社区争议：侧链算不算L2？

本文总结了社区中关于 Polygon 侧链与 L2 的相关争议谈论，并且翻译了 Dankrad Feist 的文章《关于 51% 进犯，咱们都搞错了什么》以便读者从中参阅对这些争议的回答。

5 月 16 日，以太坊扩容处理方案 Polygon 的市值跻身加密钱银市值前 20，随后 StarkWare 的联合创始人 Uri Kolodny 转推恭喜，但一起他着重：“Polygon 是侧链，而不是 Layer-2。L2 的安全性依赖于以太坊；而侧链的安全性与以太坊的不相关 (乃至更低)。” 因而，社区环绕 Polygon 到底是不是 L2 开端了剧烈的谈论。

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

首要，Polygon 并不是一条侧链，它是一套扩容处理方案。其次 (也是最重要的)，默认 L2 比 PoS 侧链 (咱们的是提交链 commit chain) 更安满是绝对过错的。为了解释其间原因，我将简略地比较一下 Polygon 的 PoS 链和 StarkWare 的 zkRollup 或许 Validium。

咱们的 PoS 链的确有自己的验证者集，但这是彻底无需答应的，且质押金额已到达 28 亿美元。此外，该完成已经通过了实战测验 (1400 万个区块且零事故)。

可是 StarkWare Rollup 只需一个 PoA 运营者。这个运营者或许会宕机，抢跑、查看用户的买卖等。并且，它由 STARKs 提供安全性，这是一个全新的、未通过验证的密码学。至于 Validium，状况乃至更令人担忧。DeversiFi 所运用的 Validium 方案还依赖于一小组 PoA 数据可用性节点。这些节点能够合谋，通过回绝访问数据来阻挠任何或一切用户提取资金。

考虑到上述状况，我认为那种默认 L2s 比侧链/提交链愈加安全的主意是过错的。

针对 Mihailo Bjelic 的回复，社区分别从三个角度进行了谈论：1) Layer-2 与侧链在安全性上的差异；2) Layer-2 能否到达与 Layer-1相同的安全性；3) Eth2 与侧链在安全性上的差异。而关于社区上的困惑，以太坊基金会开发者 Dankrad Feist 发布了文章《关于 51% 进犯，咱们都搞错了什么》[2](见下文)，该文章基本上包含了以上谈论中的问题与回答。

1.首要，关于第一个问题，Dankrad Feist 表明不赞同，他说 L2 的确更安全，由于作为 L2 有必要提供与根底层相同的安全性。而 PoS 侧链具有较弱链 (通常是侧链) 的安全性。[3]

James Prestwich 也参与了谈论 [4]：“与侧链比较，L2 需求更少新的安全假定，但其安全性并非与主网彻底相同。”他指出 L2 与侧链比较，具有以下不同的特点：

• 依赖于非查看 (诈骗证明)

• 依赖于新的密码学和可信的设置 (有用性证明) 补充一点，Starks 不需求依赖可信的设置

• 更高的硬件和带宽需求

鄙人文中，Dankrad Feist 指出“侧链不验证有用性，仅验证一致条件的绝大部分，并且其不具有数据可用性查看。”关于侧链的安全性问题，详见文章中“侧链怎么运作？”那一部分。

2.至于 L2 能否到达与 L1 相同的安全性。Patrick McCorry 认为[5]，L2 的方针是尽或许地接近 L1 的安全性，但想要彻底相同，是不或许的：

• 诈骗证明不是尚方宝剑，尤其是当发布诈骗证明的费用太高时，其安全性就更小了

• 相同的，零常识证明也不是万能的，会出现排序者掉线以及 L1 无法应对大规模退出的状况

他还提到，L2 处理方案能够归结为以下四点：

• 数据可用性 (委员会/rollup/等)

• 状况转化完好性 (零常识证明/诈骗证明)

• 提款完好性 (退出确保)

• 协议活性 (排序者的挑选)

这个混合的方案难以彻底到达 L1 的安全性。

回到下面的文章，Dankrad Feist 解释了“区块链的安全模型”，以着重为何 L1 的安全性如此难到达。

3.那么 Polygon 的 PoS chain 与 Eth2 的 PoS 机制对比呢？在谈论中， Dankrad Feist 指出[5]，在长期发展来看，PoS 侧链会是一个很大的隐患。在 Eth2 中咱们尽量移除大大都诚笃假定，可是 PoS 桥接并不能做到。

以下是文章内容：

关于 51% 进犯，咱们都搞错了什么

请咱们宽恕标题中的挑衅意味。显然，并不是每个人都会误解 51% 进犯，但仍是有适当一部分人没有搞清楚，因而写一篇相关的文章并无坏事。

区块链圈内大概有一个神话：只需有人操控了比特币、以太坊或许其他区块链的超越 50% 的算力，那么 ta 就能够对网络做任何事。在 PoS (权益证明) 机制中，只需有人聚集了质押总额的 2/3，ta 相同能够对网络做任何工作。ta 能够转走别人的财物，随意发行代币等等。

