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聚焦 CandyDrop 第59期 —— MinoTari (WXTM)，总奖池 70,000 枚 WXTM 等你赢！
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🏆 奖励设置（共计 70,000 枚 WXTM）：
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📋 评选标准：
内容质量（主题相关、逻辑清晰、有深度）
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链下扩容全景：State Channels、Sidechains、Plasma和Rollups深度解析
链下扩容深度解析
作者：Ellaine Xu、Hettie Jiang、June Wang、Walon Lin、Yiliu Lin
1. 扩容的必要性
区块链的未来愿景是去中心化、安全性和可扩展性，但通常只能实现其中两个，这被称为区块链的不可能三角问题。多年来,人们一直在探索如何在保证去中心化和安全性的前提下,提高区块链的吞吐量和交易速度,即解决扩容问题。
让我们先定义区块链的去中心化、安全性和可扩展性:
比特币网络的第一次重大硬分叉源于扩容问题。2015年开始,比特币社区就扩容问题存在分歧,一方支持扩大区块,另一方支持使用隔离见证方案。2017年8月1日,支持扩大区块的一方开始运行新的客户端系统,导致了比特币历史上第一次重大硬分叉,诞生了新币种BCH。
以太坊网络也选择牺牲了一部分可扩展性,来保障网络的安全性和去中心化。从2017年的CryptoKitties到后来DeFi、GameFi和NFT的兴起,市场对吞吐量需求不断增加,但以太坊每秒只能处理15-45笔交易,导致交易成本增加,结算时间变长。理想的扩容方案是:在不牺牲去中心化和安全性的前提下,尽可能提高区块链网络的交易速度和吞吐量。
2. 扩容方案的类别
我们按照"是否改变一层主网"作为标准,把扩容方案分为链上扩容和链下扩容两大类。
2.1 链上扩容
核心概念:通过改变一层主网协议达到扩容效果的解决方案,目前的主要方案是分片。
链上扩容有多种方案,以下简要列举两种:
改变一层主网协议可能产生难以预料的负面影响,因为底层任何安全漏洞都会严重威胁整个网络的安全性。
2.2 链下扩容
核心概念:不改变现有一层主网协议的扩容解决方案。
链下扩容方案又可以细分为Layer2和其他方案:
3. 链下扩容的方案
3.1 State Channels
3.1.1 概要
状态通道规定只有在通道打开、关闭或解决纠纷时,用户才需要与主网交互,把用户间的交互放在链下进行,以降低交易成本并实现交易次数不受限制。
状态通道是简单的P2P协议,适合基于回合的应用程序,如两人国际象棋游戏。每个通道由主网上运行的多签智能合约管理,控制存入通道的资产,验证状态更新,并仲裁参与者之间的争议。
3.1.2 时间线
3.1.3 技术原理
状态通道的工作流程:
悲观情况下的工作流程:
如Bob不响应Alice的状态更新签名,Alice可向合约提交自己最后一次有效状态发起挑战。Bob可在一段时间内提交下一个状态进行响应;如未响应,合约将自动关闭通道并将资金返回Alice。
3.1.4 优缺点
优点:
缺点:
3.1.5 应用
比特币闪电网络:
以太坊雷电网络:
Celer Network:
3.2 Sidechains
3.2.1 概要
侧链是为加快比特币交易而出现的一种区块链形态,可使用更复杂的合约或改善共识机制。侧链的交易结果最终会记录在验证者端并传送回主链。
3.2.2 时间线
3.2.3 技术原理
侧链主要有两种与主链沟通的方式:
双向锚定(Symmetric Pegged):主链和侧链的验证者实时记录对方当前状态,使用SPV技术验证交易。
不协调锚定(Asymmetric Pegged):侧链验证者监控主链活动,但主网无法确认侧链状态,需引入Certifiers机制验证侧链交易。
目前越来越多的侧链选择使用第三方公证人(PoA)机制或Relayers中间层来确认主链区块状态。
侧链机制总结:
3.2.4 优缺点
优点:
缺点:
3.2.5 应用
xDai Chain(现Gnosis Chain):
Polygon:
Ronin:
3.3 Plasma
3.3.1 概要
Plasma是一个构建可扩展Dapp的框架,旨在将用户对侧链Operator的信任降至最低。Plasma的基本原则是,即使Plasma链出现安全故障,所有用户的资产仍可以撤出Plasma链并退回主网。
3.3.2 时间线
3.3.3 技术原理
Plasma的核心思想:
使用流程:
3.3.4 优缺点
优点:
缺点:
3.3.5 应用
主要应用:
总结: Plasma是一种技术上的过渡方案,受限于技术本身存在的问题,主要应用均快速转向了基于Rollups的方案开发。
3.4 Rollups
3.4.1 概要
Rollups的核心思想是将计算过程和状态存储放在链下,而在主链上存储状态承诺和压缩的交易数据。
Rollups分为两种类型:
3.4.2 技术原理
核心机制: