乙醚展开的二阶矩阵：与ZK-rollup等前人相比，安定的优缺点是什么？

作者：Ben DiFrancesco

翻译：刘健

本月早些时候，starkware团队启动了新的火币网主网络第2层扩展计划。

这个全新的项目starkex尚未完全按照现有的流行的第2层架构（如ZK-rollup、optimal-rollup或plaa）实施。starkware的联合创始人Ben Sasson称这个新的Layer2架构为“alidium”–名字由italik背书，所以“alium”的名字应该是固定的。

在本期“构建区块链”中，我们将通过经典的二阶矩阵来回顾火币网生态系统中出现的第2层设计，**得出安定作为结尾，讨论这一新方案的优缺点。

第2层二阶矩阵

HT3Layer2已经成为现实中许多项目的研究案例。然而，理想是非常充分的，现实是非常骨瘦如柴的，很多前瞻性的想法，直到真正的实践，工程师们才会意识到，可行的方案充满了取舍和妥协。经过多年的研究和尝试，火币网 2层生态的扩展方案可以用二阶矩阵来总结（我第一次看到这样的总结是星光团队的aihu ley）。

在区块链第1层，所有计算过程和数据存储都在主链中进行（交易数据存在于区块中，所有计算过程都由所有节点执行）；但是，与第2层不同，我们可以解决与这两个扩展相关的瓶颈问题根据第2层数据存储）对它们进行分类，如上面的二阶矩阵所示。让我们转到矩阵，**看看alidium应该放在哪里。

等离子体

**是italik buterin和Joseph PON在2017年联合提出的一种有前途的理论思想，可以说**是火币网研究拓展的先锋。我们把它放在矩阵的右下角：

实质上，**是相对直观的。为了更好的可扩展性，plaa将计算和数据存储迁移到第2层，以便由第2层的执行者定期将Merkle根状态承诺交付到主链。如果执行者提交了无效状态，则用户可以向主链上的智能合约提供欺诈证明；一旦确认执行者存在欺诈，智能合约将没收其押金。

虽然这个想法简单优雅，但很难实现细节。其中一个问题是数据可用性。虽然我们可以通过错误的证明在主链上对提供无效承诺的执行者进行惩罚，但是如果用户想要提供错误的证明，他必须首先获得错误的数据来构建错误的承诺。这时，问题就来了：如果等离子的执行者拒绝公开主链上的数据，用户能做什么？（这将导致主网络上记录的第2层状态被推送到错误的状态，并且无法追究执行者的责任。）

为了解决这一问题，plaa提出了相应的解决方案，如延长资产从第2层退出的时间。当很多资产被允许从plaa链中退出时，很多资产可以被允许退出。然而，经过多年的探索，可行方案并没有真正实现，这也促进了其他二阶矩阵象限方案的出现。

ZK汇总

下一个有趣的解决方案是放在等离子对角线象限，即ZK-rollup，有趣的是，ZK-rollup是由一位火币网研究员提出的，而不是italik-buterin。

ZK汇总以间接方式解决数据可用性问题-将第2层的所有交易数据作为参数发送到主链上的智能合约；这意味着任何人都可以通过观察区块链上的calldata调用来获得第2层；ZK汇总的所有数据（但同时）的可伸缩性优势仅限于计算维度。

Plaa设计防错激励机制，保证计算的正确性；ZK汇总依赖于完成主链中的零知识证明，保证永远不会出现无效状态。因为所有计算都汇总在证书中，所以不需要信任或检查执行者。

此外，ZK汇总也在一定程度上提高了数据存储的可扩展性。例如，ZK-rollups可以向智能合约发送压缩数据，整个节点不需要将calldata存储在活动状态，这就减少了整个节点的使用负担；ZK-rollups链上不需要包含签名数据，因为零知识证明就足以证明交易的有效性。

ZK-rollup强大的函数已经成为它的主要短板：这些强大的函数依赖于零知识证明——一种非常前沿的密码方法。ZK汇总不易安全部署，公众不接受目前可用的零知识证明。因此，现有的ZK汇总技术仅适用于少数特定项目，如去中心化层2交换环。

