Transcript可擴充套件的以太坊區塊鏈作為資料層
Vitalik最近提出了他對Rollups的想法以及與Ethereum1.0和2.0中的第2層解決方案相關的資料可用性問題。他的演講包含了一些引人入勝的結構，可能會進一步從團隊中進行迭代。這是一個至關重要的研究領域，因為對於希望增加使用者群的專案來說，仍然非常需要信任最小化的區塊鏈擴充套件機制。如果你有時間我建議聽完整的演講。
以前的研究
本次演講所依據的基本概念首先出現在Vitalik於2018年8月發表的文章中，將可用性引擎 availability engines 歸功於Justin Drake。2018年9月，一個擴大該主題的 ETHresearch 帖子得到了重要討論。在2019年1月，EF研究人員和Matter Labs之間的合作在Rinkeby測試網上產生了一個名為Ignis的概念證明。這是團隊的 原始帖子 和 Trustnodes訪談/演示 。
以下是Alex Gluchowski和Kent Barton在ETHDenver 2019上的精彩演講，詳細介紹了Rollup機制：零知識縮放 Scaling With Zero Knowledge 。對於SNARK和STARK之間的差異也有很好的探索。
最後，由於EF資助，看起來Matter Labs繼續通過snark進行擴充套件工作，請檢視 此處 的公告以及更多資源。
我在下面輸入了Vitalik演講的粗略記錄，試圖捕捉每個部分的精髓。希望人們覺得這很有用。
背景/MASTERCOIN
這是一種新的L2結構，與可擴充套件性（plasma/state channels）的L2不同，它使用BC作為資料儲存而非計算的場所。計算可以用zk-snarks完成。
- 一些歷史：將Mastercoin視為BTC之上的元協議。為解釋tx定義一組不同的規則。BTC是資料儲存，但不是狀態執行。特殊tx可以用flag表示。
- Mastercoin的缺點：客戶端不夠輕（需要BTC區塊鏈和Mastercoin節點）。MC協議中的活動不會影響BTC鏈，這限制了整體功能。
- 現在我們有ETH 1.0，很快我們將獲得ETH 2.0，我們能做類似於Mastercoin的事嗎？
ZK ROLLUP
ZK彙總（not ignis, not ignis plasma）可以在今天提高30倍的可擴充套件性，將來會更高。工作原理：Onchain合約只儲存一個值：merkle樹的merkle根。
- 使用者傳送txs，由一個叫做中繼者的特殊actor呼叫並設定zKsnark。釋出以前的狀態，新狀態，其中包括捆綁在一起的交易。
- 這與Plasma相似嗎？（兩者都是持有merkle根的合約）不同之處在於Plasma需要複雜的退出遊戲/退出期以便處理惡意操作員的可能性（資料可用性）。
- zK Rollup沒有資料可用性問題，因為所有交易都發布到鏈，沒有簽名。
- 每個釋出
13個位元組X每個位元組68個gas=884個gas，當前簡單tx的當前成本為21k。 - zKsnark證明了tx的有效性，而不是讓ETH主鏈驗證每個簽名交易。計算和儲存被移除。Merkle root留在鏈上。這避免了
central actor/relayer。因為資料是在鏈上釋出的，所以任何人都可以驗證。 - 這可以通過不包括nonce來改進，刪除2個位元組（每個位元組11個位元組每位元組X
gas氣體=748個gas） - 注意：即時存款和取款。提款：coin從他們的merkle分支轉移到主鏈，然後是merkle root更新。存款將是相反的，但另外為使用者提供帳戶ID。可能會有很多漂浮在周圍。
- 這種結構可以相對安全地將簡單付款從
15 tx/s增加到500 tx/s。 - 斯坦福1.x研討會（ youtube視訊 ）的一個結果是，與其他業務相比，資料價格過高。儘管存在對狀態的擔憂，但向塊大小新增1kb並不會使事情變得更糟。在Istanbul可以減少簡單tx的gas成本，從而將ETH1.x的吞吐量提高到
1000 tx/sec以上。
進一步採取行動
Rollup應該能夠支援更復雜的狀態轉換，包括Uniswap，高效能交換，多個token，隱私保護計算，ENS等，所有這些都使用 SNARK + publish tree details 範例。
ZK ZK ROLLUP（Bose–Einstein condensate）
7140 gas
BEACON CHAIN - 第1階段
- 如果我們想做更多的事情怎麼辦？輸入ETH 2.0的Beacon Chain第1階段。作為僅資料鏈的分片鏈意味著
2.8 MB/秒的資料可用性。 - 每個zK zK彙總是
105位元組/意味著27k隱私保留交易/秒，如果完全消耗2.8 MB。如果我們不關心隱私，則27k增加10倍。 - get rekt scamcoins LOL VB 甚至無法選擇哪個是TPS聲稱的最差。
