LAS:一文看懂侧链、Plasma 和 Sharding 三者之间区别_PlasmaPay

原文标题：《侧链、Plasma和Sharding三者之间有何区别？V神帮你解答！》作者：VitalikButerin编译：Jhonny原文链接：https://vitalik.ca/general/2019/06/12/plasma_vs_sharding.html

一个经常出现的问题是：Sharding与侧链(sidechain)或Plasma到底有什么不同？这三种体系结构似乎都涉及到一种中心辐射型体系结构(hub-and-spokearchitecture)，即由一条处于中心的、支撑系统共识的「主链」和一组包含实际用户交易的「子链」组成的结构。

子链的哈希通常会定期地发布到主链中(理论上来说，不存在主链的分片链可能也是这样，但目前还没有实现；本文将不会专注于这方面，但其中的论据是差不多的)。基于这些基本的相似性，为何在这三种方案的采用方面会存在差异呢？

区分侧链(sidechain)和Plasma是相对简单的。Plasma链其实就是具有非托管特征的侧链：如果Plasma链中出现任何错误，那该错误可以被检测到，且用户可以安全地从Plasma链中退出，阻止攻击者造成任何持久的破坏。

全国首例转售数字藏品侵权案：NFT交易法律性质采用“债权转让说”:金色财经报道，四川省高级人民法院对海南链盒侵害其作品信息网络传播权纠纷一案作出终审判决，该案被认为是人民法院首次在判决中回应了NFT作品转售行为的法律性质以及转售收入是否属于侵权人违法所得的问题。四川高院认为，本案中对被控侵权数字藏品的转售行为并非著作权法意义上的侵权行为，亦没有证据证明链盒公司在被控数字藏品的后续转让中与涉案网络用户存在共同侵权的合意，或实施了帮助侵权行为，故其不应就网络用户的转售行为承担侵权责任。分析认为，此次法院对于NFT交易的法律性质未采用“数字商品所有权转移说”，而是采用了“债权转让说”，更加符合NFT交易的法律本质。（浈江司法）[2023/8/8 21:30:35]

Plasma用户需要付出的唯一代价就是他们必须等待一个挑战期(challengeperiod)，并在(扩展性较差的)主链上支付更高的交易费。普通的侧链并没有这种安全特性，因此它们往往没有那么安全。但是在很多情况下，设计Plasma链要更加困难复杂，且有人可能会认为，对于许多低价值的应用程序来说，并不值得为这些程序的安全而增加这种复杂性。

Zhu Su：oUSD的灵感来自于UST和FTT:金色财经报道，三箭资本创始人Zhu Su在社交媒体上称，oUSD的灵感来自于UST和FTT，巧取豪夺问题是最大的挑战，UST是投资者的被动渠道，但这种资本的生产力很低。FTT有很大的欲望被借入，但Genesis和ftx用户是唯一的自然贷款人2022年的加密货币血战思维意味着Luna/ust和ftx/ftt是死敌，但在某些世界中，FTT和BNB被接受为LFG的储备金，它本来应该更强大。

由于UST没有发行足够多的活跃债务，所以没有自然的买家来赎回。这与tether如何在depegs上回购usdt以赚取利润，或陷入困境的银行如何以折扣价回购自己的债务形成鲜明对比。

在UST和FTT的案例中，为了避免银行挤兑，都有大量的作秀行为。这就产生了结构性的脆弱和关键人物的风险。保证金货币应该是记账单位本身，这就再现了Okex多年来的超级稳定的衍生品结构，也就是不断将风险社会化到利润池中。[2023/6/25 21:58:20]

那Plasma和Sharding之间进行对比呢？两者之间的关键技术差异与紧密耦合(tightcoupling)这一概念有关。紧密耦合是Sharding的一个特征，但并不是侧链或Plasma的特征，也就是说，在Sharding系统中，主链(在以太坊2.0中称为「beaconchain(信标链)」)与子链的有效性是分不开的。换句话说，如果子链上的某个区块附属于主链上的某个无效区块，那该子链区块也是无效区块；更重要的是，如果主链上的某个区块包含了一个无效的子链区块，那该主链区块也是无效区块。

Binance：将在以太坊完成上海升级且网络稳定后将重新开放相关Token的充提服务:4月12日消息，据官方消息，Binance 在社交媒体上发文表示，在其认为以太坊上海升级后的网络已趋于稳定后，Binance 将重新开放 ETH、OP、ARB 以及其他 ERC-20 Token 的存款和取款服务。BETH 质押在升级期间将不受影响。[2023/4/12 13:59:43]

