From d618db408fd32129a161ce15b3151f7e6511faaf Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: "geek.zhao" Date: Tue, 11 Mar 2025 21:40:42 +0800 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?=20=E6=8F=AD=E5=BC=80layer2=20=E7=9A=84?= =?UTF-8?q?=E7=A5=9E=E7=A7=98=E9=9D=A2=E7=BA=B1?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- debugzhao.md | 62 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++----- 1 file changed, 57 insertions(+), 5 deletions(-) diff --git a/debugzhao.md b/debugzhao.md index 226c027..b8bc20f 100644 --- a/debugzhao.md +++ b/debugzhao.md @@ -480,13 +480,31 @@ Layer1区块链通常面临交易速度和吞吐量的限制,因此需要Layer 这样对节点的**网络条件提出了更高要求**,提高了参与门槛。并且影响了全网数据同步的稳定性。因为物理上相隔较远的节点集群容易对最新的区块产生分歧,**导致分叉**。 - 用特殊的共识机制提高性能 - 共识机制决定了全网节点对出块方式如何达成共识。一些特殊的机制也许可以提高出块速度,但共识机制越复杂,就对机器性能要求越高,也更容易出现单点故障导致整个系统出错。 + 共识机制决定了全网节点对出块方式如何达成共识。一些特殊的机制也许可以提高出块速度,但**共识机制越复杂,就对机器性能要求越高**,也更容易出现单点故障导致整个系统出错。 + + 如 Solana,全网节点依赖**随机选出的单个 Leader 节点来协调**,因此获得了极高的理论 TPS 上限,但对节点性能要求变得非常高,并多次发生全网宕机的安全性事故。 -#### Layer2 发展史 +目前高性能公链的探索成果,普遍获得了将 TPS 提升至 100 ~ 1000 的成绩,但共识节点数量也降低为几十个至一千多个不等。对比于以太坊分布全球的近万个共识节点 [3],高性能公链在性能提高了一两个数量级的同时,去中心化程度也下降了一两个数量级。 -#### Rollup技术详解 +##### 区块链的不可能三角 + +追求安全性和可扩展性(即性能),往往采用少数**超级节点**进行通讯,**超级节点拥有更强的性能和更好的网络环境**,彼此之间能实现超高速的通讯。但参与门槛过高,牺牲了去中心化程度。(代表区块链:BSC、EOS、TRON **等区块链采用了少数高性能节点维护网络**,仅有 21 个超级节点进行记账。) + +- 去中心化(Decentralization) + + 指的是在区块链系统中,所有的节点都具有**相同的权力**,没有单一的中心化权威节点进行控制。**这个目标是区块链的核心特性,也是保证系统安全性和抗攻击性的基础。** + +- 安全性(Security) + + 指的是在区块链系统中,保证交易的真实性、完整性、不可篡改性和抗攻击性等方面的安全。这个目标是区块链系统的重要保障,也是确保系统可靠性和信任度的基础。 + +- 可扩展性(Scalability) -#### 未来展望 + 可扩展性即性能,指的是在区块链系统中,**支持足够大量的交易、节点和用户等系统扩展**。这个目标是区块链系统的重要需求,也是确保系统能够满足现实需求的基础。 + +这三个目标之间存在矛盾关系。例如,在追求更高的去中心化的情况下,需要所有节点都保存完整的区块链数据,但是这会导致系统的可扩展性降低。相反,在追求更高的可扩展性的情况下,需要牺牲一定的去中心化;还比如采用分片技术 [1] 来扩容,但是可能导致节点同步数据困难,更容易发生故障,导致安全性降低。 + +任何一个区块链系统在设计时都需要在这三个目标之间进行平衡取舍,优化其中一个目标很可能导致牺牲其他目标的部分性能。这使得区块链系统在 Layer 1 层横向做改进时遇到了难以逾越的障碍,那么,**有没有办法绕过区块链不可能三角呢?** #### ref @@ -497,10 +515,44 @@ Layer1区块链通常面临交易速度和吞吐量的限制,因此需要Layer ### 2025.3.11 -#### 密码学技术 +#### Layer2 发展史 + +##### 原型机:状态通道 + +状态通道使用了**多签技术**,允许两个个体之间提前存入一笔资金锁定在智能合约中,建立一个内部通道,然后双方可以在通道内进行多笔小额转账,速度极快,成本极低,再在一段时间后用转账证明一次性提款。状态通道也是比特币的 Lightning Network(**闪电网络**),以太坊的 Raiden Network(**雷电网络**)背后的底层技术。 + +在雷电网络中,**用户除了在通道内快速转账,还能借助多个节点的中转**,向其他没有直接连接的账户发送资金。雷电网络节点越多,整个网络能处理交易的规模也将越大,实现有效扩容。 + +状态通道技术本质上是使用了**中心化的节点**,用户在链上**质押**一笔较大额的资金,然后在链下用**签了名的“欠条”**进行付款,积攒了一定量的“欠条”之后,任何一方都可以选择关闭通道进行结算。链上的智能合约只认可同时拥有双方签名的转账信息,Alice 和咖啡店都拥有自己的签名,再加上“欠条”上对方的签名,才能凑齐签名**通过多签验证**,因此无法提取不属于自己的资金。 + +但这样做产生了 2 个新的问题: + +1. Alice 和咖啡店之间攒“欠条”的约定仅适合于最简单的转账交易,去中心化金融要实现的交易比转账复杂得多,那么**想要实现更复杂的交易要怎么办呢**?为了解决这个问题,引出了**侧链**方案。 +2. Alice 可以给咖啡店发送资金,若超市与咖啡店有通道,也可以借助咖啡店向超市发送资金,但是**如何给未参与雷电网络的个体发送资金呢**?这个问题,则引出了 **Plasma** 方案。 + +##### 饱受争议的侧链 + +为了解决**状态通道无法执行复杂交易**的问题,侧链方案进入人们视野。 + +侧链可以理解为一条相对独立的区块链,它们往往采用与主链(一般是以太坊)类似的架构,方便主链上的项目迁移至侧链。 + +我们可以**在主链的智能合约内锁定一定量的资产,然后在侧链上铸造等量资产**,实现“原子交换”。用这种方式将资产存入侧链,在侧链上进行各种交易,然后在必要时转移回主链。 + +侧链会进行一定的定制化,获得更高的性能,**帮助主链分担交易压力** + +- 采用 POS 共识机制(Proof of Stake),**大幅提高了出块速度以达到扩容的目的**。如 Polygon 侧链,将出块时间缩短至 2 秒。 +- 采用 POA 共识机制(Proof of Authority),用更少的经过授权的超级节点进行通信,以实现侧链上的超高性能。如负责游戏资产交易的 Ronin 侧链,因游戏内的 NFT 资产本就比较中心化,所以这种更中心化的方案也可以接受。 + +侧链是否属于 Layer 2 存在一定争议,因为侧链虽然受主链的影响,但**不继承主链的安全性**这一点存在很大隐患。侧链安全性由自身的共识节点负责,因此**侧链本身的安全性**,以及**侧链与主链之间的通讯桥都可能出现问题**。根据木桶原理,安全性取决于所有环节里最短的木板,*侧链出现问题会影响整个生态的安全。* + +##### 喜人的进步:Plasma ### 2025.3.12 +#### Rollup技术详解 + +#### 密码学技术 + ### 2025.3.13