本文总结了社区中对于 Polygon 侧链与 L2 的相关争议讨论,而且翻译了 Dankrad Feist 的文章《关于 51% 攻击,人人都搞错了什么》以便读者从中参考对这些争议的解答。

5 月 16 日,以太坊扩容解决方案 Polygon 的市值跻身加密钱币市值前 20,随后 StarkWare 的团结首创人 Uri Kolodny 转推祝贺,但同时他强调:“Polygon 是侧链,而不是 Layer-2。L2 的平安性依赖于以太坊;而侧链的平安性与以太坊的不相关 (甚至更低)。” 因此,社区围绕 Polygon 到底是不是 L2 最先了猛烈的讨论。

针对 Uri Kolodny 的谈论,Mihailo Bjelic 做了以下回复 [1]:

首先,Polygon 并不是一条侧链,它是一套扩容解决方案。其次 (也是最主要的),默认 L2 比 PoS 侧链 (我们的是提交链 commit chain) 更平安是绝对错误的。为了注释其中缘故原由,我将简朴地对照一下 Polygon 的 PoS 链和 StarkWare 的 zkRollup 或者 Validium。

我们的 PoS 链简直有自己的验证者集,但这是完全无需允许的,且质押金额已到达 28 亿美元。此外,该实现已经经由了实战测试 (1400 万个区块且零事故)。

然而 StarkWare Rollup 只有一个 PoA 运营者。这个运营者可能会宕机,抢跑、审查用户的生意等。而且,它由 STARKs 提供平安性,这是一个全新的、未经由验证的密码学。至于 Validium,情形甚至更令人担忧。DeversiFi 所使用的 Validium 方案还依赖于一小组 PoA 数据可用性节点。这些节点可以同谋,通过拒绝接见数据来阻止任何或所有用户提取资金。

思量到上述情形,我以为那种默认 L2s 比侧链/提交链加倍平安的想法是错误的。

针对 Mihailo Bjelic 的回复,社区划分从三个角度举行了讨论:1) Layer-2 与侧链在平安性上的区别;2) Layer-2 能否到达与 Layer-1一样的平安性;3) Eth2 与侧链在平安性上的区别。而对于社区上的疑心,以太坊基金会开发者 Dankrad Feist 公布了文章《关于 51% 攻击,人人都搞错了什么》[2](见下文),该文章基本上席卷了以上讨论中的问题与解答。

1.首先,关于第一个问题,Dankrad Feist 示意不赞许,他说 L2 确实更平安,由于作为 L2 必须提供与基础层相同的平安性。而 PoS 侧链具有较弱链 (通常是侧链) 的平安性。[3]

James Prestwich 也介入了讨论 [4]:“与侧链相比,L2 需要更少新的平安假设,但其平安性并非与主网完全一样。”他指出 L2 与侧链相比,具有以下差其余特点:

在下文中,Dankrad Feist 指出“侧链不验证有用性,仅验证共识条件的绝大部门,而且其不具有数据可用性检查。”关于侧链的平安性问题,详见文章中“侧链若何运作?”那一部门。

2.至于 L2 能否到达与 L1 一样的平安性。Patrick McCorry 以为[5],L2 的目的是尽可能地靠近 L1 的平安性,但想要完全一样,是不能能的:

  • 同样的,零知识证实也不是万能的,会泛起排序者掉线以及 L1 无法应对大规模退出的情形

他还提到,L2 解决方案可以归结为以下四点:

  • 数据可用性 (委员会/rollup/等)

  • 状态转换完整性 (零知识证实/敲诈证实)

  • 提款完整性 (退出保证)

  • 协议活性 (排序者的选择)

这个夹杂的方案难以完全到达 L1 的平安性。

回到下面的文章,Dankrad Feist 注释了“区块链的平安模子”,以强调为何 L1 的平安性云云难到达。

3.那么 Polygon 的 PoS chain 与 Eth2 的 PoS 机制对比呢?在讨论中, Dankrad Feist 指出[5],在耐久生长来看,PoS 侧链会是一个很大的隐患。在 Eth2 中我们只管移除大多数老实假设,然而 PoS 桥接并不能做到。

以下是文章内容:

关于 51% 攻击,人人都搞错了什么

请人人原谅问题中的挑战意味。显然,并不是每小我私人都市误解 51% 攻击,但照样有相当一部门人没有搞清晰,因此写一篇相关的文章并无坏事。

区块链圈内也许有一个神话:只要有人控制了比特币、以太坊或者其他区块链的跨越 50% 的算力,那么 ta 就可以对网络做任何事。在 PoS (权益证实) 机制中,只要有人群集了质押总额的 2/3,ta 同样可以对网络做任何事情。ta 可以转走别人的资产,随意刊行代币等等。

