如何理解以太坊「侧链」

引言

Layer-2 对以太坊的重要性日积月累，并且已成一致。

可是，「Layer-2」 是个不精确的标签。有些人说起 「Layer-2」 时，只是指的是 「不在以太坊 Layer-1（上的东西）」。

但实际上，计划到底怎样跟以太坊 Layer-1 交互，是非常重要的。同属 「Layer-2」 名目下的不同计划，特性能够有天壤之别。能够争议 「Layer-2」 应该专指具有特定特色的某些东西（例如，咱们大约都赞同，布置在 AWS 上的东西不是 Layer-2，但也有一些项目，安全性确保差不多，但也被以为是 Layer-2）。不过，这不是我这儿要讲的主题。

我在这儿要评论的是侧链（sidechains）的特色。

侧链的基本意义是：由一组验证者，把一条链的最新状况提交给一个（主链上的）智能合约，如此推动的一类体系。这些（最新状况的）检查点可被一个桥接合约（bridge contract）运用，以支撑用户的存款和取款。

一般来说，在该组验证者之间也会有一个首领推举流程，来决定某时某刻由谁来创建侧链区块；例如 PoA 威望证明算法和 PoS 算法。（译者注：由该界说可见，作者所评论的，是在主链上没有规划有效性确保机制的侧链；依照现在咱们对 「侧链」 的宽泛界说，作者评论的是广义侧链的一个子集；可是，原始的 「侧链」，也便是狭义的侧链概念，正与作者这儿提出的一般无二。就看咱们自己乐意把 「侧链」 当成一个专有名词，仍是乐意取其衍生意义了。）

侧链在以太坊生态中也扮演着重要的角色。在研究人员还未开发出更好的计划之前，它们是可扩展性和可用性的暂时解决计划。像 xDai 这样的产品，也点出了咱们对更好的用户体会的需求，并使之扩散了开来。

可是，侧链并不具有广大的以太坊社区所等待的安全性。这不是说永久不应运用侧链这种计划。假如人们彻底知情，可是乐意用，那是他们自己的选择，也或许是值得的。但假如人们是不知情的，那就危险了。本文是希望供给一些信息。假如每个人都现已彻底知晓了这些特性，那我这再写一篇也无伤大雅。但假如这文章能帮助咱们意识到自己的误解，那就算做了好事了。

那么侧链到底缺少了哪些安全特性？简直一切的侧链，都不能够供给：

检查抗性

结局性

资金一切权确保

假如这些特性你全都要，那你或许得另找计划来代替侧链了。当然，也有或许在保持侧链中心架构的前提下改善详细计划在这些维度上的体现。我觉得开放性的评论对咱们都有好处。

检查抗性

明显，侧链的检查抗性比（规划优秀的）区块链要弱。不然，那也根本不需求区块链了。但这儿咱们挖得再深一些。假如某条侧链有 N 个验证者，而只需有 M 个验证者一致赞同就能够检查任意一笔买卖，那么只需求 (N-M) 个验证者联合起来，就能够检查一个区块。

这就导致了一个有趣的两难：要让检查买卖变得更难，就会让检查区块变得更简略。由于检查买卖和检查区块都是糟糕的作业，所以侧链就在根本上不能获得健旺的检查抗性。（译者注：这儿的逻辑如下，假如只需 M 个验证者都不赞同出某个块，体系就不能出块，那么天然，只需求 M 个验证者就能够通过回绝出块来检查某一笔买卖；可是，这也意味着，只需 N-M 个验证者赞同，他们能够任意出块，总是出包含了其他内容的区块而不出某个区块，乃至集体玩消失）。

这种忧虑在运用 PoS 时也仍然存在，乃至按权益来核算出块权重会让它变得更糟糕，由于达到阈值的独立实体数量或许会更低（即使在最理想的状况下，权益是充沛均匀分布的，那也只不过跟不运用 PoS 的情形一样，不会变得更好）。

数据可得性确保

假定只需 (N-M) 个验证者就能够创建一个区块。再假定一切其他验证者需求拥有整个状况的数据才能够验证新状况。那么，只需 (N-M) 个验证者是歹意的，他们能够：

1、创建一个新区块

2、回绝与诚笃验证者同享区块数据

3、本质上便是将 N-(N-M) = M 名诚笃验证者移出了一致过程，因而彻底掌控了整个体系

这种状况产生的或许性有多大呢？明显需求更详细的细节才能下结论，但咱们能够这样开端思考：一个理性的验证者，要跟其他人同享数据的鼓励在哪里呢？在传统的威望证明机制中，不这样做或许对名誉有损。可是，其实名誉机制也很难起作用，由于实际上并没有办法证明数据被扣起来了，除非其他人把一切数据都放到了链上。

觉得这个解决计划听起来像是 optimistic rollup？没错，便是如此。这也意味着，带有更好安全性的侧链，本质上就 「退化」 成了 optimistic rollup。在大多数侧链计划中，验证者能够由于自己的作业而获得某种形式的支付。

关于诚笃的验证者，奖赏会在 N 个验证者之间同享。关于不诚笃的验证者，相同多的奖赏只会在 N-(N-M)=M 个验证者之间同享，所以验证者彻底有鼓励不跟其他人分享更新后的状况。（译者注：此处的核算疑有误）在这儿，有一个根本性的难题：很难辨别数据可得性（data availibility）进犯。关于诚笃验证者来说，很难分辨出，到底是有人发起了进犯，仍是自己遇到的同步问题。

结局性

假定状况转化的流程如下：

state1 => state2 => state3

而每一次的转化都需求一些买卖在已有的状况上收效然后改变状况。而结局性便是说，买卖一旦收效，就不能撤销。侧链的检查点，经过侧链验证者的一致之后发送到以太坊区块链上，并依据以太坊的一致机制被固化下来。