在没有分片的区块链网络(比如当前的以太坊网络)中，规范链(也即网络中的所有人都认为包含了「真实」历史记录的那条链)被认为是完全可用且有效的；以比特币和以太坊为例，一个典型的说法就是，规范链(canonicalchain)就是那条「最长的有效链」(更学究式的说法是那条「最重的有效可用链」)。

而在有分片的区块链网络(比如未来实现的以太坊2.0网络)中，「规范链是那条最重的有效可用链」的观念依旧适用，有效性和可用性既是对主链的要求，也是对分片链的要求。

但是，分片系统所带来的全新限制挑战是，用户无法直接地充分验证某条特定链的有效性和可用性，因为数据实在太多了。设计分片链面临的挑战是需要通过给予用户最大程度上的无需信任和实际间接的方式来验证哪条链是完全可用和有效的链，以此来绕过这个限制，这样用户就仍能决定哪条链是规范链了。在实践中，这涉及到了诸如committees(委员会)、SNARKs/STARKs、fishermanschemes(渔夫方案)以及fraud&dataavailabilityproofs(欺诈和数据可用性证明)等技术。

Numen Cyber与 InsurAce达成战略合作:6月30日消息，近日，Numen Cyber网络安全公司与InsurAce.io正式建立战略合作，双方就Web3安全领域进行了深入探讨并签署战略合作协议。

Numen Cyber Technology总部位于新加坡，是一家Web3安全及网络威胁检测和响应的解决方案提供商，其技术团队由来自全球范围内的行业顶级安全专家组成，曾多次向世界顶级互联网公司和知名区块链项目报告数个高危安全漏洞。

InsurAce多链DeFi保险协议， 现已推出多种风险保险，其使命是让每个人的加密资产更加安全，协议旨在保护DeFi、NFT用户免受Web3中的投资和交互风险。[2022/6/30 1:41:56]

如果某条链的结构并没有这种紧密耦合特征，那可以说该结构就不是一个Layer1分片方案，而只是一个位于无法扩展的Layer1主链之上的Layer2系统。Plasma并不是一个紧密耦合的系统：一个无效的Plasma区块完全可以将其区块头(header)提交至以太坊主链上，因为以太坊基础层无法知晓该区块头代表了一个无效的Plasma区块，甚至无法知晓该区块头是代表了一个Plasma区块；以太坊基础层所能看到的只是一笔包含一小段数据的交易而已。但是，单条Plasma链失效的影响只会局限在该条Plasma链之中。

贵州省发改委：虚拟货币“挖矿”用电实行差别电价:金色财经报道，为有效整治虚拟货币“挖矿”活动，深入推进节能减排，贵州省发改委近日发布了《关于虚拟货币“挖矿”用电实行差别电价政策有关问题的通知（黔发改价格〔2022〕462号）》（下称《通知》），将虚拟货币“挖矿”项目纳入差别电价政策实施范围，执行“淘汰类”企业电价，该类项目加价标准提高为每千瓦时2元。

《通知》指出，贵州各市（州）发展改革部门要进一步加强对虚拟货币“挖矿”项目的动态甄别，及时更新虚拟货币“挖矿”项目名单，并将名单及时函告当地供电企业或增量配电网企业。

《通知》要求，贵州各级供电企业或增量配电网企业要加强与政府部门协同，对虚拟货币“挖矿”企业及时足额收取加价电费，确保虚拟货币“挖矿”差别电价政策执行到位。

《通知》明确，政策执行时间不足一个抄表周期的，执行差别电价的电量可按对应抄表周期内日平均用电量乘以应执行差别电价政策的天数确定。（央广网）[2022/6/21 4:42:32]

但是，如果你在不下载和执行整个操作的情况下，去分析用户为了确定他们正在查看的链是否完全有效和可用的过程，那你可能会发现，Plasma的运作方式和Sharding存在更多的类似之处。

比如，在Sharding中，用于阻止可用性问题的一项常用技术就是渔夫(fishermen)方案：如果某个节点认为某个区块的其中一段数据不可用(unavailable)，那该节点可以对此发布一个挑战，从而创造了一个时间段，在该时间段内，任何人都可以发布这段数据。如果某个区块在足够长的时间内没有被挑战，那么那些附属于该区块的其他区块就可能被回滚(revert)。这似乎与Plasma很类似，在Plasma中，如果某个区块不可用，用户可以向主链发布一条消息，从而当主链响应时进行状态退出。