- 障礙是這些系統依賴於資料和計算（雖然數量很少）。ETH 2.0（階段1）沒有計算但有大量資料，而ETH 1.0有計算：讓我們橋接兩者。
ETH2在ETH1輕客戶端
- ETH 2.0研究團隊花了很多時間使2.0體系結構輕鬆客戶端友好。
- 當持久委員會切換時，每9天需要
80kb的merkle分支（也可以在9天內分攤），每個頭部加500位元組。 - 在ETH1客戶端需要
BLS-12-381預編譯。 ETH 1鏈可以是掛鉤到2.0鏈的計算層，要求在2.0鏈上釋出用於彙總模式的資料。
其他用於可擴充套件資料可用性的引擎
Plasma具有更頻繁的承諾，Dapps儲存鏈上的訊息，具有獨立（“主權”）狀態轉換功能的區塊鏈協議搭載在以太坊上用於資料可用性。
加快跨境交易
- 當前分片設計的弱點：分片之間的通訊有延遲（等待交聯，~6分鐘）
- 解決此延遲的粗略建議是允許一個分片看到另一個分片的根的機制。這可能在大多數時間都有效。
- 快速探索使用者何時想要在分片之間轉移token：他們可以將tx釋出到帶有root的智慧合約（包含預期的token轉移），以及保證金。
- “碎片的merkle root是0x12345，如果這個說法錯了，我同意失去100 ETH（押金）”。
- 在儲存令牌餘額的登錄檔的上下文中，釋出100個ETH存款的使用者（在等待x-shard交易通過時）然後將其餘額更新為條件狀態：如果狀態根宣告是正確的，我有x+轉移amt ，如果不正確我只有原始金額（減去沒收的ETH保證金）。
- 將其視為SC內部的量子疊加（儲存兩種狀態/兩種可能性）。只有當合約通過交聯才能知道原始碎片的狀態根時才解決。
- 然後可以在使用者之間傳遞這種疊加，而不需要他們知道（錢包會顯示樂觀的值，直到約6分鐘後才會傳送交聯）。
一般用途隱私
ZEXE：基於UTXO的系統，可以保護隱私。
第2層計算的好處
- 從哲學上講，第1層不需要過於複雜來優化屬性，塊時間，x-shard通訊，x-shard同步訊息支援，隱私等。
- 從理論上講，ETH 2.0階段3可能永遠是足夠的，不需要超級二次分片。
- 例外情況是增加分片或更新加密。
- 其他區塊鏈已經提出了這個主張，但實際情況是，一旦你擁有可擴充套件的資料可用性和足夠的表現力，至少要驗證zKSnarks和狀態轉換（功率和複雜性的最低閾值），你可以在頂部建立所有必要的L2。
- L1可能變得越來越難以改變，但如果它們處於可擴充套件資料可用性之上（2.8 mb/sec），這對計算L2來說是好的。
問題交流
問：L2內容是否排除了使用完整語言不適用於zKsnarks？
TC的數學定義與加密社群的含義有所不同。數學：TC意味著計算機。這是如此籠統，你不能告訴計算何時停止（Snark需要事先知道）。
加密：使用TC意味著表達足以使應用程式具有複雜的內部狀態（plasma，makerdao，uniswap，這些L2的驗證引擎）BTC不能做這些事情，ETH可以。ZEXE是基於UTXO的模型，但也可以。
TC是錯誤的詞，但是你可以做一些足夠表達的事情來構建zKsnarks中的應用程式。
問：我們是否應該擔心熊市期間30％的雜湊率損失？
這是一個問題，但不是真正需要擔心的事情。ETC（以太坊經典）遭到攻擊，但只有3％的ETH鏈雜湊值。如果它成為一個重要的問題，那麼第0階段可以用作1.0鏈POW客戶端的終結機制。然後，51％的攻擊只允許審查塊，而不是恢復塊。
問：基礎層和應用層之間的去中心化程度總會存在競爭。資料可用性和SNARK總是mean集中化？[部分聽不見]
這個新的L2類非常有趣，不需要解決資料可用性問題。集中化可以減少。比較Plasma和Rollup：plasma資料可用性問題意味著需要有一個actor，如果惡意，他可以浪費使用者2周的coin鎖定時間。如果轉發者消失，Rollup沒有資料可用性問題，另一個可以迅速取代他們的位置。可能的傷害減少，像Rollup這樣的L2是解決方案的一部分。
問：在進行跨域通訊時，你是否正在考慮兩階段提交協議[聽不清]？
合約yanking有助於解決火車和酒店問題。（與不同分片上的2個物件進行互動）ETH鏈是否應支援L1上的同步？不，它引入了太多的複雜性。
現在，在兩個交聯之間，你可以計算分片中的狀態轉換，作為分片和信標鏈中資料的函式。不依賴於其他分片中發生的事情。
具有同步交叉分片呼叫會破壞此不變數，使狀態計算遊戲變得更加複雜，儘管你可以實現類似Rollup的L2，這將有助於支援同步交叉分片呼叫。
問：“第三方”L2解決方案（Celer）與其他以太坊L2解決方案之間的關係是什麼？
Celer是一個提供自己的資料可用性解決方案的L2，Plasma也是這樣做的。Rollup執行計算offchain並在鏈上處理資料可用性。有不同的權衡。
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