Rollup将成为第二层世界之王，侧链将何去何从？

随着去中心化金融应用引发的以太坊主网首轮冲击，扩容之声无疑越来越高，其关注度甚至可以与当年币的“块扩容”相比较。不过，在苏菲炒作的下滑后，“Layer2”关键词的频率开始飙升，维塔利克本月初，我甚至提出了以汇总为核心的以太坊路线图。在中短期（未来两年内），以太坊是最有希望的一个，其扩容主要基于rolup第2层网络。目前，国内领先的DIF项目方，如Uniswap、curve和Syntheix，都提出将应用程序迁移到汇总层2网络。

显然，向两层网络的迁移已经成为一个主要趋势。在这种不可逆转的新趋势中，还有许多其他的Layer2方案被高度期待。他们要去哪里？

本文将重点研究侧链，这是最早提出的第2层方案之一。

作者是BarryWhiteHat，一位Layer2技术研究人员。

感谢倪阿尔伯特对本文的评论和讨论。

简介

第2层对以太坊的重要性每周都在增长，大家都知道。

然而，当“虚拟货币”不完全是第2层时，人们常说“第2层”并不完全是“第2层”然而，与以太坊层1交互的方式非常重要。所有被认为“第2层”的不同解都可能具有完全不同的性质。可以说，第2层只应该指具有特定属性的某些东西（例如，我们可能都同意AWS上存在的不是第2层，但有些项目可以说具有类似的安全保障，因此被视为第2层）。但这可能是另一个值得讨论的话题。

本文主要研究侧链的性质。

侧链基本上是指一组验证者将区块链的**状态检查到智能合约的系统。然后把这些钱存入网桥并允许用户取款。在一组验证器中，通常有一个领导人选举过程来确定谁可以创建块。领导人选举机制的例子包括权威证明（POA）共识和利益证明（POS）。

侧链在以太坊生态系统中起着重要作用。虽然研究界仍在研究更好的解决方案，但它们始终是可伸缩性和可用性的权宜之计。像xdai这样的产品强调需要更好的用户体验，这已经渗透到其他领域。

然而，侧链并不具备更广泛的以太坊社区所期望的安全属性，但这并不意味着永远不应该使用它们。如果使用侧链的人充分意识到某些属性的缺乏并仍然想使用它们，这是他们的权利。这种权衡也许是值得的，但当人们对此漠不关心时，它可能是危险的。本文旨在提供一些信息。如果每个人都知道这些属性，它不会造成任何伤害，但如果它帮助人们认识到错误的假设，这是有道理的。

侧链缺少哪些安全属性？几乎所有侧链都不能提供：

1. 反审查；
2. **；
3. 资金担保；

我想对这些属性进行公开讨论，让大家受益。

反审查

与设计良好的区块链相比，侧链的反审查属性较弱，不应引起争议，否则就不需要区块链。但让我们把它分解一下。

如果一个边链中有n个验证者，并且只要m个验证者同意，就可以对一个交易进行审查，那么n-m是审查一个区块所需的共谋验证者的数量。这导致了一个微妙的平衡，也就是说，更难审查交易，使审查区块更容易。考虑到交易审查和区块审查都不受欢迎，侧链很难从根本上具有较强的反审查属性。