这种想法是错误的。以下是 51% 攻击可以做的事情:

  • 攻击者可以阻止用户使用区块链,即,阻挡任何他们不喜欢的生意。这叫做审查。

  • 他们可以回滚区块链的生意,即打消一定数目的区块并更改其中的生意顺序。

他们不能做到的是:更改系统的规则。这意味着:

  • 他们不能简朴地在区块链系统划定之外刊行新代币;例如,比特币现在为每个新的区块生产者 6.25 BTC;他们不能将这个数字酿成 100 万比特币

  • 若是他们没有某个地址的私钥,他们就不能使用该地址的代币

  • 他们生产的区块不能比共识规则划定的大

这并非说明 51% 攻击的结果不严重,这仍然是十分恶劣的攻击。重新排序生意可以造成双花,这是异常严重的问题。但他们能做的事情仍然有局限性。

那么包罗比特币和以太坊的大多数区块链,他们现在若何确保这一点?若是有一名矿工挖出了违法共识规则的区块会若何?或者,若是绝大部门质押者对一个违 *** 识规则的区块署名会发生什么?

区块链平安模子

有时人们声称最长链为有用的比特币或者以太坊链。这个说法不太完整。对当前链头的准确界说是

  • 总难度最高的有用链。

因此,在客户端接受区块链应该用来纪录当前历史数据这个条件之前,他们需要验证两个属性:

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  1. 该区块链必须有用。这意味着,所有状态转换都是有用的。好比,在比特币上,所有生意只破费此前没有破费的生意输出,coinbase 仅吸收生意费和区块奖励,等等。

  2. 它必须是难度最高的链。通俗地说,这是一条最长链,然而“最长”不是以区块的数目来权衡的,权衡的是总共花了若干挖矿算力在这条链上。

这听起来可能有点抽象。我们有理由提出一个疑问,上述中的第一个条件由谁来验证,即谁来验证者区块链上的所有区块均应有用?由于若是照样矿工验证该链有用,那么这只是重复事情了,我们并没有真正从中获得什么。

但区块链纷歧样。让我们剖析一下为什么,先从一个通俗的客户端/服务器数据库架构最先:

请注重,对于典型的数据库,用户信托数据库服务器。他们不会检查回应是否准确;客户端确保已根据协议对其有用名堂化,仅此而已。客户端 (此处用一个空缺的方块示意) 是“非智能的”:它无法验证任何内容。

然则在区块链的架构中,是这样的:

我先来总结一下上图包罗的组件。首先矿工 (或质押者) 生产区块链。P2P (点对点) 网络确保每小我私人都能够使用有用的链,只管存在一些不老实节点 (你需要毗邻到至少一个老实且毗邻优越的 P2P 节点,以确保自己始终与有用链保持同步)。最后,客户端将生意发送至 P2P 网络并从网络中的其他节点吸收最新的链更新 (或者是完整的链,若是它们正在同步的话)。客户端现实上是网络的一部门,它们也将通过转发区块和生意来做孝顺,但在这里不是那么主要。

主要的部门是,用户正在运行一个全节点,上图中由客户端中的柱体示意。只要客户端获得一个新的区块,就像任何其他节点一样,无论是一个矿工照样 P2P 网络中的一个节点,这些客户端都将验证该区块是否为有用的状态转换。

若是这不是一个有用的状态转换,该区块则会被忽略。这就是为什么网络中的矿工试图挖掘无效的状态转换是没有意义的。所有人都只会忽略它。

许多用户运行自己的节点,与以太坊或比特币等区块链交互。许多社区已将此模式作为其文化的一部门,而且异常强调每小我私人都运行自己的节点,由此他们就成为验证历程的一部门。确实,让大多数用户 (尤其是那些质押了大笔资产的用户) 运行全节点是异常主要的;若是大多数用户变得懒惰,那么矿工可能会突然被诱使生产无效区块,云云一来该模子将不再适用。

打个譬喻:三权分立

这有点像民主制中的三权分立 —— *** 有差其余分支,而仅仅由于你在其中一个分支拥有多数席位 (好比立法机构),并不意味着你可以做任何你喜欢的事以及藐视所有的执法。同样,矿工或质押者有权排序区块链中的生意;而他们无权容易对社区制订新规则。

But do all blockchains work like this?然则所有区块链都是这样运作的吗?

