LAYER:科普：在 Layer-2 和 Layer-1 上异曲同工的技术_UniLayer

编者按：本文来自以太坊爱好者，作者：Vitalik，翻译&校对:haiki&阿剑，Odaily星球日报经授权转载。在许多情况下，为了提升可扩展性而提议的Layer-1改进方案和Layer-2改进方案，其实都在做相同的事。这篇帖子将通过一些例子和直觉知识来考虑这些案例。无状态客户端

请参阅TheStatelessClientConcept了解无状态客户端的背景知识。概括一下，无状态客户端的工作方式是：让全节点仅存储状态的根哈希值，使用与区块一起发送的默克尔分支，来证明状态读写已经正确地执行了。但是无状态客户端可以有两种实现方式，一种是对区块链协议的修改），或者是对特定合约做点改变，用代码来保证合约只有一个哈希值作为其状态，任何对状态的改变都需要有默克尔证据。值得注意的是，在这两种情况下，用来改进可扩展性的行为都是一样的，只是实现不同，一个是对区块链全节点行为的改变，一个是作为可选的应用层改变。错误性证明

国务院：推进科普与区块链技术深度融合:为贯彻落实党中央、国务院关于科普和科学素质建设的重要部署，依据《中华人民共和国科学技术进步法》、《中华人民共和国科学技术普及法》制定《全民科学素质行动规划纲要（2021－2035年）》，其中要求实施智慧科普建设工程。推进科普与区块链等技术深度融合，强化需求感知、用户分层、情景应用理念，推动传播方式、组织动员、运营服务等创新升级，加强“科普中国”建设，强化科普信息落地应用，与智慧教育、智慧城市、智慧社区等深度融合。（新华社）[2021/7/10 0:40:52]

Optimisticrollup的工作方式是：让系统存储一系列的历史状态根；添加了一个新的状态的一段时间后才将新状态最终敲定。当一个新的、包含一些交易的“包”被提交至rollup合约，交易不会在链上被验证；相反，只是把状态根添加到列表中。然而，如果外部观察者发现有的包是无效的，他们可以提交一个挑战。当且仅当如此，包才会在链上实际执行；如果包被证明是无效的，那么这个包及其后面的状态都会回滚。上述模式即是所谓的“错误性证明”。错误性证明的工作方式是：默认情况下，客户端不验证状态，而是去接受区块；只有当客户端收到网络中的消息，其中包含默克尔证明，表明特定的某个区块是无效的时候，才会拒绝区块。显然，相同的机制可以在Layer-2方案中使用，也可以在Layer1中作为对客户端效率的改进。然而要注意一点：想让Layer-1的错误性证明和rollup拥有一样的特性，对数据的共识和对状态的共识需要是分离的过程。否则，创造区块的节点在发布其区块之前，需要自己验证最近的所有区块，这可能会限制可扩展性的增益。签名聚合

人大附中物理老师李永乐科普拜占庭将军问题和区块链:5月14日，人大附中物理老师、科普视频网红李永乐在其公众号发布视频《拜占庭将军问题是什么？区块链如何防范恶意节点？》。李永乐老师在视频中对拜占庭将军问题和区块链进行了讲解，他表示，拜占庭将军问题本质上指的是，在分布式计算机网络中，如果存在故障和恶意节点，是否能够保持正常节点的网络一致性问题。在近40年的时间里，人们提出了许多方案解决这一问题，称为拜占庭容错法。例如兰波特自己提出了口头协议、书面协议法，后来有人提出了实用拜占庭容错PBFT算法，在2008年，中本聪发明比特币后，人们又设想了通过区块链的方法解决这一问题。区块链通过算力证明来保持账本的一致性，也就是必须计算数学题，才能得到记账的权力，其他人对这个记账结果进行验证，如果是对的，就认可你的结果。与拜占庭问题比起来，就增加了叛徒的成本。[2020/5/14]

像BLSsignatureaggregation这样的技术可以让很多签名被压缩成一个，极大地节省了数据和一些计算开销。这些技术可以用在链上，将一个区块内的所有交易组合成一笔交易。这些技术也可以用在应用层，通过交易打包机制，让许多交易打包成一个包来提交，一个签名检查器根据所有交易的哈希值和交易中声称的发送方的公钥来验证签名，然后再独立执行交易。SNARK/STARK