这种担忧延伸到利益证明（POS）共识机制的使用，这种机制可能会变得更糟，因为涉及的数字是按股权加权的，这意味着达到特定阈值所需的不同实体的数量可能更低。

数据可用性保证

我们知道N-M验证器可以创建一个块。我们还知道，为了验证新状态，所有其他验证器都需要有关于整个状态的数据。因此，如果N-M验证器是恶意的，它们可以：

1. 创建新块：
2. 拒绝与诚实的核查人员共享数据；
3. 有效地去除n-（n-m）=m验证器，使其不受一致控制；

这种情况发生的可能性有多大？这显然取决于许多特定情况的细节，但是我们可以从考虑rational验证者与所有其他验证者共享数据的动机开始。对于传统的权威证明（POA），不这样做可能会导致声誉受损。基于利益证明（POS）的侧链可能存在风险。然而，要做到这一点并不容易，因为没有其他人将所有数据放入链中，就不可能证明某些数据不可用。听起来很乐观吗？是的，这意味着具有更好安全属性的侧链本质上被简化为**上卷。在大多数侧链中，验证器接收某种形式的支付。对于诚实的验证者，奖励在n个验证者之间共享。对于不诚实的验证者，同样的奖励在n–（n−m）=m（这里最重要的是mlt；n）之间共享，因此验证者有动机不与其他人共享更新的状态。要记住的一个一般概念是，很难判断数据可用性攻击。对于诚实的节点，它们通常与同步问题无法区分。

终局性

设想一系列状态转换，如下所示：

状态1=gt；状态2=gt；状态3

其中每一个都涉及作为更新状态的一部分应用的一组事务。终局性意味着一旦应用，就不能取消交易。

通过交易所主网达成共识，实现后链的检查点块。这可能会让人认为侧链的最终性基本上等同于以太坊的最终性。具体的说法是：“为了恢复侧链上的积木，需要在以太坊上回滚该积木”，但事实并非如此。

这是因为finality是关于恢复事务的，而不是用新状态替换旧状态。因此，N-M验证器可以执行以下转换：

状态1=gt；状态2=gt；状态3

（用state1替换state3，这样就可以恢复假定的确认状态2，而不需要以太坊的主网回滚）

侧链端资本所有权的保护

假设有一个state1={爱丽丝：1000, 鲍勃：0}

爱丽丝有1000，鲍勃有0。现在假设Bob是恶意的，并且他有效（或合谋）控制了绝大多数Poa验证器，会发生什么？

然后，Bob可以简单地执行状态转换state1=gt；State2，其中State2={爱丽丝：0, 鲍勃：1000}。

就像偷了爱丽丝所有的钱然后把它给了鲍勃。

因此，侧链的防御被简化为假设N-M验证器永远不会被说服来处理这种非法的状态转换。很多人都知道这一点，但我认为提醒大家是有用的。

现在，可能有一些人（验证者）可以这样信任，就像我们很多人信任不同的中心化式服务提供商一样。有时它值得权衡。重要的是要弄清楚这些权衡。

作为防御措施的治理

有时有人认为“我们可以利用治理来解决目前提到的所有问题”

当然，这是有缺陷的，因为它基本上使整个系统退化为治理。我特别担心这个论点的一个原因是它意味着侧链的其他属性是装饰物（在这种情况下，为什么有这些属性？）。例如，如果治理是防止这些问题的**一条出路，那么它意味着利益证明（POS）、权威证明（POA）等并不真正重要。

在什么情况下侧链的特性特别有用？

除了侧链的辅助属性，例如由于更快的阻塞时间而获得更好的UX（事实上，数据库也具有这一优势），在某些情况下，侧链的特定属性可以说是特别适合的。例如：

1. 如果您特别希望n−m验证器能够执行任何状态转换。企业应用程序，想要拥有主控制开关是一个例子；
2. 当m=0时，您希望n个验证器能够执行任何状态转换（例如，在四元游戏中）。这里的一个问题是，一个验证者可以单方面地阻止区块链；

**的想法

在过去，侧链是一些想要保持以太坊兼容性和互操作性的用例的唯一可行的解决方案。现在，随着其他第2层扩展解决方案的成熟，现在是考虑如何使侧链与这些解决方案更兼容的好时机。

**，一些附加特性/属性对侧链很好，包括：

1. 大规模迁移可以实现无需成本，保证用户不因成本而“卡”退出；
2. 用更强大的反审查功能取代领导人选举机制（权利证明POS似乎是错误的方向，请参见此处）；
3. 请协调员将两个国家之间的差异置于链条上；
4. 增加欺诈证明，防止国家非法过渡；

随着**上卷技术和**虚拟机（OVM）的成熟，项目的权衡空间将发生变化。因此，现在似乎是更新侧链属性及其相关权衡的好时机。