这是个好问题。需要注重的一个重点是,以上所说的模子只有在全节点易于运行的情形下才会奏效。作为通俗用户,若是运行全节点必须要花 $5000 购置另一台盘算机,而且一直需要 1 GBit/s 的网络毗邻,那么 ta 基本不会选择运行全节点。只管 ta 可以在某些地方到达该网络要求,然则永远地保持以运行自己的区块链节点很可能不那么利便。在这种情形下,通俗用户很有可能不会选择自己运行节点 (除非 ta 的生意异常有价值),这意味着 ta 将信托其他人来为其执行该操作。

假设有一条链,其运行成本太高,以至于只有质押者和生意所会运行全节点。你刚刚改变了信托模子,然后大多数质押者和生意所能够群集在一起并改变共识规则。对于这一点,用户是没有任何争议的 —— 若是用户对该链完全没有控制权,那么他们无法提议分叉。他们可以坚持使用旧的规则,然而,除非他们最先运行全节点,否则,他们基本不知道自己的请求是否在自己想要的链 (知足其共识要求的链) 上获得了回应。

这就是为什么每当泛起提高以太坊或比特币的区块巨细的讨论时,总会引起大量的争论 —— 区块巨细每提高一次,都市增添人人自己运行节点的肩负。这对矿工来说不是什么大问题 —— 与现实的挖矿操作相比,运行一个节点的成本要小得多 —— 因此,这将权力的天平从用户转移到了矿工 (或质押者) 身上。

轻客户端若何运作?

然则,若是用户只是想用加密钱币来买咖啡,该怎么办?Ta 需要在手机上运行全节点吗?

固然,没人希望需要这样做,用户也不希望。那么这时刻就是轻客户端施展作用的时刻了。轻客户端是较简朴的客户端,它们不需要验证整条链 —— 它们仅验证共识,即总难度或者已投票的质押金额数目。

换句话说,轻客户端会被诱使追随一条包罗无效区块的链。对此有解救措施,例如数据可用性检查和敲诈证实。据我所知,现在还没有任何一条链实现了这些,但至少以太坊未来会这样做。

因此,使用具有数据可用性检查和敲诈证实的轻客户端,用户在不需要运行全节点的情形下,也可以使用区块链的平安模子了。这是我们最终的目的,即任何智能手机都能够轻松地运行以太坊轻客户端。

侧链若何运作?

侧链是当前的热门话题。它们似乎可以提供一种简朴的扩容方案,不像 rollups 那么庞大。简而言之:

  • 确立一条新的 PoS 链

  • 在自身和以太坊之间确立一个双向桥接

  • 重点!请注重,侧链的平安性险些完全依赖于桥接 —— 这是一种允许某条链读取另一条链的状态的组织。究竟,若是攻击者能够诱骗主链上的桥,让桥接链上的所有资产都为其所有,那么即便 PoS 链上的全节点提出异议也没设施了。以是一切都取决于桥。

不幸的是,桥的状态与轻客户端相同。它们不验证有用性,仅验证共识条件的绝大部门。然而,侧链有两个方面比轻客户端更糟糕:

  1. 桥接用于价值异常高的生意,其中大多数用户会选择一个全节点,若是可以的话

  2. 不幸的是,我们没有设施加固桥接,而我们可以对轻客户端这样做 —— 缘故原由就是它们无法验证数据可用性检查

第二点很玄妙,可以花一到两篇文章解说一下。然则简朴来说,桥接不能做数据可用性检查,而没有数据可用性检查,敲诈证实也险些没用了。而若是使用零知识证实,可以要求桥接打包所有有用区块的证实,从而改善这个问题 —— 不幸的是,这样照样有可能会受到数据可用性攻击,但也是一种改善了。

总言而止,侧链的平安模子与以太坊和比特币等区块链差异,而且要弱得多。它们无法防止无效的状态转换。

这些问题都需要靠分片来解决吗?

现实上,所有这些都与分片有很大的关系。我们之以是需要分片来举行扩容,是由于只有分片能够实现这样的扩容方式:既不需要提高运行全节点的门槛,同时又能够尽可能地维护区块链的完整平安性保证。

但若是有人打消所有历史数据呢?那么 ta 照样可以偷取所有比特币/ETH/等

理论上说,在一条非检查点的 PoW 链上,可以通过回滚所有生意来偷取比特币。是的,你不能刊行一万亿个比特币,但你仍然可以偷取现存的所有比特币,这也很好,对吧?

我以为这一点异常理论化。社区会接受一个修改其好几年数据 (甚至只是好几个小时) 的分叉的机率险些为零。在所有可能的分叉中,都市泛起大规模的争抢,很快就会得出结论并拒绝分叉,只赞成有用的链为现存的那条链。

有了 PoS 和敲定,这种机制将变得形式化 —— 客户端永远不能回滚已敲定的区块。

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