近日以太坊共同创办人 Vitalik Buterin 发表新文章《Exit games for EVM validiums: the return of Plasma》,讨论了区块链扩展解决方案的进展,特别关注在 Rollup 火红之前的 Plasma 解决方案,以及思考重新整合到现代区块链框架中的潜力。

阅读 Vitalik 文章以前:他的一种含蓄建议

笔者认为,Vitalik 每次发表技术趋势文章时,往往也蕴含了他对技术发展路线的「观点」,他会试图推论不同路线的方案,并试证其利弊,暗藏他对此技术发展的看法。他的上一篇文章《不同取向的以太坊 L2》,也是从应用需求与安全性的角度,来区分各种不同的二层方案,另一方面,也是定义了何种技术,不是适合被称为 L2。

笔者认为,这次关于 Plasma 技术复兴的观点,也是基于它与 ZK-EVM 结合,得以优化以太坊 L2 长期发展的动机。并重申尽管 Rollup 是当前的黄金标准,但长期下仍属于过渡方案的想法。

先了解什么是「Exit games」

回顾潘致雄撰写的《Plasma 与 Rollup 是以太坊二层扩容核心》:Exit 指的是 Plasma 链上的交易数据,定期提交到以太坊的过程。

「在 Plasma 区块链和以太坊链进行交互时,是没有包含 Plasma 链的所有交易数据,其实也就是没有包含 Plasma 链每一次状态变更的数据,会导致以太坊链如果脱离了 Plasma 圈,是没有办法复原每一次的数据,所以它非常依赖 Plasma 保护。

Plasma 区块链退出期比较长,因为每个节点都定期把相关的数据提交到以太坊链上,但因为使用欺诈证明的机制,用户在进入以太坊链的时候是非常快的速度,但要退出 Plasma 区块链的时候最少可能需要一周时间,才能保证比较高的安全性,不然可能有人在其中短时间作恶,资金可能就会产生风险。」

Exit games for EVM validiums: the return of Plasma

Plasma 的演进:技术缺陷使它退出舞台

Vitalik 写道,Plasma 是一个区块链扩展解决方案,最早于 2017 年发明,可以让大多数数据和计算在链外进行,除了特定元素,如存款、提款和 Merkle roots。

这种方法旨在显著提高可扩展性,而不受链上数据可用性 (DA) 的限制。

多年来,Plasma 透过各种迭代不断演进,如 Minimal Viable Plasma、Plasma Cash 等。然而,由于客户端数据储存成本高,和难以推广到支付应用程式之外等问题,它在很大程度上被 rollup 技术所遮蔽。

使用有效性证明重新审视 Plasma

Vitalik 表示,引入有效性证明,如 ZK-SNARKs,重新引起了人们对 Plasma 技术的兴趣。

有效性证明可以解决 Plasma 在支付应用程式中的主要挑战,也就是客户端数据储存,并促进了创建支持以太坊虚拟机 (EVM) 的类似Plasma 链的可能性。尽管 Plasma 的安全机制可能无法涵盖所有用例,特别是复杂的应用程式,但它们在实务中仍然可以保护大部分资产。

Plasma Cash 和同质化代币

Vitalik 介绍了 Plasma Cash 专案,并说明其限制。

Plasma Cash 是一个更简单的 Plasma 版本,将每个代币视为单独的非同质化代币 (NFT),并可追溯其历史。

Plasma 链运营商负责区块的创建和发布。然而,若将此模型应用于 ETH 和 USDC 等同质化代币存在挑战。一种方法是将小面额的硬币视为个别的 NFT,但这可能会产生高昂网路成本。或者,相邻的代币 (adjacent coins) 可以视为一个单位进行转移或退出,但这会导致多个小面额的管理中出现碎片化和复杂性。

扩展 Plasma 至 EVM

扩展 Plasma 使其支持 EVM 会增加复杂性,因为许多 EVM 状态对象没有明确的所有者,而 EVM 不限制依赖关系。

这使得为证明状态有效性的激励难以协调,并使 exit game 的创建变得更加复杂。然而,引入有效性证明可以简化 Plasma 链的设计,通过验证链上的每个区块,从而降低操作者不当行为的风险,减少用户需要下载的数据量。

平行 UTXO 图表和总状态退出

Vitalik 认为,透过 SNARKs 证明实施 ETH 和 ERC20 代币的平行 UTXO 图表,可以透过避免与基于帐户的系统相关的复杂性,来简化 EVM 的兼容性。此外,还提出了更简单的「Plasma EVM」方案,要求运营商包括交易或在请求时提供特定的状态分支,如果不遵守则回滚区块。

Plasma 被低估了:限制和未来潜力

尽管这些方案强大,但它们无法在所有情况下提供完全的安全保证,特别是在状态对象缺乏明确的经济所有者的情况下。

尽管存在这些限制,但 Plasma 提供了一个机会来绕过数据可用性问题并降低交易费用。在 2023 年,ZK-EVM 的出现为探索 Plasma 在增强安全性和简化区块链技术的开发者体验方面供了新的机会。