区块链研究实验室 |Plasma 以太坊链下可扩展性框架实战part I

扩展区块链有两种通用方法，即第一层和第二层解决方案。前者是所谓的链上可扩展性解决方案，其基础层和区块链网络的协议级别从底层上重新构建，例如分片和以太坊2.0中的共识协议（PoW到PoS）的转换。虽然后者是所谓的脱链可扩展性解决方案，主要用于加密经济学重组而不是在特定网络的系统核心上重新设计或重新构建，为此它将其功能扩展到现有的基础层，如闪电网络和Plasma 将在以下段落中深入探讨。

plasma重要性

Plasma是以太坊区块链网络的链下可扩展性解决方案 - 可扩展性的智能合约。Plasma是一系列智能合约，运行在根链（以太坊主网）之上，形成一个可信赖的侧链链接网络连接到一个分层和树状结构的根链，强制执行区块链历史和MapReducible计算进入一系列的merkle证明。

Plasma为以太坊网络提供一定的支持，帮助它扩展到所需要的水平。Plasma是一组协议和指南可以轻松部署到根链上的整个辖区的可信赖侧链层。目标是增强可扩展性并降低智能合约和dApp的交易费用，因为只有merkleized承诺定期广播到具有非故障状态的根链。

基本上是一系列智能合约，连接到以太坊主网的可信赖的侧链链接网络

这个想法基本上是一个特定于应用程序的扩展系统，它开发了基于每个用例构建的以太坊智能合约层，可以通过分支可信方面与以太坊主网（也就是Plasma语言中的“根链”）进行有效交互。在后期使用根链作为正确性和安全性保证的脱链事务，实现可信赖的侧链结构体系结构和可伸缩性方面的指数增长。通过使根链处理来自子链的少量承诺（或仅在发生争议时需要的重要交互）来实现构建，以便根链可以作为最安全和最终的解决方案。每个子链的功能就是它自己的一条链具有自己的共识协议，并且子链有效性的证明被提交并存储在紧接下面的链中，而不是存储在整个计算中。

Plasma的一个关键属性是退出机制，允许用户放弃链条，并在出现任何问题时将资金提取到根链。然后，通过使每个诚实的一方能够轻松地提供有关交易的有序历史的明确证据并在非法退出/退出的情况下快速链上，这可以使相关的链下或链上各方受到控制。

plasma MVP

我们都知道以太坊主网本身是基于账户的区块链，而plasma MVP利用基于UTXO的概念，更像是一个区块链由无状态对象组成，指定可花费的代币作为剩余交易输出，只有拥有私钥可以花费它们，类似于我们对比特币区块链网络所拥有的。plasma  MVP允许PETH（plasma Ethers）的产生，消除了对两阶段确认的需要，提供更简单的交易最终性，从而提高了产量。 UTXO模型通过显着降低复杂性，使得欺诈证明和退出/撤回更加容易，因此plasma 链上的任何人都可以使用未花费的代币退出。以下是检查特定链上特定块中是否已存在特定UTXO输入（具有唯一utxo_id）的实现（意味着如果已找到它已经花费了）：

Plasma使用了MapReduce，这是一个用于在可信赖的侧链上的数千个节点进行高规模计算的框架，被配置为映射的互补函数，从而减少了事务记录。Plasma也是基于PoA的，其中交易被验证并且由授权节点（一组指定的验证器，其在任何Plasma链中为PoA网络的参与者提供所有流动性）产生块。 实现Plasma MVP包括用Solidity编写的根链合同，其中包含部署脚本，Plasma客户端和根链API的包装器。

plasma Cash

除了Plasma概念之外，还有一种称为Plasma Cash的实现（它仍然与使用DPoS的Plasma作为一致性算法兼容），它只关注包含数字资产的块和网络中需要跟踪的块。用户在交换中重新存储一定数量的ETH的情况，也将生成具有与存储的ETH相同值的新plasma硬币，其具有单个唯一ID，然后将在plasma链中识别并且追踪这些令牌将足以简单地读取plasma中特定代币（也称为PETH）的位置，而无需读取所存储的ETH已经过去的所有先前的区块链历史。

plasma Csah原型涉及为ETH存款分配唯一的令牌标识符（主要用于未来的任何加密货币）。这是基于merkle树模型下，用户只需处理存储事务记录的merkle树的子部分，而无需遍历整个链。它允许所有者将资产转移到可信的侧链，同时保持原始值在以太坊主网上的安全，并通过为每个plasma 操作员分配唯一的ID来完成。因此，每个用户需要使用以这种方式构建的体系结构来验证更少的数据。下面的代码片段演示了计算的merkle根，如果calculateHashand _rootHashdo匹配，则通过返回true来证明特定叶实际上在merkle树中：

使用Plasma Cash实施，分散交换（DEX）仅作为运营商/验证者角色至关重要，并且仅限于订单匹配引擎，因此用户拥有自己的资产区块的私钥。 有权随时使用退出程序，以便随时随地将其数字资产从根链中取出（例如通过PlasmaCash桥接）。 Plasma Cash的特点还有利于显着的更大的块，加上可分配ID的数字资产的稀疏merkle注册表，大大提高了可扩展性，交易活动流的数量远大于现有的以太坊网络。 

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