解讀Vitalik 新作:ZK+Plasma改變Layer 2格局?

發表於 2023-11-15 14:38 作者: 金色精選

作者:Haotian,來源:作者推特@tmel0211

拜讀了 @VitalikButerin 有關 Plasma 回歸的新作,被 Plasma 基於類 UTXO 的账本「退出遊戲」機制深深吸引,且 Vitalik 似乎有意引導市場往 ZK+Plasma 方向探索,避免市場停留在 Rollup 階段內卷。接下來,詳細給大家科普解讀下:

要點:1)Plasma 鏈爲啥適用於支付場景?2)Plasma 支付場景如何運作?3) 爲啥退出遊戲機制對 Plasma 很重要?4)Plasma 鏈爲啥難集成 EVM 的無主狀態?5)ZK+Plasma 可釋放哪些想象空間?

我在上一篇解讀 Vitalik 文章中說了,以太坊的 2 層擴容方案原本有:Plasma、Rollup、Validium、Parallel 等多種方案,Vitalik 期待中的擴容方向應該是均衡發展,適配各類應用場景進行多樣化的 layer2 構建,但現實市場格局是,Rollup 方案一家獨大,且日益內卷。

只是,Rollup 雖然方案安全性高,但對 Data Availability 的依賴性過大,而純以太坊 DA 又受限於性能和成本問題,故而現在市場卷出一種卡位 Rollup 陣營但卻依賴第三方 DA 的 Solution,這是一種正在把 Rollup 畸形化的方案,絕非 Vitalik 想看到的現狀。

所以,Vitalik 新文章重新搬出了 Plasma,而且引導了一種 ZK+Plasma 的擴容解決方案,顯然又是一次事關 layer2 政治搖旗。

爲啥 Plasma 目前受限於支付場景?

Plasma 相當於一種側鏈解決方案,會定期向主網同步默克爾狀態數據,是一種數據和計算依賴主網的擴容方案。這樣的話,2 層可以用非常中心化的方式,且設計非常復雜的账本模型來高效擴展,還能復用主網 vailidator 這些系統能力。

總得來說,Plasma 用在支付場景可以保證账本狀態被有效追蹤和記錄。爲啥呢?

1)支付場景下,用戶只需要保留余額狀態,若其他場景得保留全部鏈下狀態數據,會帶來存儲空間壓力;

2)Plasma 安全性依賴「退出遊戲」機制,運營方作惡,用戶可發起挑战提出自己的資產,若資產狀態復雜則則會很麻煩;

3)目前 Plasma 很難兼容 EVM 的諸多無主狀態,用戶很難用 Plasma 的默克爾狀態樹账本來對應很多非交易狀態,比如 LP、CDP;

Plasma 支付場景如何運作?

如 Vitalik 文章中所說,簡單而言:

Plasma Cash 可以把每個 Token 視爲 NFT,有唯一編號,當某個用戶發生轉账時,運營方會在默克爾樹葉上記錄一筆更新狀態,每個用戶都可以保存自己全局的默克爾樹狀態,這樣账本追溯起來就不會出亂。

若是本就同質化的 Token,用戶可能在消費時存在多次拆分和合並,比如小王 1 個 ETH,先拆分了三份,又把其中兩份合並了,每一份都是不規則的,比如 0.001、0.1、0.3 等,如果大批量的拆分,可能導致默克爾數據冗余,這樣發起退出遊戲機制時可能會產生問題(挑战和驗證成本較高),比如回溯近一周的账本發現對不上账。如何解決呢?可以爲每一次資產拆分或合並狀態匹配一個類 UTXO ID,這樣無論怎么拆分都能即刻定位到相應交易樹葉。

如何確保安全「退出遊戲」機制?

