Plasma：以太坊Layer2扩容方案

Plasma是以太坊Layer2扩容解决方案，它允许去中心化应用(Dapp)将交易从根链转移到链下进行，我们可以把这些链称为子链、侧链或Plasma链，以下为了方便大家理解，我会将其称为Plasma链。

与另外一个子链项目Ardor不同，Plasma链是由个人或小型验证者集体负责运营的，而不是以太坊的底层网络。

举个例子，要开发一个Dapp，可以选择在以太坊上创建一条属于自己规则的Plasma链，减少与主链的互动，以提升Dapp的效率，改善使用者体验。

Plasma能够允许链下交易的安全操作，即使是在恶意活动的情况下也是如此。

这是通过使用独特的退出机制和Plasma协议来完成的。

即便在遭到运营商审查或篡改交易的情况，用户也可以安全的将资金退出子链。

Plasma的结构

Plasma链是一个巣状的区块链，想像整个架构是一棵树，以太坊是这棵树的根，称之为根链，以太坊的Plasma链就是树干，而这些树干Plasma链又能够再衍伸出Plasma链如同树枝。

而父链(Parent chain)与子链(Child chain)是相对的，

例如:树干Plasma链是树枝Plasma链的父链，而树干Plasma链是以太坊的子链。

在这样的结构下，能够为以太坊本身带来许多好处:

规模化:

正如上述所提到，Plasma链能够拥有很高的可扩展性，主链之下能够延伸一百个Plasma链，一百个Plasma链又能够延伸一百个Plasma链，总共一万个，以太坊网络吞吐量就能够增加一万倍。

信任最小化:

主链与子链之间，子链只会定时上传区块哈希，除此之外，主链平常不管子链上的交易。

当子链出现问题时才会向主链提交审查请求，此时主链的角色就像最高法院，只有收到请求时才会介入，如果没有人提出审查请求，主链就会认为子链天下太平。

然而，这也意味着子链上的关系人必须时时检查自己的资产，对一般使用者而言，体验不佳。

全新的应用开发方式:

在Plasma的架构中，每一个Plasma链会由去中心化应用开发商或其他项目方开发与维护，项目方可以藉由自己的Plasma链设定自己的游戏规则，增加了开发灵活性。

Plasma MVP

Vitalik在2017年8月为了解决以太坊交易速度及成本的问题，首次提出Plasma的概念。

在2018年初，Vitalik才提出了Plasma MVP(Minimal Viable Plasma)，最小的可行性应用。

Plasma MVP目前还相当早期，还没办法实现多层扩展。

意思是，现在在根链以太坊下只能够有一层Plasma链，没办法再往下延伸。

且每个Plasma链是独立的，所以不能跨链交易，想要在两条Plasma链之间转移资产就必须经过主链。

此外，Plasma MVP并不像以太坊一样有那么多矿工维护，甚至像中心化的方式只有一个单一伺服器负责记帐与验证。

Plasma链每产一个块，就必须向主链提交一份包含该区块中事务内容的哈希(merkle root)，这样Plasma链这边的块才算被确认。

plasma-merkle root

Plasma运作

进场机制

将资产从以太坊转移到Plasma链相当简单，只需要将资产打进以太坊上的Plasma智能合约即可获得相应的token在Plasma链上进行交易。

退场机制

与进场机制相比，退场机制较为复杂，前提也较多。

基本上有两大原则，申请退出Plasma需要接受七天的挑战期，在这段期间内，若退出者出现双重花费或任何作弊情况。

其他人可以向父链智能合约提出诈欺证明，证明他的不法行为，挑战者若挑战成功，该退出请求将会被取消，且挑战者还会获得一笔奖励。

另外，退出时父链受理会有优先顺序，意思是申请退出当下，距离上一笔交易越久的人优先度越高，这能限制作恶的人不能马上退出Plasma链。

举个例子:

以下1234为时间顺序

A在银行存了5块钱（A5块）

B在银行存了30块钱（B30块）

接著B给A10块钱（A15块,B20块)

C骇进银行，把自己的余额从0改成1000

此时，大家发现有人作弊，就会把钱提领出来，这个时候就会照顺序来验证交易。

首先验证A，确定有15块可以提领，在来是B，有20块可以提领，A、B领完后，银行就没钱了，所以C想领凭空捏造的1000块也没钱可以领了。

除了正常退出的状况，另外一个状况是，Plasma链自己(运营商自己)作恶出现问题时，所有Plasma链上的用户都必须退出该Plasma链，这就是所谓的“大规模退出”。

Plasma的局限

拥有完整EVM(以太坊虚拟机)能力的Plasma链较难实现

由于许多复杂的技术性问题，例如智能合约的所有权性质，导致Plasma短期内难以完整实现EVM所具备的功能，这意味着，如果子链上的“状态”出现混乱，缺乏EVM会使其难以复原。

因此目前大多数研究还是聚焦于让UTXO模型先实现于Plasma链。

Plasma大规模退出的疑虑

大规模退出的发生，会导致以太坊需要在短时间内处理大量交易，除了会拉长验证时间之外，也会导致GAS费暴涨。

大规模退出如果花费太长时间或太昂贵，会把用户的资金置于危险之中，虽然这部分许多开发人员提出了许多相应的措施，但到目前为止都还没有一个完美的方案。

除了Plasma MVP之外还有另一个方案是Plasma Cash，让每一笔存入Plasma智能合约的钱，都有一个独特的token ID，凭着这个ID，追踪资金流向与对帐。

两者都各有优缺点，也都有各自的开发难题需要解决，有兴趣的朋友可以研究研究。

Plasma拥有许多优点，除了可以降低以太坊区块链存储历史数据所导致的区块链膨胀问题之外，对以太坊而言，Plasma只是智能合约，因此能够轻易的与其他layer1解决方案兼容。

不过2018年初以太坊才开始投入研究开发Plasma，想要实际应用，还需要一段时间。

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编译者/作者：Meta之光

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