以太坊等離子體Plasma是如何工作的

可擴(kuò)展性是以太坊的主要關(guān)注點(diǎn)之一。目前，其網(wǎng)絡(luò)在容量和速度方面面臨的限制使其無法在全球范圍內(nèi)被更大規(guī)模地采用。

以太坊等離子體（Plasma）是由以太坊聯(lián)合創(chuàng)始人Vitalik Buterin和Joseph Poon共同提出的。該概念于2017年8月作為以太坊的擴(kuò)容解決方案誕生。與Thaddeus Dryja一起，Joseph Poon還負(fù)責(zé)了閃電網(wǎng)絡(luò)（Lightning Network）的最初概念，這是在2015年提出的比特幣擴(kuò)容解決方案。盡管等離子體和閃電網(wǎng)絡(luò)都被提出作為區(qū)塊鏈的擴(kuò)容方案，它們有著自己的機(jī)制和特殊性。

本文將簡要介紹以太坊等離子體，但值得注意的是，等離子體不是一個單獨(dú)的項(xiàng)目，而是一種鏈下擴(kuò)展技術(shù)，或者說是一種用于構(gòu)建可擴(kuò)展應(yīng)用程序的框架，它可以由不同的研究小組或公司以不同方式實(shí)現(xiàn)。

等離子體是如何工作的？

以太坊等離子體的主要思想是建立一個側(cè)鏈框架，它將盡可能少地與主鏈（在這種情況下是以太坊）進(jìn)行通信和交互。 這樣的框架被設(shè)計(jì)成操作一個樹狀的區(qū)塊鏈，它以分層方式排列，使得可以在主區(qū)域之上創(chuàng)建許多較小的鏈。這些較小的鏈也稱為Plasma chain或者子鏈。

等離子體的結(jié)構(gòu)是通過使用智能合約（smart contracts）和默克爾樹（Merkle trees）建立的，可以創(chuàng)建無限數(shù)量的子鏈 - 基本上都是父鏈以太坊區(qū)塊鏈的較小復(fù)制。在每個子鏈的頂部，可以創(chuàng)建更多的鏈，這就是它被被稱作樹狀結(jié)構(gòu)的原因。

基本上來說，每個等離子體子鏈都是一個可定制的智能合約，可以設(shè)計(jì)成以獨(dú)特的方式工作，以滿足不同的需求。這意味著鏈與鏈可以共存并獨(dú)立運(yùn)行。最終，等離子體將使企業(yè)和公司夠根據(jù)其特定背景和需求以各種方式實(shí)施可擴(kuò)展的解決方案。

因此，如果等離子體能成功開發(fā)并在以太坊網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)，（以太坊的）主鏈將不太可能變得擁擠，因?yàn)槊總€子鏈將被設(shè)計(jì)為以特定的目標(biāo)工作 - 這不一定與主鏈的目標(biāo)相關(guān)。因此，子鏈將減輕主鏈的整體工作。

防偽證明

子鏈和根鏈之間的通信由防偽證明保護(hù)，根鏈將負(fù)責(zé)保持網(wǎng)絡(luò)安全并懲罰惡意行為者。

每個子鏈都有自己的機(jī)制來驗(yàn)證區(qū)塊以及實(shí)現(xiàn)防偽證明，（這些）可以構(gòu)建在不同的共識算法之上。最常見的是工作量證明（Proof of Work），權(quán)益證明（Proof of Stake）和權(quán)威證明（Proof of Authority）。

防偽證明確保了如果發(fā)生了惡意行為，用戶能夠報告不誠實(shí)的節(jié)點(diǎn)，保護(hù)他們的資金并退出交易（這涉及與主鏈的交互）。換句話來說，防偽證明作為一種機(jī)制，通過它，等離子體中的子鏈可以向其父鏈或根鏈提交投訴。

MapReduce

等離子體的白皮書中還提出了一種非常有趣的應(yīng)用，叫做MapReduce計(jì)算?；旧蟻碚f，MapReduce是一組在組織和計(jì)算在跨多個數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)時非常有用的函數(shù)。

在等離子體的環(huán)境中，這些數(shù)據(jù)庫是區(qū)塊鏈，并且鏈的樹狀結(jié)構(gòu)允許MapReduce被用于驗(yàn)證樹狀鏈中的數(shù)據(jù)，這極大地提高了網(wǎng)絡(luò)效率。

大規(guī)模退出問題

困擾等離子體的一個主要問題是大規(guī)模退出問題，這是指許多用戶試圖同時退出他們的等離子鏈，充斥根鏈并導(dǎo)致大量網(wǎng)絡(luò)擁塞的情況。這可能是由欺詐活動，網(wǎng)絡(luò)攻擊以及子鏈或是一組鏈可能出現(xiàn)的任何其他類型的嚴(yán)重故障而引發(fā)的。

結(jié)論

基本上來說，等離子體是一種鏈下解決方案，它通過創(chuàng)建許多較小的樹狀結(jié)構(gòu)的鏈，嘗試顯著提高以太坊網(wǎng)絡(luò)的整體性能。這些鏈將減輕主鏈的工作，使得主鏈可以每秒處理更多的（其他）事務(wù)。

由等離子體提出的鏈接區(qū)塊鏈的分層模型具有很大的潛力，目前正在被許多研究小組測試。通過適當(dāng)?shù)拈_發(fā)等離子體可能會提高以太坊區(qū)塊鏈的效率，并為去中心化應(yīng)用的部署提供更好的框架。此外，該想法也可以由其他加密貨幣網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整和實(shí)施，作為未來避免可擴(kuò)展性問題的一種方式。

以太坊等離子是一個開源項(xiàng)目，公共存儲庫可以在他們的GitHub上找到。除了以太坊外，還有許多其他加密貨幣和GitHub存儲庫正在做有關(guān)于等離子體的工作。一些例子包括OmiseGO，Loom Network和FourthStateLabs。