Layer 2 в мире блокчейна: Путеводитель в будущее децентрализации

Артем Демиденко, 2023

Эта книга представляет собой исчерпывающий путеводитель в мире Layer 2 технологий в блокчейне. Она исследует инновационные методы решения проблем масштабируемости, долгих подтверждений транзакций и высоких комиссий в современных блокчейнах.Читатели узнают о разнообразных технологиях Layer 2, включая Sidechains, Plasma, State Channels и Rollups, и их применении в различных областях, от децентрализованных финансов до игр и смарт-контрактов. Кроме того, книга предоставляет практические руководства по созданию собственных проектов на базе этих технологий.Через подробное рассмотрение преимуществ и ограничений Layer 2, а также обсуждение будущего развития данной области, читатели получат глубокое понимание того, как эти инновации изменят ландшафт блокчейна и форму децентрализованного будущего.

Глава 3: Plasma — Масштабируемость на основе смарт-контрактов

Введение в Plasma

Для понимания Plasma как технологии масштабирования в блокчейне, важно начать с основ и понятий, которые лежат в его основе.

Понятие масштабируемости: Масштабируемость в контексте блокчейна означает способность сети обрабатывать большое количество транзакций или данных без значительного увеличения времени и стоимости их обработки. Традиционные блокчейны, такие как Bitcoin и Ethereum, столкнулись с ограничением в масштабируемости, когда число пользователей и объемы транзакций значительно увеличились, что привело к перегрузке сети и повышенным комиссиям.

Идея Plasma: Plasma представляет собой парадигму, которая предлагает решение для проблемы масштабируемости. Она была предложена Джозефом Пуном и Виталиком Бутериным в 2017 году. Основная идея Plasma заключается в создании дочерних цепей (или подцепей), которые связаны с главной цепью (обычно Ethereum) и позволяют обрабатывать множество транзакций внутри этих дочерних цепей, а затем сжимать эту информацию и хешировать ее на главной цепи. Это позволяет значительно увеличить производительность и масштабируемость блокчейн-сети.

Дочерние цепи: Дочерние цепи — это независимые блокчейны, которые подключены к главной цепи, называемой"родительской цепью"(parent chain). Они могут иметь свои собственные правила и логику, что делает их гибкими в адаптации для различных видов приложений. Эти дочерние цепи могут иметь собственные участники и операторов узлов, но они все равно зависят от безопасности главной цепи.

Обобщенное состояние (Plasma-чейн): Важной концепцией в Plasma является идея"обобщенного состояния"(Plasma chain). Это состояние включает в себя данные о балансах и транзакциях, которые произошли внутри дочерней цепи. Обобщенное состояние периодически фиксируется и хешируется на главной цепи, что обеспечивает безопасность и надежность Plasma.

Преимущества Plasma: Главными преимуществами Plasma являются:

• Масштабируемость: Plasma значительно увеличивает пропускную способность сети, позволяя обрабатывать множество транзакций параллельно.

• Эффективность смарт-контрактов: Смарт-контракты могут быть выполнены на дочерних цепях, что делает их быстрее и более экономичными.

• Снижение комиссий: Использование Plasma может снизить стоимость транзакций для пользователей.

Ограничения Plasma: Несмотря на множество преимуществ, у Plasma есть и ограничения, такие как сложность разработки дочерних цепей, безопасность и риски при выходе активов из дочерних цепей.

В заключении, Plasma представляет собой мощную концепцию масштабирования для блокчейн-систем, которая позволяет сетям обрабатывать больше данных и транзакций, улучшая производительность и снижая стоимость использования. Понимание основных принципов Plasma является ключом к пониманию его потенциальных применений и вызовов.

Plasma MVP

Minimum Viable Plasma (MVP) представляет собой первую и наиболее известную итерацию концепции Plasma, созданную Джозефом Пуном и Виталиком Бутериным. Эта итерация была разработана на базе Ethereum и служила первым шагом в создании масштабируемого блокчейна с использованием дочерних цепей.

Принцип работы Plasma MVP:

1. Создание дочерних цепей: MVP предполагает наличие дочерних цепей, которые связаны с главной цепью Ethereum. Эти дочерние цепи называются"Plasma-цепями"и имеют свои собственные правила и смарт-контракты.

2. Перевод средств на Plasma-цепь: Пользователи могут переводить свои средства (ETH и токены) с главной цепи на Plasma-цепь. Этот процесс называется"вкладом"(deposit). Пользователь блокирует свои средства в смарт-контракте на главной цепи, и на их основе создается эквивалентное количество токенов на Plasma-цепи.