乐观汇总

为了在第2层中使用智能合约，研究人员开始探索“类似于ZK汇总，但不依赖零知识证明”的扩展方案。有一个现成的重复使用交互式防错解决方案，这就是我们接下来要讨论的**汇总。

我们之前已经讨论过plaa和ZK汇总，因此也很好地理解了**汇总。**上卷保持calldata，主链中可以获得第2层的所有数据；同时，**上卷使用错误的证明（与**方案相同），惩罚提交无效状态的执行者。

与plaa和ZK rollup相比，optimal rollup做了一些权衡，因此在可扩展性方面的增加最小。但这也是乐观汇总之所以如此有趣的原因，因为乐观汇总不依赖任何**技术或悬而未决的问题，在实际推广中，乐观汇总**落地。

有多个团队（如“乐观集团”）即将向主网络部署乐观汇总体系结构。

安定

**，我期待着二阶矩阵的**一个空间！在这个象限中，我们需要填写新命名的alidium，并讨论alidium-starkex的**登陆实现。

Validium选择将第2层的交易数据放在链下，因此它的可扩展性高于汇总架构。在验证计算方面，alidium不依赖欺诈证明，而是采用零知识证明。如前一次关于ZK汇总的讨论中所述，这将导致alidium当前的应用程序部署，它只能限于特定目的（低通用性），例如starkex是一个去中心化交易所的计划。

但是，与**相比，这些折衷方案给了alidium一些优势。主网中的零知识证明验证可以避免执行者提供的无效状态，也可以减少执行者未发布数据造成的后果。例如，不可能与执行人串通，将国家变更为“将他人资金转入自己账户”；因此，alidium无需在协议中设计“退出大额资金”的激励博弈，也不需要延长从第2层提取资金的时间。

正如其他研究人员指出的那样，零知识证明并不是解决数据可用性问题的灵丹妙药：例如，（恶意）高管修改自己控制的账户的状态，然后积压这些交易的数据，这将导致一些用户无法提供；当他们想提取资金时，提供Merkle证明。

实质上，这种攻击是冻结第2层的账户，这也为执行者的贿赂打开了大门——执行者可以拒绝提供用户要求的状态，从而勒索或收受贿赂。

为了避免此类攻击，StarkWare团队使用了我所称的“工程黑客”技术。我用这个词很亲切，因为我一直在处理工程黑客我的职业生涯。starkex系统包括一个“数据可用性委员会”-负责签署数据并确保数据始终可用的成员。只要其中一个成员是在线的和诚实的，用户就能够获得提取资金所需的数据。

Validium不是完美的解决方案，但它可能是目前各种情况下最可接受的解决方案，但请记住，每件事都有自己的权衡和妥协。与完全不受信任的DEX主链相比，starkex交易所确实面临着更高的第三方风险；然而，作为一项相应的优势，starkex交易所的表现要高于DEX——高频交易者非常重视这一优势。与传统的中心化交易相比，Validium仍然安全得多，信誉也最差。

开放式生产工艺

如前所述，火币网第2层的扩展研究是工程领域的一个很好的例子，因为在火币网中可以清楚地看到工程领域以前未知的研究过程。当然，如果有人嘲笑它看似曲折缓慢的发展过程，我也不会感到惊讶。

在大多数研究开始时，在设计平台下会有很多方案的迭代变换；当工程师们不得不面对理论与实际之间的差距时，一个可行的方案确实需要权衡，这将成为人们关注的焦点。对于火币网第2层扩展研究，表中直接讨论了这些不同方案的探索过程；行业看涨者和方案支持者可以详细审查这些方案并作出贡献。

就我而言，我认为火币网第2层生态系统非常强大。研究人员和开发人员通过反复实验，苦心经营地制定出了Layer2的设计框架。现在许多团队正在加紧寻找能够满足用户实际需求的具体解决方案，这当然涉及到许多权衡和妥协。考虑到最近几个月火币网第2层的发展，以及火币网主网日益拥堵的情况，我认为第2层的计划已经在进行中，并准备就绪。我想在接下来的12~18个月内，我们可以看到Layer2方案已经应用到实际应用中。

让我们看看。

源链接：www.buildblockchain.tech网站