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2019区块链Layer 2解决方案回顾

星球日报 8天前

为什么我们需要Layer 2解决方案

区块链技术在配置,编程和操作方面功能强大却又相当复杂。为什么我们需要Layer 2解决方案?这就主要和区块链每秒事务处理量(TPS)的关键绩效指标(KPI)有关,这一点经常拿来和传统的中心化解决方案作比较。如下图所示(尽管过时但容易说明),Visa TPS要求约为每秒47K。 如果看一下淘宝节双十一购物节,TPS每秒可以达到100K以上。因此在区块链可以挑战传统的中心化解决方案之前,人们急需要显著改善TPS。 这也就被称为“可扩展性问题”。

在区块链技术中,存在一个所谓“不可能三角”,它指的是安全性,可扩展性和去中心化。你只能实现三者中的两者而不可能全部。Ripple(XRP)被认为是中心化的解决方案,以实现人们所期待的安全性和TPS。


已经有一些协议项目解决了可扩展性问题,下面的图片展示了Layer 2解决方案中的一些竞争者。


比特币闪电网络

正如人们从区块链网络所观察到的一样,当前的平均交易价值约为每笔50美元,附带每笔交易费20美元,这也就意味着交易成本为40%。此外,它将花费大约一个小时(即6个区块来确认交易)因此,比特币的核心开发者开发了比特币闪电网络来提高区块链的TPS。

闪电网络是一种“Layer 2”支付协议,它运行在基于区块链的加密货币上(如比特币)。它支持参与节点之间的快速交易,并被誉为比特币可扩展性问题的一种解决方案。


ETH拓展性解决方案—Caspar vs. Plasma vs. Sharding

与以太坊类似,解决可扩展性问题的方案也有所不同,主要包括:

Casper----Casper 指的是以太坊长期规划的的共识算法证明。因此它承诺比目前的工作量证明机制更加节能和平等。


Plasma----Plasma是另一种以太坊标准解决方案,它涉及主区块链上第二层面的智能合约。与分片技术类似,此方法意味着整个网络不必验证和播送每个合约交易。理论上,Plasma将用对等网络取代服务器群,用户可以集体通过这种网络以可扩展和去中心化的方式共同运行DApp。


Sharding ----Sharding 基本上将数据划分到多个服务器而不仅仅是单个服务器上[类似于并行计算]。 Buterin在Reddit上对此进行了详细阐述,即本质上这个分类账将在这个扩展过程中分散;

“这是基于分叉选择规则机制的(部分)概念证明。该机制用于sharding如何在当前的以太坊主链上使用专门的随机信标以及在碎片块时间<10秒的状态下进行分割。”


Layer 2解决方案回顾

BTC和ETH社区大到可以开发自己的可扩展性解决方案。那其他区块链平台怎么样? 谁将解决他们的可扩展性问题?以下的Layer 2解决方案应运而生。

Layer 2解决方案并非旨在解决问题,而是针对几种类型的可扩展性问题:一些用于标准支付,一些用于扩展智能合约,一些则用于链下计算。常见的想法是将大部分工作转移到链下,并使用无权限的区块链作为锚点以确保安全性。

如下所示,本节对主要的Layer 2 解决方案进行概述:

状态通道(State Channel)

Celer Network

Connext

Counterfactual

FunFair

Lightning network

Liquidity Network

Machionmy

Magmo

Parsec

Perun

Pisa

Raiden Network

SpankChain

Sprites

Trinity

侧链(Side Chain)

Alacris

Livepeer

Loom Network

MATIC Network

OmiseGo

Plasma

POA Network

SKALE

链下计算(Off-Chain Computation)

AlphaWallet

Oraclize

STARK

TEEX

Transmute

TrueBit

研究机构(Research Institute)

Finality Labs

L4

4.1 状态通道

4.1.1 Celer Network

Celer Network是第一个具有连贯技术和经济架构的链下运营网络,可在整个互联网级别小为增强区块链的可扩展性。 Celer Network可横向扩展到每秒数十亿的离线交易,无需额外许可,去中心化以及确保私密性。 它包含一个分层架构,每层都有重要的技术创新:

一个超越简单支付的渠道构建套件,灵活地支持广义的链下dApp状态转换,而且具备类似侧链的渠道,资金锁定额控制在最低,诸如此类;

有史以来第一个可加以证明的最的状态路由算法,其交易吞吐量比最先进的解决方案高15倍;

一个链下操作系统,可以大大简化各种平台上的链下应用程序的开发和使用。

此外,Celer Network还提出了一种带有原则的链下加密经济学设计,促进公平交易来实现可扩展性。


4.1.2 Counterfactual

以太坊无法扩展而且开发人员很难把像状态通道这样的Layer 2技术应用在以太坊上。 因此,我们需要更好的ETH开发工具,而Counterfactual是一个开源项目,可以解决这个问题。 

Counterfactual的目标是让开发人员轻松地在ETH上使用状态通道来构建应用程序。 下面展示的是某个网站上的项目,及其在github上的代码。


4.1.3 Magmo

该框架仅用于支持回合制游戏,其动作不依赖于通道之外的时间或数据。虽然这看起来限制多多的,但许多状态通道的使用案例都属于这一类:双人战略游戏(例如国际象棋,五子棋,猜拳),看起来概率公平的机会类游戏(例如骰子,轮盘赌),支付渠道等,以及其他很多场景都可以建立在这个框架之上。