3. Смарт-контракты и исполнение: Вся логика и смарт-контракты находятся на Plasma-цепи, что делает их исполнение быстрым и эффективным. Пользователи могут взаимодействовать с этой цепью так же, как с главной.

4. Следящие ноды (Watchers): Это ноды, которые следят за состоянием Plasma-цепи и наблюдают за транзакциями. Они обеспечивают безопасность путем контроля и регистрации состояния Plasma-цепи.

5. Подведение итогов на главной цепи: Этот шаг является ключевым в Plasma MVP. По мере выполнения транзакций на Plasma-цепи, следящие ноды регистрируют состояния. Затем они агрегируют эти состояния в блок данных и хешируют их. Этот хеш (или"корень Меркла") регулярно отправляется на главную цепь Ethereum. Это позволяет обеспечить безопасность Plasma-цепи, так как любой пользователь может проверить состояние, сравнивая его с корнем Меркла.

6. Выходные транзакции и завершение: Когда пользователь решает выйти из Plasma-цепи и вернуть свои средства на главную цепь, он отправляет специальную"выходную транзакцию"(exit transaction). Следящие ноды мониторят эти транзакции и проверяют, что они корректны. Если транзакция корректна, пользователю возвращаются его средства из смарт-контракта на главной цепи.

Преимущества Plasma MVP:

1. Масштабируемость: Plasma MVP позволяет обрабатывать множество транзакций на Plasma-цепи, снижая нагрузку на главную цепь Ethereum.

2. Эффективность смарт-контрактов: Исполнение смарт-контрактов на Plasma-цепи происходит быстро и экономично.

3. Снижение комиссий: Использование Plasma MVP может снизить стоимость транзакций для пользователей блокчейна.

Однако Plasma MVP также имеет свои ограничения и вызовы, такие как сложность создания и поддержки Plasma-цепей, а также вопросы безопасности и выхода из цепей. Важно учитывать эти факторы при рассмотрении применения Plasma MVP в блокчейн-проектах.

Plasma Cash: Улучшенная масштабируемость и безопасность блокчейна

Plasma Cash представляет собой улучшенную версию Plasma, разработанную для решения некоторых ограничений оригинального Plasma MVP (Minimum Viable Plasma). Подробно рассмотрим особенности Plasma Cash, преимущества и ограничения этой технологии:

Уникальные идентификаторы монет:

Основная особенность Plasma Cash заключается в том, что каждая монета в дочерней цепи имеет уникальный идентификатор, как уникальный номер или хэш. Это существенное отличие от Plasma MVP, где состояние цепи было представлено в виде слитного набора данных, что затрудняло индивидуальное отслеживание монет.

Преимущества Plasma Cash:

1. Улучшенная безопасность и конфиденциальность: Поскольку каждая монета имеет уникальный идентификатор, это делает Plasma Cash более безопасной технологией для пользователей. Они могут легче отслеживать и защищать свои активы, так как монеты не являются взаимозаменяемыми.

2. Быстрые проверки состояния: В Plasma Cash для проверки состояния необходимо только проверить наличие и уникальность конкретной монеты. Это значительно упрощает и ускоряет процесс проверки, по сравнению с проверкой всего состояния цепи, как это делалось в MVP.

3. Упрощенная архитектура: Из-за уникальных идентификаторов монет архитектура Plasma Cash проще и менее подвержена ошибкам. Это делает разработку и обслуживание Plasma Cash-цепей более удобными.

4. Эффективность использования ресурсов: Plasma Cash позволяет более эффективно использовать ресурсы сети блокчейна, так как проверка монеты требует меньше вычислительной мощности, чем проверка всего состояния цепи.

Ограничения Plasma Cash:

1. Сложности выхода из дочерней цепи: Пользователям следует быть осторожными при выходе из Plasma Cash-цепи, так как могут возникнуть проблемы с проверкой уникальных идентификаторов монет. Неверный выход может привести к потере активов.

2. Исследование и разработка: Plasma Cash — это ещё относительно новая технология, и её разработка может потребовать значительных усилий и ресурсов.

3. Безопасность смарт-контрактов: Поскольку смарт-контракты в дочерней цепи исполняются независимо, их безопасность и надежность могут потребовать дополнительного внимания и аудита.

Plasma Cash представляет собой инновационное решение, которое улучшает масштабируемость и безопасность блокчейна, предоставляя уникальные идентификаторы для каждой монеты. Эта технология имеет потенциал стать ключевым элементом будущего блокчейна и позволить масштабировать децентрализованные приложения на новом уровне.

Преимущества и ограничения Plasma

Конец ознакомительного фрагмента.