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2017年8月10日，V神與Joseph Poon聯(lián)合發(fā)布了Plasma項目的最初草案。由于即將實施以太坊擴(kuò)容方案，我們來仔細(xì)研究一下Plasma到底是什么。

為什么Plasma是必要的？

加密貨幣在未來的實際應(yīng)用和可行性取決于該技術(shù)的擴(kuò)容性。不幸的是，比特幣和以太坊這兩個主要的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的狀態(tài)是，它們在特定時間內(nèi)可以處理的交易量仍然是相當(dāng)有限的。這種情況帶來的結(jié)果是，單個應(yīng)用程序就可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓。對于擴(kuò)容性問題如何限制區(qū)塊鏈相較中心化系統(tǒng)的競爭性，一個很常見的例子是，將區(qū)塊鏈與VISA進(jìn)行比較。VISA信用卡備受用戶青睞，每秒處理的交易量能達(dá)到2000個，而以太坊當(dāng)前每秒的交易量卻大約只有15個。

什么是Plasma?

以太坊Plasma引入了一個新穎的擴(kuò)容方案，即它能夠使以太坊每秒處理的交易量比當(dāng)前可能處理的更多。Plasma就像比特幣閃電網(wǎng)絡(luò)中的支付渠道一樣，它是一種進(jìn)行鏈下交易的技術(shù)，同時依賴于底層的以太坊區(qū)塊鏈以保證其安全性。因此，Plasma可以歸類為一種“鏈下”技術(shù)，狀態(tài)通道（state channels）和Truebit也都是“鏈下”技術(shù)，這類技術(shù)的數(shù)量正在不斷增長。雖然這些“鏈下”技術(shù)解決的問題各有不同，但它們都是通過遠(yuǎn)離以太坊“主鏈”而選擇在“鏈下”解決問題。盡管如此，這些技術(shù)依舊充分保證了一定程度的安全性，并能最終解決問題。

而Plasma進(jìn)一步完善了這一想法，即它允許創(chuàng)造出區(qū)塊鏈“子鏈”并將其附著于以太坊區(qū)塊鏈“主鏈”之上。這些子鏈甚至可以進(jìn)一步衍生出自身的子鏈，以此類推。因此Plasma實際上是一些與區(qū)塊鏈根鏈連接起來的支鏈。

以太坊會繼續(xù)處理智能合約的問題，與當(dāng)前處理的方式類似，不過它將只會把完成的交易公布到以太坊共鏈上?？梢园岩蕴豢醋魇且豢糜稍S多側(cè)鏈組成的分層樹，這些側(cè)鏈會定期地將信息傳輸回主鏈之上。

其結(jié)果是可以在側(cè)鏈上完成比主鏈上更多的復(fù)雜操作，這就使得開發(fā)者們可以和數(shù)千用戶一起運行整個應(yīng)用程序。Plasma鏈的運行速度比主鏈更快，且費用更低，因為Plasma鏈無需被復(fù)制到整個以太坊區(qū)塊鏈之中。

Plasma如何運作的？

為了便于了解Plasma如何運作，我們來看一下這項技術(shù)在現(xiàn)實中的使用案例。

假設(shè)你正在以太坊上創(chuàng)建一個數(shù)字收藏品游戲，收藏品是ERC721不可替代代幣（如Cryptokitties），但是又有著某些特征和屬性可以讓用戶相互競爭——就像Pokenmon Go一樣。這種類型的負(fù)責(zé)操作在鏈上是非常昂貴的，因此你覺得在應(yīng)用程序上使用Plasma。

起初，智能合約被創(chuàng)建在以太坊主鏈之上。這些智能合約充當(dāng)Plasma子鏈的“根”。Plasma根包含了子鏈的基本狀態(tài)交易規(guī)則，記錄了子鏈狀態(tài)的哈希值，并且讓用戶在以太坊主鏈和子鏈之間轉(zhuǎn)移資產(chǎn)。

在將子鏈根植于主鏈上之后，子鏈就被創(chuàng)造出來了。這個子鏈擁有自己的共識算法，且獨立于以太坊主鏈。我們用權(quán)益證明（PoS）來舉例，這個共識機(jī)制并不依賴于通過電力來運行哈希算法的曠工，而是依賴于區(qū)塊生產(chǎn)者（block producers），這些區(qū)塊生產(chǎn)者需要抵押一部分財產(chǎn)，如果他們保持誠實則會得到經(jīng)濟(jì)上的獎勵，而如果出現(xiàn)不良的欺詐行為，則抵押的財產(chǎn)將被銷毀。這種共識機(jī)制（PoS）一般要比PoW更快生產(chǎn)出新的區(qū)塊。

由于子鏈處于初始化狀態(tài)，游戲的基本規(guī)則就可以通過在子鏈上部署實際的游戲應(yīng)用智能合約來進(jìn)行設(shè)置，子鏈上包含了所有的游戲邏輯和規(guī)則。收藏品同樣還是ERC721代幣，這些代幣在以太坊主鏈上被創(chuàng)造出來，然后通過使用Plasma根傳輸?shù)阶渔溕稀?/span>

