中心辐射结构，其中有一条中心“主链”作为系统的共识主干，以及一组包含实际用户级交易的“子链”。来自于子链的哈希值通常会定期发布到主链。

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？

将侧链和Plasma区分开来很简单。

Plasma链是非保管特性的侧链：如果在Plasma链出现任何错误，则可以检测到错误，并且用户可以安全地退出Plasma链，同时防止攻击者制造长久的损害。用户遭受的唯一代价是他们必须等待挑战期，并在主链上支付更高的交易费用，且主链不具扩展性。

Vitalik Buterin：区块链和加密货币间存在“紧密联系”，以至于“缺一不可”:11月21日消息，以太坊联合创始人Vitalik Buterin在接受海峡时报采访时表示，考虑到新加坡对加密资产类别持怀疑态度，新加坡在加密货币监管方面的善意尝试可能不会奏效。V神说他很欣赏新加坡对加密行业的支持愿意，但这一切可能都是徒劳的。V神表示：“世界各地的监管机构都希望支持新兴技术，但同时也觉得加密货币‘奇怪和可怕’。由于对加密货币缺乏理解和恐惧，监管机构试图将区块链作为一种独立于加密货币的技术来对待。新加坡的情况就是如此。”V神表示，区块链和加密货币之间存在“紧密联系”，以至于“缺一不可”。

V神称加密社区通常喜欢支持有权势的人，这是愚蠢的。他重申了他对萨尔瓦多去年“自上而下”采用比特币的批评，称这是加密社区做错的一个例子。他说，比特币社区对这一消息感到高兴，却忽视了该国的严峻现实。尽管萨尔瓦多总统Nayib Bukele的政府“不太民主”，不善于“尊重人民的自由”，但该社区还是支持萨尔瓦多。此外，V神设为监管机构可以设置护栏，社区可以“教育用户”。但“可以阻止多少不良活动终究是有限度的”，因为区块链系统的性质要求它对所有人开放。[2022/11/21 22:12:29]

普通的侧链并没有这个安全特性，所以它们没有Plasms安全。然而，设计Plasma链在很多情况下更加困难。有人可能会认为，对于很多低价值应用而言，为了安全性并不值得增加这些复杂性。

Vitalik：未来2到3年，以太坊将更便宜、生态系统更有趣:7月24日，“2021世界区块链大会·杭州”在杭州未来科技城学术交流中心开幕。

在今天上午的开幕式上，以太坊创始人Vitalik Buterin受邀出席并发表主题演讲《以太坊进入2.0之后，会发生什么？》。他讲到，以太坊的基本技术愿景是试图在短期内快速改进，并在长期内稳定下来。因为从长远来看，我认为区块链确实需要安定下来，变得更加稳定，确实需要向用户做出更多的保证，保证事情不会发生变化，这样用户才能感到安全并在此基础上做出发展。但在短期内，这些技术都已经被开发出来了。我认为在未来的2到3年里，我们会看到使用以太坊会变得更加便宜，我们将会看到更多不同种类的应用使用以太坊，以太坊生态系统将变得更加有趣。[2021/7/24 1:12:54]

那么如何区分Plasma和分片？

关键的技术差异跟紧耦合的概念相关。紧耦合是分片的属性，但不是侧链或Plasma的属性，即是说，主链的有效性与子链的有效性不可分割。也就是，根据定义，将无效主链区块指定为依赖性的子链区块无效，更重要的是，根据定义，包含无效子链区块的主链区块也无效。

声音 | Vitalik：以太坊基金会年预算3000万美元 资金可持续 6 年:近日，社区有声音表示以太坊基金会计划在明年停止对大部分内部团队的资助，因此出现了以太坊基金会可能资金不足的猜测。对此，Vitalik本人在以太坊2.0的中文社区中回应称：停止资助是基金会筛选的结果，目前资金充足。V神表示，这不是没有钱的问题，基金会目前年预算仍然是 3000 万美元，足够持续6年。最近在筛查内部资助的团队，有一些自然被剔除了，这是因为不想资助他们。（区块律动）[2019/12/8]

在非分片的区块链中，按照规范链的观念定义，这些区块是安全可用且有效。例如，就比特币和以太坊的来说，人们通常说的规范链是“最长有效链”。

在分片区块链中，根据定义，规范链是最重的有效且可用的链，这种观点也适用，其中有效性和可用性要求同时适用于主链或分片链。然而，分片系统面临的新挑战是用户无法直接完全验证任何给定链的有效性和可用性，因为数据太多。

Vitalik为以太坊分片技术发布部分概念验证:据coindesk报道，以太坊创始人Vitalik Buterin在发布 “分片即将到来”时分享了一个新的代码库，该代码库记录了所谓的“分支选择规则”的部分概念验证，这是“以太碎片”如何与主区块链相互作用的代码。分片技术旨在将以太坊分成几个并发网络，从而使整个网络更加高效地扩展。这将有助于 缓解 网络面临的拥塞，从而提高交易速度并降低成本。[2018/5/2]

