深入解析等离子体：第一部分——基础知识_新闻

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深入解析等离子体：第一部分——基础知识

2019-02-07 16:11:03

Plasma技术解析：第一部分

如果你还没有听说过，扩展加密货币的规模是非常困难的。2017年8月，Vitalik Buterin和Joseph Poon发布了Plasma白皮书，向世界介绍了一种新的、有前景的方法，以提高加密货币交易的吞吐量，并使我们摆脱区块链拥堵的困境。几乎一夜之间，Plasma成为了以太坊生态中最受追捧的第二层扩展框架，随之而来的是一系列令人眼花缭乱的喧嚣——大胆的承诺、雄心勃勃的研究以及众多变体/提案/反提案/优化，以至于这几乎成了一个笑柄。

虽然这令人兴奋且充满希望，但不幸的是，Plasma的快速发展以及其技术复杂性使得那些没有直接参与研究和开发的人几乎无法理解它。从外部观察，你可能会留下更多的问题而不是具体的答案：我们实际上可以期望Plasma链具备哪些能力？在Plasma在现实中有效运行之前，我们仍然面临哪些障碍？它的权衡是什么？它是如何工作的？首先，它到底是什么？

如果这些问题激起了你的兴趣，那么你来对地方了！本系列文章旨在提供Plasma技术的概述——它是什么，它是如何工作的，以及当前技术研究的状态能告诉我们什么。第一部分将涵盖以下内容：

Plasma的基本概念

我们称之为“Plasma”的协议家族代表了解决区块链可扩展性问题的第二层解决方案的一部分，这里的“问题”本质上是一个开放、无需许可的区块链可以处理的有限交易容量。第二层试图通过允许（某些）交易在不触及区块链本身的情况下被认为是最终的来规避这一瓶颈。

你可以将第二层交易视为一张支票，你可以直接验证账户的资金，而不必将它存入银行账户。这张支票可以有效地被视为纸币，并直接交给另一方作为支付，前提是下一方也能够验证账户的资金（粗略类比，请不要过于挑剔）。

第二层系统的一般模式

第二层系统的一般模式是：首先，一些资金被锁定在区块链的基础层（我们假设是以太坊）。接下来，一些参与方（不一定是存入资金的同一方）可以通过覆盖系统离线交易这些资金，而仅偶尔与主链交互（如果有的话）。在任何给定点，任何资金的合法所有者都有能力将其所有资金提取回第一层的保证。

区分第二层与其他离线支付系统的定义性属性是，尽管避免了与基础层的持续交互，第二层交易仍然保留了我们对第一层所期望的所有去中心化、无需信任的安全保证。通过保护你的私钥并运行必要的软件，你可以保证自己资金的安全，而不管任何对手方的行为或不作为——这里的“对手方”是指其他个人、机构、共识机制，或者任何超出你控制范围的东西，除了主链本身。即使在一个噩梦般的、阴谋论的、类似于《楚门的世界》的场景中，系统的所有其他用户都在秘密串通试图窃取你的钱，他们也会失败。

Plasma与通道的区别

在过去几年的第二层研发中，逐渐形成了一个分类法，使我们能够将第二层机制分为两类：“Plasma”或“通道”（如“状态通道”或“支付通道”）。虽然并非每个人都以这种方式精确使用这些术语——最终，加密货币或语言本身也没有一个高级委员会来正式为我们确定这些定义——但我们在此假设“Plasma”和“通道”的定义足够广泛，以至于两者涵盖了所有可能的第二层系统。

Plasma的运作机制

虽然原始的白皮书介绍了Plasma的一般概念，但它也广泛且雄心勃勃（坦率地说，很长）；它提出的一些想法——例如，嵌套Plasma链的树——目前仍然超出了任何当前Plasma研究的范围，甚至可能最终不可能实现。

因此，朝着实际工作代码迈出的第一步——也可以说是我们目前思考Plasma的起点——是一个名为“最小可行Plasma”（MVP）的规范。正如其名称所示，这里的目标是过滤掉所有花哨的功能，并将其提炼为最简单的工作实现。“工作”在这里意味着它必须简单地满足上述第二层Plasma系统的基本要求，并且只具有最小的功能——即，某种可替代资产的A到B支付（我们假设是以太币，但它与任何符合ERC20标准的代币同样有效）。

Plasma Cash的引入

Plasma Cash是Plasma构造的一个变体，自那以后，它成为了Plasma社区许多研究的基础。它采取了与我们在MVP中看到的类似的“最小可行”方法，但开始时有一个新的限制：Plasma Cash链上的所有资产都是不可替代的代币（NFT）。其中一个NFT（我们称之为“硬币”）可以代表任何东西：固定面额的以太币或ERC-20代币，一捆ERC-20代币，一窝加密猫，成为Plasma链操作员100个区块的权利（免责声明：还没有考虑这个的影响，不要在家尝试）等等。唯一的要求是它可以表示为ERC-721资产——这本质上意味着它是唯一且不能拆分或合并的东西。

Plasma Cash的优势与挑战

Plasma Cash抛弃了MVP中类似比特币的UTXO交易模型；使用不可替代的硬币，创建新交易输出的概念不再适用。相反，每个硬币在每个Plasma块中都有记录：硬币的存在表明该硬币在该Plasma块中改变了所有者（即，Alice将其发送给Bob）；不存在表明它仍然具有与上一块相同的所有者。因此，硬币的完整历史可以通过它在每个Plasma块中的存在或不存在来描述，从当前块一直追溯到它首次存入的块。

正如我们将很快展示的那样，硬币的完整历史足以让其持有者确保所有权，而且在这个模型下，这个历史不需要包括每个Plasma块中的所有数据：为了让Bob证明他的硬币在给定块中的存在，他只需要交易的Merkle路径。然而，为了证明硬币在给定块中没有被转移，Bob需要证明数据不存在的能力，这是我们熟知和喜爱的Merkle树不支持的功能。

Plasma Cash的未来

在第二部分中，我们将继续这一旅程，并讨论基于Plasma Cash的方法，以最小化历史数据膨胀问题，最重要的是，恢复支付的可替代性，同时保留Plasma Cash的优势。敬请期待。

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