这种主意是过错的。以下是 51% 进犯能够做的工作：

• 进犯者能够阻挠用户运用区块链，即，拦截任何他们不喜欢的买卖。这叫做查看。

• 他们能够回滚区块链的买卖，即吊销必定数量的区块并更改其间的买卖顺序。

他们不能做到的是：更改体系的规矩。这意味着：

• 他们不能简略地在区块链体系规矩之外发行新代币；例如，比特币现在为每个新的区块出产者 6.25 BTC；他们不能将这个数字变成 100 万比特币

• 假如他们没有某个地址的私钥，他们就不能运用该地址的代币

• 他们出产的区块不能比一致规矩规矩的大

这并非阐明 51% 进犯的结果不严峻，这依然是十分恶劣的进犯。重新排序买卖能够造成双花，这是十分严峻的问题。但他们能做的工作依然有局限性。

那么包含比特币和以太坊的大大都区块链，他们现在怎么确保这一点？假如有一名矿工挖出了违法一致规矩的区块会怎么？或许，假如绝大部分质押者对一个违背一致规矩的区块签名会产生什么？

区块链安全模型

有时人们声称最长链为有用的比特币或许以太坊链。这个说法不太完好。对当时链头的正确定义是

• 总难度最高的有用链。

因而，在客户端承受区块链应该用来记录当时历史数据这个条件之前，他们需求验证两个属性：

1. 该区块链有必要有用。这意味着，一切状况转化都是有用的。比方，在比特币上，一切买卖只花费此前没有花费的买卖输出，coinbase 仅接纳买卖费和区块奖励，等等。

2. 它有必要是难度最高的链。浅显地说，这是一条最长链，可是“最长”不是以区块的数量来衡量的，衡量的是总共花了多少挖矿算力在这条链上。

这听起来或许有点抽象。咱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一切区块均应有用？由于假如仍是矿工验证该链有用，那么这只是重复工作了，咱们并没有真正从中获得什么。

但区块链不相同。让咱们分析一下为什么，先从一个普通的客户端/服务器数据库架构开端：

请注意，关于典型的数据库，用户信赖数据库服务器。他们不会查看回应是否正确；客户端确保已依照协议对其有用格式化，仅此而已。客户端 (此处用一个空白的方块表明) 是“非智能的”：它无法验证任何内容。

可是在区块链的架构中，是这样的：

我先来总结一下上图包含的组件。首要矿工 (或质押者) 出产区块链。P2P (点对点) 网络确保每个人都能够运用有用的链，虽然存在一些不诚笃节点 (你需求连接到至少一个诚笃且连接良好的 P2P 节点，以确保自己一向与有用链保持同步)。终究，客户端将买卖发送至 P2P 网络并从网络中的其他节点接纳最新的链更新 (或许是完好的链，假如它们正在同步的话)。客户端实践上是网络的一部分，它们也将通过转发区块和买卖来做贡献，但在这儿不是那么重要。

重要的部分是，用户正在运转一个全节点，上图中由客户端中的柱体表明。只需客户端获得一个新的区块，就像任何其他节点相同，无论是一个矿工仍是 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况转化。

假如这不是一个有用的状况转化，该区块则会被疏忽。这便是为什么网络中的矿工企图挖掘无效的状况转化是没有意义的。一切人都只会疏忽它。

许多用户运转自己的节点，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明的一部分，并且十分着重每个人都运转自己的节点，由此他们就成为验证进程的一部分。的确，让大大都用户 (尤其是那些质押了大笔财物的用户) 运转全节点是十分重要的；假如大大都用户变得懒惰，那么矿工或许会突然被诱使出产无效区块，如此一来该模型将不再适用。

打个比方：三权分立

这有点像民主制中的三权分立 —— 政府有不同的分支，而仅仅由于你在其间一个分支拥有大都座位 (比方立法机构)，并不意味着你能够做任何你喜欢的事以及轻视一切的法令。相同，矿工或质押者有权排序区块链中的买卖；而他们无权容易对社区制定新规矩。

But do all blockchains work like this?可是一切区块链都是这样运作的吗？

这是个好问题。需求注意的一个重点是，以上所说的模型只需在全节点易于运转的状况下才会奏效。作为普通用户，假如运转全节点有必要要花 $5000 购买另一台计算机，并且一向需求 1 GBit/s 的网络连接，那么 ta 底子不会挑选运转全节点。虽然 ta 能够在某些地方到达该网络要求，可是永久地保持以运转自己的区块链节点很或许不那么方便。在这种状况下，普通用户很有或许不会挑选自己运转节点 (除非 ta 的买卖十分有价值)，这意味着 ta 将信赖其他人来为其履行该操作。