因爲 Plasma 沒有像 Rollup 們一樣有自己獨立的鏈系統,它得時刻確保自己的側鏈記账和主網保持同步,這就允許其不必刻意追求去中心化,只要有一個可高效記账的運營主體就行。

但問題來了,若運營方發布了無效區塊記了假账,竊取用戶資產該怎么辦? 用戶需要隨時發出「退出遊戲」機制,把 2 層的資產 withdraw 回 1 層,類似於 Rollup 的逃生艙安全機制。

如何做呢?用戶可以曬出自己默克爾樹狀態證明,證明資產轉移過程,並發起 7 天挑战期,主網驗證節點會檢測用戶是否爲最終的資產 Owner,以及用戶是否存在資產雙花等問題。(因爲主網節點存儲了更多的默克爾樹狀態可以核對用戶的 Proof 是否有惡意退出之嫌)。

通過「退出遊戲「」來約束 2 層運營方作惡,而挑战期的存在則避免了用戶惡意退出,這就確保了 Plasma 鏈的正常運行。

兼容 EVM「無主狀態」的難點?

如前邊所言,Plasma 目前更多是針對支付交易場景設計的 2 層解決方案,是一種可類比爲 UTXO 模型的記账,而 EVM 本身則是账戶模型。UTXO 可以記錄每一次余額狀態刷新,但 EVM 狀態機中的很多「無 Owner」場景很難用 Plasma 的方案來實現。

比如,比如存入 Uniswap 池子的 USDC,放在 MakerDAO 的 CDP 中的資產也同理,用戶很難證明哪一筆資產屬於自己,這樣一旦出現運營方宕機問題,合約被鎖,用戶就無法正常「退出遊戲」。

因爲無法證明用戶在合約裏有錢。受 Plasma 數據特性影響,主網只能監測合約的余額,若運營方給合約增發了一部分錢,用戶怎么能證明哪筆錢是自己的,哪筆錢是被惡意增發的呢?

何況一個 layer2 側鏈如果只能實現 Payment 轉账交易,要如何構建應用和生態,顯然這會大大限制 Plasma 的使用場景。

ZK+Plasma 釋放的想象空間

若 Plasma 底層徹底的被 ZK 化,用戶的操作會以 zk-SNARK 證明形式存在,就能釋放很多 EVM 的狀態機場景:

假若用戶向 Plasma 某合約存入了一筆資產,就可以構造一筆 zkSNARKs 證明,這個證明可以向主網發起「退出遊戲」,這樣即使池子受安全威脅被凍結,用戶也能撤出自己的合法資產;

或者在涉及隱私 DEX 的交易場景下,用戶可以用 zkSNARKs 來證明擁有某資產,而不需要暴露自己的隱私;以及 Plasma 的智能合約在進行復雜升級時也可以 zkSNARKs 的形式證明其狀態升級正確性,而不需要暴露細節,也能提升合約作惡難度;

以上。

整體來說,Vitalik 全文清晰地描述了 Plasma 的現狀以及存在的問題,包括未來 ZK 化的可能性。在我看來,Plasma 並不新穎,甚至過去多年它已經在支付場景找到了自己的位置,此時此刻 Vitalik 拋出 ZK+Plasma 的新方向,是一次方向引導,也是一次政治搖旗,至於市場是否會順着 vitalik 的意思走,我個人不是很樂觀:

1)Rollup 是市場從投入成本、开發難度、生態兼容度等綜合出來的最優解,ZK+Plasma 固然是一種更高級的 ZK-Rollup,但當下 ZK-Rollup 的發展也並不樂觀,直接跳到 Plasma 過於倉促了;

2)Validium 作爲一種獨立鏈擴容方案,在 ZK 的應用程度上相對更高級,但它完全依賴鏈下 DA,相較之下 ZK+Plasma 似乎和以太坊主網黏性更高,但 Vitalik 這樣呼籲可以理解,ZK 的成熟开發者們放棄 Validium 搞 ZK+Plasma 的動力或許不足。

Note:請務必細讀下 Vitalik 的文章,再來理解本文。

標題:解讀Vitalik 新作:ZK+Plasma改變Layer 2格局?

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