区块链扩展技术 – 以太坊外链 Plasma

在 2017 年 8 月 10 号,以太坊之神 Vitalik 与比特币闪电网路创办人 Joseph Poon 共同提出了以太坊的侧链扩展技术 Plasma

在 2018 年 5 月 30 号,以太坊 P2P 支付系统 OmiseGO 举办的线上即时问答中,Vitalik 打趣地指出:

若 Sharding 可以帮助提升交易速度 100 倍、Plasma 也可以帮助提升 100 倍,以太坊就可以达到 10,000 倍的提速。

Sharding 分片是一种区块链内部分裂的扩展技术,Plasma 则是一种外部嫁接的侧链扩展技术。先前我们已介绍过了 Sharding 与其扩展幅度的潜力,此篇我们就来看看什麽是 Plasma。(详细 Sharding 文章请见这裡)

 

什麽是 Plasma?

以太坊的交易传输速度目前约为 15 TPS (每秒成交 15 笔交易),而现今坊间的信用卡公司处理交易速度可平均达到 2,000 TPS 以上,达到每秒万级的交易速度一直是以太坊努力的目标,若能达到与 VISA 一样的交易效能,身为去中心化且具隐私性的交易平台必能达到世界普及。

Plasma 与 Sharding 都与以太坊密不可分,都为以太坊提出採用作为区块链扩展提速的策略性技术。以太坊 Plasma 如同比特币闪电网路 Lightning Network 一般,都为一种侧链/链外技术

Plasma 与其他侧链/链外技术的基本扩展概念都一样,交易节点在主链外有另行通道,在另行通道完成的交易不用每笔都需经过链上网路全节点共识,而是批次性的上传写入主链帐本中,因此可达到高并发。

Plasma 为了确保运作侧链的节点有持续动力可自动自发的维持与主链链上的连接,将导入奖励机制让节点可被激励来建立自己的 Plasma 链。



Plasma 运作逻辑

任何人都可以在以太坊主链上创建个人化的 Plasma 智能合约,这些部署在以太坊主链上的 Plasma 智能合约就为 Plasma 的根链 root chain,这些 Plasma root chain 以树状的结构管理着 Plasma 的子链 child chain。

Plasma 链上的交易都以哈希值的形式纪录在子链的区块头 (block head),广播交易纪录写为主链帐本时,主链会稽核从子链提交哈希区块头,当主链判定交易有诈欺嫌疑时,随时有权力将交易退回并惩罚区块的创建者。

所有在 Plasma 链上的交易完成都是依靠加密签章,不需要经过主链的共识,经过一段时间后才批次性的广播并写入主链中。因此大量在 Plasma 上的所有交易最后只会浓缩成少数比交易打包进主链中,大幅度降低区块链膨胀问题。

区块链膨胀:随着以太坊智能合约的成长,为了记载所有运行智能合约与交易纪录,以太坊已生成非常庞大的区块数量,且全部区块的容量加总目前已超越比特币成为全世界容量负载最大的区块链,使得让以太坊区块链容量不随着每笔交易数量正比成长成为一大解决目标,Sharding 与 Plasma 的出现除了併发提速外也带来了容量附载压缩的好处。

 

Plasma 优缺点

Plasma 独立运行在以太坊链外,除了可大幅提升交易速度外还有在 Plasma 机制故障时不影响以太坊主链继续运作的优势,Sharding 分片由于为区块链内部的空间,若所有分片系统无法运作即造成主链瘫痪。

虽然 Plasma 与主链没有相依的特性使得不会额外造成主链的伤害,但若在 Plasma 上所有运作的节点同时瘫痪,因为完成的交易行为并没有记录在主链上,会使得这段期间的所有交易即便 Plasma node 唤回也都不算数。

因此让 Plasma 节点自主运作的奖励机制与 Plasma 交易节点同时断链的机制防范格外重要。

 

以太坊扩容延伸阅读

区块链扩容 – 分片 Sharding
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