分片链的工程挑战是，通过为用户提供最大限度的去信任和实用的间接方法来验证哪条链是完全可用且有效，以便于他们可确定哪条链是规范链，从而克服上述的限制。

在实践中，这包括如下技术：如委员会、SNARKs/STARKs、渔夫机制、以及欺诈和数据可用性证明等。

如果链结构并无这种紧耦合属性，那么，它就算不上是layer-1的分片方案，而是基于没有可扩展性的layer-1链基础上的layer-2系统。Plasma不是紧耦合系统：无效的Plasma区块绝对可以将其区块头提交到以太坊主链，因为以太坊主链对于它是否代表无效的Plasma区块全然不知，甚至以太坊主链连它是不是Plasma区块也不清楚。它看到的只是包含一些数据的交易。然而，单个Plasma链的失败结果只会局限于Plasma链内。

以太坊创始人Vitalik看好以太经典属不实消息 只是提醒社区不要太浮躁:今日，有传闻称以太坊创始人Vitalik Buterin不再看好以太坊（ETH），转投以太经典（ETC），经核实其属于不实消息，Vitalik发布的推文只是提醒社区成员不应过于浮躁，他表示，如果大家关注的只是“兰博基尼”这些东西，那么他会选择离开。 ????[2017/12/28]

分片：为确保系统每个部分的整体有效性和可用性而非常努力地尝试。

Plasma：接受本地发生的错误，但试图限制其后果。

然而，如果你试图分析这一个过程：用户执行“间接验证”过程来确定他们所观察的链是否完全有效和可用，那么，在这个时候，你会发现它跟Plasma的工作方式有更多相似性。

例如，为防止可用性问题，它们采用了共同的技术是渔夫方案：如果节点看到区块的特定片段不可用，它可以对此发布声明进行挑战，创建任何人都可以发布该数据的时间段。如果区块在足够长的时间内没有遭遇挑战，该区块和其引用作为依赖的全部区块可以被恢复。这看上去跟Plasma基本类似，在Plasma中，如果区块不可用，用户可以向主链发布消息，以实现退出其状态。

这两种技术最终都会以同样的方式承受压力：如果在分片系统中有太多错误方面的挑战，那么，用户无法追踪是否所有可用性挑战都得到了解答。同样，如果Plasma系统中有太多可用性挑战，那么，主链会不堪重负，因为退出会填满链的区块。

就这两种情况，似乎从名义上来说，系统有了扩展性，其中C是一个节点的计算能力），但是在发生攻击时，扩展性降至O。但是，相对来说，分片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，因此，即使一个委员会也无法轻易主导产生虚假区块，除非谁拥有链上所有验证者组的大部分验证者。其次，有比渔夫更好的处理数据可用性的策略：数据可用性证明。使用数据可用性证明的方案中，如果区块不可用，那么，客户端的数据可用性检查将失败，客户端会看到区块不可用。如果该区块无效，那么，即使单个欺诈证明也会让整个区块确信这一事实。

O(1)大小的欺诈证明能让客户端相信O(C)大小的区块无效性。因此，O(C)数据足以让客户端确信O(C^2)数据的无效性。因此，从理论上讲，相对于Plasma链，分片系统不容易被DoS攻击淹没。

再次，在面临大规模和多数攻击者时，分片链提供了更强的保证。Plasma链总是能被发生在主链的51%攻击所成功攻击；分片链则不能。这是因为，数据可用性证明和欺诈证明发生在客户端，而不是链上，因此，它们不能被51%的攻击所审查。第四，分片链提供的防御更容易概括；Plasma的退出模型要求将状态分成不连续的部分，每个部分都符合单个行为者的利益，而分片链依赖于数据可用性证明，欺诈证明、渔夫和随机抽样，在理论上都是通用的。因此，在layer2提供的有效性和有用性之间确实有很大的不同，它们有限且复杂，因为它们需要对激励进行明确的推理，并且要了解哪一方对那部分状态有兴趣，还需要保证是由承诺完全满足它们的layer1系统所提供。

但是，Plasma链也有大的优势。首先，它们可以被迭代，并且新设计能被快速实施，这是因为每个Plasma链可以单独部署，且无需协调生态系统的其余部分。其次，从本质看，分片更脆弱。这是因为它试图保证一定量的数据的绝对和总体可用性和有效性，并且，必须在协议中设置该数量；太少的话，系统的可扩展性比它本来应该的要低；太多的话，整个系统会面临破坏风险。

可扩展性的最大安全级别也依赖于系统的用户数，这是一个不可预测的变量。另一方面，Plasma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。单个运营者Plasma链也能用于提供比分片系统更多的隐私，分片系统的所有数据都是公开的。即使不需要隐私，它们也可能更高效，因为分片系统的全部数据可用性要求需要额外的冗余级别作为安全余量。另一方面，每个数据片的数据要求可以最小化，从长远看，每个单独的数据片可能只需要复制几次，而不是像分片系统中那样复制一千次。因此，从长远看，一个混合系统，它既有分片底层又有基于底层的Plasma链，能够提供更多的可扩展性，这似乎是最可能的方法，更能服务于不同群体的用户需求，而不是单独依赖于这种或那种策略。

遗憾的是，在足够的推进级别下，Plasma和分片陷入相同的设计。两者在某些关键方面有不可减少的差异

但这两种扩展性解决方案都有光明的前景。

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