这两种技术最终都可能以相同的方式在面临压力是做出让步：当分片系统中存在过多的错误挑战时，用户将无法追踪是否所有的可用性挑战都已经得到响应；如果在Plasma系统中有太多的可用性挑战，那主链可能会不堪重负，因为用户的退出(exits)将占满主链的区块大小限制。在这两种情况下，似乎可以存在一个通常具有O(C^2)扩展性的系统(其中C表示某个节点的计算能力)，但当遭遇攻击时，扩展性将下降至O(C)。然而，Sharding对此具有更多的防御能力。

首先，当前的分片设计使用随机抽样的委员会(committees)，如此一来，除非某人占有整条链的很大一部分(可能是超过1/3)的验证者节点，否则是无法轻易地控制任何一个委员会的。此外，有比渔夫方案更好的处理数据可用性的策略：数据可用性证明(dataavailabilityproofs)。在一个使用数据可用性证明的机制中，如果某个区块是不可用的(unavailable)，那客户端的数据有效性检查将会失败，客户端将会把该区块视为不可用区块。如果该区块是无效的(invalid)，那即便只有一个欺诈证明(fraudproofs)，那也会使各个客户端相信该区块是无效的。因此，从理论上来说，分片系统要比Plasma链更不易于遭受拒绝服务攻击(DoSattacks)。

其次，在面临大量攻击者(数量超过了所有验证者的1/3甚至1/2)时，分片链能够提供更强大的安全保障。在Plasma系统中，如果对负责审查退出的主网发起51%攻击时，总是可以成功地对Plasma链进行攻击；而在分片链中就不会这样。这是因为数据可用性证明和欺诈证明是发生在客户端内部的，而不是在区块链内部，因此这些证明是不会被51%攻击审查。

第三，分片链提供的防御更易于普及；Plasma的退出模式要求将状态分割成独立的部分，每个部分都是为了任何单个参与者的利益而进行维护，而依靠数据可用性证明、欺诈证明、渔夫方案和随机抽样的分片链则在理论上更为通用。

因此Plasma和Sharding在Layer2上提供的有效性和可用性保障存在很大差异，由于这些保障要求对激励机制和哪方对哪些数据段存在利益关系等进行论证等，因此这些保障很有限，且更为复杂。

但Plasma链也有很大的优势。

首先，Plasma链可以被迭代，新的设计可以更快地被实现，因为每条Plasma链都可以在无需与该生态系统中的其他链进行协调的情况下单独地进行部署。

其次，sharding就其内在而言更为脆弱(fragile)，因为它试图保证一定量数据的绝对和完全可用性和有效性，且这些数据量必须设置在协议之中：如果数据量太少，那系统的扩展性将比它本来可以实现的更差；而如果数据量太多，那这个系统就面临崩溃的风险。

扩展性的最大安全水平也依赖于系统中的用户数量，而用户数量是一个不可预测的变量。相比之下，Plasma链则允许不同的用户在这方面做出不同的权衡，且允许用户更加灵活地根据情况的变化进行相应调整。

由单个运营商运行的Plasma链还可以提供比分片系统更多的隐私保护；而在分片系统中，所有的数据都是公开的。即便是在不需要进行隐私保护的领域，Plasma链也可能更有效率，因为分片系统的总数据的可用性要求需要大量额外的冗余数据作为安全界限。另一方面，在Plasma系统中，每段数据的数据要求都可以最小化，从而使长期来看，每条单独的数据可能只需要复制几次，而不是像在分片系统中那样需要复制上千次。

因此，从长期来看，一个将Plasma和Sharding混合起来的系统(其中基础层进行分片，Plasma链则存在于基础层之上，以提供更进一步的扩展性)似乎要比只依赖于其中一种策略的系统更能够满足不同用户群体的需求。

但不幸的是，这两者之间在某些关键部分有着难以消解的差异(比如，分片系统中的客户端所进行的数据可用性检查无法转移到Plasma主链中，因为这些检查只有在主观地、基于私人数据的情况下才有效)。但这两种扩展性解决方案(以及状态通道方案)都有着明朗的发展前景。

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