一旦子鏈運行正常了，區(qū)塊制造者們就會定期地向主鏈提交驗證，實質(zhì)就是證明子鏈當(dāng)前的狀態(tài)是有效的，符合共識機(jī)制的要求。當(dāng)某個用戶玩這個游戲的時候，他其實就是在執(zhí)行這個應(yīng)用程序，而不用直接與主鏈進(jìn)行交互。

Plasma安全嗎？

閱讀了以上的描述之后，有些人也許會問“Plasma到底有多安全呢？”或者“子鏈上的交易是真的是不可篡改的最終交易嗎？”

然而，即便是當(dāng)某個實體能100%控制子鏈上的區(qū)塊生產(chǎn)（根據(jù)共識機(jī)制，如哈希值，權(quán)益），Plasma能夠保證每個用戶可以隨時將資金或資產(chǎn)從子鏈上取出并放回到主鏈之上。因此，即使當(dāng)某個攻擊者企圖控制整個網(wǎng)絡(luò)時，最糟糕情況的也只是被強制從子鏈上撤出。

Plasma背后的主要安全機(jī)制稱為“Plasma exits”，此安全機(jī)制將阻止已經(jīng)參與Plasma鏈的用戶繼續(xù)在子鏈上進(jìn)行操作，同時將用戶的資金轉(zhuǎn)移回至主鏈上。

當(dāng)某個用戶在Plasma鏈上進(jìn)行交易并且想要將其資金轉(zhuǎn)移到主鏈上時，只需提交一個“退出交易（exit transaction）”（即該用戶交易歷史的默克爾（Merkle）證明，以證明其擁有一定數(shù)量的資金）。提交之后，就會有一個“挑戰(zhàn)期（challenge period）”。挑戰(zhàn)機(jī)制在大多數(shù)鏈下解決方案（如比特幣的閃電網(wǎng)絡(luò)）中都能看到。實際上，你允許了任何人通過提交證明來挑戰(zhàn)你的資產(chǎn)聲明，他們可以證明你的聲明無效或者過期（在Plasma中，這種證明可以是交易歷史的默克爾證明，而在比特幣的閃電網(wǎng)絡(luò)中可能是一條由另一方簽署的信息）。

此外，在進(jìn)行可能會被挑戰(zhàn)的交易時，還需要附加一筆小額獎勵金，如果他人認(rèn)為你存在惡意操作行為，就會對你進(jìn)行挑戰(zhàn)以獲得相應(yīng)的獎勵。這就像是你試圖偷東西，并說“如果你能抓到我，我就給你5美元。”

通常情況下，如果Bob想要將X個以太幣（ETH）轉(zhuǎn)移回主鏈上，他就需要提交一個“退出交易”（并附上獎勵金作為抵押品），如果這個“退出交易”沒有被挑戰(zhàn)，那Bob就可以在主鏈上領(lǐng)取X個以太幣（ETH）。但是如果Bob的“退出交易”被成功挑戰(zhàn)了，那它就會被取消，同時挑戰(zhàn)者會得到獎勵金。因此，所有參與者沒有了在子鏈上擴(kuò)散無效區(qū)塊的經(jīng)濟(jì)動力。

Plasma的主要優(yōu)點是什么？

1. Plasma將使以太坊區(qū)塊鏈能夠處理比當(dāng)前更大的數(shù)據(jù)集；

2. 它使各類計算量大的應(yīng)用程序能夠在區(qū)塊鏈上運行，這得益于交易能力的顯著增強。它還將加速交易過程，使去中心化應(yīng)用程序不再擔(dān)心會出現(xiàn)交易擁堵的問題；

3. 由于需要處理交易的節(jié)點的數(shù)量（或區(qū)塊生產(chǎn)者的數(shù)量）顯著減少，交易費用會變得更低，交易處理也變得很快；

4. Plasma將擺脫主鏈上的多余數(shù)據(jù)，這就節(jié)省了大量的處理能力和存儲以太坊節(jié)點的內(nèi)存；

5. Plasma能夠兼容各類鏈上擴(kuò)容方案（如分片技術(shù)）和各種大小的區(qū)塊；

6. Plasma大大改善了賬本的擴(kuò)容性，從而提高了基于以太坊的應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)存儲能力。

Plasma有什么缺點嗎？

當(dāng)前的Plasma提案的主要問題是，如果每個使用子鏈的用戶同時試圖退出側(cè)鏈，這將會帶來怎樣的結(jié)果。當(dāng)出現(xiàn)大量用戶企圖將資金轉(zhuǎn)移回主鏈上時，以太坊主鏈也許沒有足夠的能力在挑戰(zhàn)期內(nèi)處理這些用戶的交易，也就是說用戶可能會損失資金。幸運的是，有很多潛在的技術(shù)能夠阻止這種情況的發(fā)生，比如，可以以一種對退出請求進(jìn)行回應(yīng)的方式來延長挑戰(zhàn)期。

Plasma什么時候推出？

Plasma本身還處于初期階段。如果你想了解更多有關(guān)Plasma的進(jìn)展信息，可以去看看V神最近關(guān)于“Minimal Viable Plasma”的提議（即抽離出Plasma的實現(xiàn)過程）。