4.1.4 Perun

通过加密货币的虚拟支付中心(http://eprint.iacr.org/2017/635309)引入了渠道虚拟化的概念,可以替代借由中间路由使用哈希锁定的交易支付。 渠道虚拟化的主要优点是一旦建立了虚拟渠道,就可以不和中间路由进行互动直接进行支付。这样可以降低费用和延迟,同时更加易用。


4.1.5 Pisa

Pisa专注于通用状态通道,可用于生成任何应用程序(比如支付,拍卖,董事会投票,游戏类等)。Pisa的核心贡献是产生了一个雇佣新第三方作为托管人的新协议。该托管人旨在帮助缓解状态通道中的新设想,该设想要求每个参与者都保持在线(与区块链同步)。[就像比萨斜塔救援一样]

4.2 侧链

4.2.1 Loom Network

你可能没有听过Loom Network,但你可能听说过Cryptozombies(加密僵尸),它教您使用以太坊平台开发游戏 什么是Loom Network?正是Loom Network构建一个基础设施平台,以帮助以太坊扩展规模。

它允许开发人员运行大规模应用程序,并且是第一个在生产环境中使用的以太坊扩展解决方案。

简而言之,您可以将Loom Network视为以太坊上的EOS。

4.2.2 MATIC Network

Matic Network致力于解决可扩展性和使用方面的问题,同时不就去中心化问题进行妥协,也无需充分利用现有开发人员社区和生态系统。 Matic Network给现有平台提供了侧链扩展解决方案,为Dapps及其用户功能增强扩展性、带来卓越的用户体验。


4.3 链下计算

4.3.1 Transmute

它是一个去中心化的应用程序(dApps)开发框架,用于管理DApp逻辑和依赖关系,包括以太坊上的Truffle,TestRPC(Ganache),Web3,IPFS。


4.3.2 TrueBit

Truebit是一项可以帮助以太坊进行繁重或复杂的链下计算的技术。这让它与状态通道和Plasma不同,而这一点则对于日渐增加的以太坊区块链总交易量更加有用。Truebit不会让我们做更多的交易,但会让基于以太坊的应用程序用一种仍然可以被主链验证的方式去做更复杂的事情。

4.3.3 AlphaWallet

AlphaWallet由一群狂热的区块链爱好者、相关领域专家、以及商业上的专业人士创立,他们相信这项技术将影响全球数十亿人,并愿意为以太坊社区做出贡献。AlphaWallet(STORMBIRD PTE.LTD。)加入了欧洲经济区,以帮助企业改进技术,促进企业进一步使用以太坊。


Layer 2代币经济学

由于Layer 2解决方案不会出于任何目的使用令牌,那么对于核心协议的创新和第二层基础设施的经济激励措施就会太低,正如Fred Ehrsam,Elad Gil,Vitalik Buterin和其他许多人所观察到的那样。因此在这些域中为项目提供资金的代币模型就会被过度使用。

现有的链下解决方案经常会因为其加密经济学结构遭到一些批评。这些批评的原因主要是因为这些项目所发行的代币只具有支付中介功能,而且是为未来才可能产生的服务的功能。这种批评的主题往往是“这个令牌模型只是没有稳定价值的礼品卡!”,“如果我们可以用X付款(在这里输入你最喜欢的加密货币),为什么需要支付标记?”,“你只是为了拥有一个令牌而发行一个令牌!“ 这样批评名单还在继续,意见越来越尖锐。

Celer Network开始建立一个链下的令牌经济学。 他们创建了一个cEconomy概念,以确保充足稳定的流动性以及安全灵活的可用性。为了“平衡”上述权衡,我们设计如下的带有三个紧密相关的内在组件的cEconomy。这可能是迄今为止围绕Layer 2解决方案的令牌经济学最深入的设计。更多信息可以在这里找到。


流动性资金担保挖矿机制(PoLC)----为了维持一个繁荣的链下运营网络,我们需要不断“锁定”Celer Network中丰富而稳定的流动性。PoLC是第一个做出激励动作的。其机制就像一个赌注协议。参与者可以将他们的闲置流动性(举个简单的例子比如以太坊)提交给“木偶盒子”一段时间,这称为担保承诺合同(CCC)。

流动性资金支持拍卖机制(LiBA) - LiBA是流动性难题的第二部分。LiBA使状态通道服务供应商能够通过“众筹贷款”的方式寻求流动性。从本质上讲,状态通道服务供应商在Celer Network上启动LiBA,来“借”一段时间的定额流动性。

状态守护者网络(SGN)----状态守护者网络是一种特殊的紧凑型侧链,用于在用户离线时“守护状态”。 CELR代币持有人可以将他们的CELR代币投入SGN并成为“状态守护者”。 用户可以随时缴纳一定的费用向SGN提交他的状态,以便“守护者”在一段时间内保护其状态,防止他自己下线。 根据状态哈希和“责任分数”,随机选择一定数量的“守护者”来负责这种状态。

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更新时间:2019-09-19 12:08

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