动态 | 央行官微旧文重发“再科普”：范一飞详解数字货币:据中国经济网消息，今日，央行官微公众号头条重新发布央行副行长范一飞在2018年1月25日题为《关于央行数字货币的几点考虑》的文章，对央行数字货币再次进行科普。同时，微信公众号第二条发布支付司副司长穆长春8月10日在第三届中国金融四十人伊春论坛上的演讲。近年来，各主要国家和地区央行及货币当局均在对发行央行数字货币开展研究，新加坡央行和瑞典央行等已经开始进行相关试验，人民银行也在组织进行积极探索和研究。[2019/8/21]

SNARK和STARK可以解除客户端重新执行长时间计算的需要，因为其验证只需一个简单的证明。这个同样可以在layer1上或者在layer2上完成。在layer1实现vs在layer2实现

金色财经独家分析 监管机构、媒体、业界提示风险 区块链科普道阻且长:新华社今日发文表示，近来“区块链”类案件频发，不法分子以“投资虚拟货币周期短、收益高、风险低”为借口，取用户信任并诱使其转账进行投资。无独有偶，同日消息，腾讯手机管家安全专家也提醒此类风险，并从技术上提出防建议。在美国，监管机构警示加密货币欺诈现象普遍承诺高收益而不披露潜在风险。金色财经独家分析，不法分子假借新技术之名进行，一方面是抓住民众趋利的心理，一方面反映出区块链科普的欠缺。区块链是新兴科技和底层技术并有改变社会生产关系的潜力，应该进行系统性的科普教育，当前，部分大学已经开始设置了区块链课程，但对于普通民众仍然有科普的需求，人们应该了解到系统和正确的知识，不仅要了解区块链的好，也要明确局限和弊端，以在高收益的诱惑下，保持清醒客观。[2018/4/11]

在Layer1上实现有以下优势：它对链“保留可识别性”，因为默认的基础设施能够理解可扩展性解决方案，并且解释发生了什么它降低了Layer-2解决方案的碎片化风险它允许网络围绕解决方案去组织基础设施，例如，为响应新的区块，自动地更新证明；交易可抵抗DoS攻击；等等在需要有所牺牲的情况下，它为节点提供了更多的选择自由，节点可以考虑自己的需要。例如，一些客户端可能存储所有的状态，并最小化带宽，然而其他的客户端可能无状态地验证区块，并接受这样做带来的带宽损失。作为一种选择，一些客户端可能会使用基于错误性证明的验证方式去节省花销，而另一些客户端可能会验证所有状态去最大化他们的安全等级。在layer2上实现有以下优势：它给未来可能出现的创新保留了空间，不需要硬分叉区块链可以最小化共识层的复杂性，尤其是在不同场景需要多种方案时，这是很大的优势用户可以因此从拥有很强假设的应用中受益，而不必在共识安全性构造中引入这些假设需要权衡的时候，它为应用提供了更多的选择自由，应用可以按自己的需要挑选方案。一些应用可以在链上运行，而另一些可以在rollup中运行其他的关键点

从依赖于相同底层行为的Layer1和Layer2上获得的可扩展性增益一般是不能结合的。例如，使用错误性证明得到的可扩展性增益与使用rollups得到的可扩展性增益不会彼此叠加，因为他们根本上是实现了相同的机制，因此如果使用rollups在基础层得到了10000tx/sec，使用错误性证明达到1000tx/sec是安全的，只使用错误性证明在相同的基础层上得到10000tx/sec也是安全的。在Layer1和Layer2上做相同的事会导致不必要的基础设施膨胀，因此经常在两者中选择一个是比较合理的。例如，如果不管不顾地使用Layer2的无状态合约，那么这也会使Layer-1的状态极其昂贵，而不能去有效地实施layer-2的方案，因此，要保持较小的状态，免得layer1也需要构建无状态客户端。同样的需要注意的是，数据可用性是唯一一件可以在Layer1上可以解决、但在Layer-2上则只能依靠大幅放松的安全假设来提供的事。这是因为在数据可用性证明或者其它可用别的块和纠删码来重构一个块的替代性系统中，区块重构在很大程度上依赖于客户端一侧的随机性，而对于不同的客户端这个随机性又是不一样的，且在链上不能重复。结论

在Layer2进行持续创新的愿望是一个很重要的论点，这驱使我自己倾向于对eth2提供一个重量级的Layer-2设计，即最小化Layer1提供的特性。然而，因为一些需要，我们想在Layer1提供一个显式的工具。根据前述理由，最重要的一件事应该就是在通用可扩展区块链的Layer1中的数据可用性，这也是为什么要完全实现eth2，而不是对已存的eth1链构建一个重量级Layer-2的路线图的主要原因。

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