假定有一条链，其运转本钱太高，以至于只需质押者和买卖所会运转全节点。你刚刚改变了信赖模型，然后大大都质押者和买卖所能够聚集在一起并改变一致规矩。关于这一点，用户是没有任何争议的 —— 假如用户对该链彻底没有操控权，那么他们无法发起分叉。他们能够坚持运用旧的规矩，可是，除非他们开端运转全节点，否则，他们底子不知道自己的恳求是否在自己想要的链 (满足其一致要求的链) 上得到了回应。

这便是为什么每当出现进步以太坊或比特币的区块巨细的谈论时，总会引起大量的争辩 —— 区块巨细每进步一次，都会增加咱们自己运转节点的负担。这对矿工来说不是什么大问题 —— 与实践的挖矿操作比较，运转一个节点的本钱要小得多 —— 因而，这将权力的天平从用户转移到了矿工 (或质押者) 身上。

轻客户端怎么运作？

可是，假如用户只是想用加密钱银来买咖啡，该怎么办？Ta 需求在手机上运转全节点吗？

当然，没人期望需求这样做，用户也不期望。那么这时候便是轻客户端发挥作用的时候了。轻客户端是较简略的客户端，它们不需求验证整条链 —— 它们仅验证一致，即总难度或许已投票的质押金额数量。

换句话说，轻客户端会被诱使跟从一条包含无效区块的链。对此有补救措施，例如数据可用性查看和诈骗证明。据我所知，现在还没有任何一条链完成了这些，但至少以太坊未来会这样做。

因而，运用具有数据可用性查看和诈骗证明的轻客户端，用户在不需求运转全节点的状况下，也能够运用区块链的安全模型了。这是咱们终究的方针，即任何智能手机都能够轻松地运转以太坊轻客户端。

侧链怎么运作？

侧链是当时的热门话题。它们好像能够提供一种简略的扩容方案，不像 rollups 那么杂乱。简而言之：

• 创立一条新的 PoS 链

• 在自身和以太坊之间创立一个双向桥接

• …

• 重点！请注意，侧链的安全性简直彻底依赖于桥接 —— 这是一种答应某条链读取另一条链的状况的结构。究竟，假如进犯者能够欺骗主链上的桥，让桥接链上的一切财物都为其一切，那么即便 PoS 链上的全节点提出异议也没办法了。所以一切都取决于桥。

不幸的是，桥的状况与轻客户端相同。它们不验证有用性，仅验证一致条件的绝大部分。可是，侧链有两个方面比轻客户端更糟糕：

1. 桥接用于价值十分高的买卖，其间大大都用户会挑选一个全节点，假如能够的话

2. 不幸的是，咱们没有办法加固桥接，而咱们能够对轻客户端这样做 —— 原因便是它们无法验证数据可用性查看

第二点很奇妙，能够花一到两篇文章讲解一下。可是简略来说，桥接不能做数据可用性查看，而没有数据可用性查看，诈骗证明也简直没用了。而假如运用零常识证明，能够要求桥接打包一切有用区块的证明，从而改善这个问题 —— 不幸的是，这样仍是有或许会遭到数据可用性进犯，但也是一种改进了。

总言而止，侧链的安全模型与以太坊和比特币等区块链不同，并且要弱得多。它们无法防止无效的状况转化。

这些问题都需求靠分片来处理吗？

实践上，一切这些都与分片有很大的关系。咱们之所以需求分片来进行扩容，是由于只需分片能够完成这样的扩容方式：既不需求进步运转全节点的门槛，一起又能够尽或许地保护区块链的完好安全性确保。

但假如有人吊销一切历史数据呢？那么 ta 仍是能够盗取一切比特币/ETH/等

理论上说，在一条非查看点的 PoW 链上，能够通过回滚一切买卖来盗取比特币。是的，你不能发行一万亿个比特币，但你依然能够盗取现存的一切比特币，这也很好，对吧？

我认为这一点十分理论化。社区会承受一个修改其好几年数据 (乃至只是好几个小时) 的分叉的机率简直为零。在一切或许的分叉中，都会出现大规模的争抢，很快就会得出结论并回绝分叉，只同意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 —— 客户端永久不能回滚已敲定的区块。

视野开拓

正如马克·施奈德所言：“马克斯·韦伯认为，人类历史与具有极大魅力的过去正在渐行渐远，而进入一个被除魅的未来——这是一种逐渐剥夺自然世界的魅力及其影响‘意义世界’的能力的过程。”显然，理性化的过程将导致一种对于人们曾经十分重要的品质——魅力——的丧失。-《社会的麦当劳化》