有些人或许因而就以为，侧链的结局性等同于以太坊的结局性；要回滚侧链的区块，你也需求回滚以太坊的区块。但这彻底搞错了。

由于结局性是说不能回滚买卖，不是说不能用新状况来代替旧状况。只需 (N-M) 个验证者赞同，他们能够履行如下的状况转化：

state1 => state2 => state1

（运用 state1 来代替 state3，就等于是回滚了咱们默认现已结局的 state2，但这彻底不需求以太坊主链也回滚。）

侧链资金一切权确保

假定现在的

state1=https://bicoin8.com/wp-content/uploads/2023/04/202304211cHpE0.jpgAlice:1000,Bob:0}

即 Alice 有 1000 块，而 Bob 啥也没有。那假如 Bob 是歹意的，并且控制着（或者能够高效地腐化） POA 验证者中的绝大多数，他能够怎样做？

他能够履行一个状况转化：

state1 => state2

而

state2=https://bicoin8.com/wp-content/uploads/2023/04/202304211cHpE0.jpgAlice:0,Bob:1000}

也便是偷走 Alice 一切的钱并交给 Bob。因而，侧链的防护就削弱为，不会有 (N-M) 个验证者赞同去履行这样的不合法状况转化。

这现已是众所周知的事（至少我是这么相信的），但我以为仍是有必要提醒咱们。你对一条侧链的决心，只能是相信验证者中的大多数不会干这样的作业。对侧链的大部分安全分析都应该关注这一点。

或许仍是有某些人你能够在某种程度上信赖他们。就像咱们中的许多人都（出于许多理由而信赖）中心化的服务供给商。有时候这种牺牲是值得的。重要的是，你得清楚这是一种权衡。

运用治理程序作为防护手段的问题

有一种说法是：「咱们能够运用治理程序来解决上面提到的一切问题」。

这种办法是有缺点的，由于整个体系会退化为一个治理流程。这种说法格外使我忧虑的一个理由是，它意味着侧链的其他特色是剧院（什么时候，咱们由于什么理由需求这样的特色呢？）。

举个比如，假如治理流程才是防备上述问题的最终手段，那也就意味着，什么 PoS、PoA，统统都不重要。体系的治理流程才是真实的 PoA。并且，很明显，对体系的治理流程，相同能够发起如出一辙的进犯。

侧链的特性在哪里或许特别有用

除了侧链的一些附加特色，比如更快的区块时间（因而有更好的用户体会），确实有一些场合，是侧链的特色能够大放异彩的。比如：

1、你便是想要 N-M 个验证者就能履行任意状况转化。希望有一个高档控制权限的企业使用便是一个比如。

2、M=0，且 N 个验证者能够履行任意状况转化的状况。例如，一个四方参加的游戏。不过问题是，1个验证者就能够关停这条链。

结语

从前，侧链是在保持必定水平的以太坊可组合型和互操作性的前提下，唯一可用的计划。现在，跟着其他一些 Layer-2 扩展计划的老练，是时候考虑侧链如何与其他计划更好地结合了。有一些特色，很适合让侧链加以整合：

1、实现不收费的大规模搬迁，确保用户不会由于费用而被卡住，无法退出。

2、将首领推举机制替换为其他具有更强检查抗性的计划（PoS 或许是个 错误 的方向。见此帖）

3、需求协调器来处理链上两个状况的差异。

4、参加错误性证明来防止不合法的状况转化。

跟着 optimistic rollup 和 optimistic VM 技术的老练，项目的权衡规模也会改变，因而，现在是反思侧链特色及其相关取舍的好时机。

视野开拓

·“过去曾经辉煌的城市，大多数已经不再辉煌；而现在强大的城市，过去可能曾经非常弱小。通过这两类相反的雄辩事实，我确信人类的幸福不可能永远持续长存。” ·需要考虑许多因素来解释政府的增长，本书所宣称的一个观点是，特殊利益组织的不断增长是这些因素中的一个。 ·“印度社会的静态性质，它在变化的世界中拒绝改变，每一种抵制变化的文明都将衰败。” 关于印度遥远过去的资料非常缺乏，我们所知道的是如此之少以至于不可知论倒是非常适合。 ·正如优秀的历史学家让我们注意到的，在历史上发生的许多事情是出于偶然，并且必定超出了任何理论的解释力。 ·无论是左派还是右派都坚持这种传统假设，即市场会比政府和其他机构产生更大的不平等，而政府和其他机构会“降低”不平等的影响，这些观点与许多社会的事实相反，对其余的社会也只有一半是正确的。 ......一般来说，政府和其他机构干预市场不会比自由竞争造成更小的不平等。 ·在许多现实的微观经济政策上，他们通常有高度一致的观点，比如关税和贸易限制。 不幸的是，许多使用和尊崇同样微观经济理论的经济学家在宏观经济理论或通货膨胀、失业和经济波动等问题的研究上却根本达不成一致意见...... 就它们所具有的至少对整个国家的不可分性后果来说，宏观经济和货币政策类似于公共产品。 ·事实仍然是，我们从未在凯恩斯理论中找到对非自愿失业的满意解释，在不均衡理论中也未找到。 ·不同类型社会之间的共性和无差异反映了现代大多数经济学令人悲伤的非历史、非演化、比较静态以及不分具体情形的特征。 ·“要在我们的历史上找到可以与1929年到1933年发生的货币崩溃可比较的历史事件，我们必须回到近一个世纪前于1839年到1843年发生的货币紧缩时期。”——米尔顿·弗里德曼 & 安娜·施瓦茨 《美国货币史》 ·凯恩斯在提出《通论》（以及《货币论》）中主要思想的时期，英国...-《国家兴衰探源》