以太坊:觀點 | 如何理解 “側鏈”？_以太坊官網中文

聲明：此處表達的看法僅僅是我的個人意見，并不代表我的雇主或者其他人也是一樣的看法。

感謝AlbertNi的閱讀和評論。

引言

Layer-2對以太坊的重要性與日俱增，而且已成共識。

但是，“Layer-2”是個不精確的標簽。有些人說起“Layer-2”時，僅僅指的是“不在以太坊Layer-1”。但實際上，方案到底怎么跟以太坊Layer-1交互，是非常重要的。同屬“Layer-2”名目下的不同方案，特性可以有天壤之別。可以爭議“Layer-2”應該專指具備特定屬性的某些東西。不過，這不是我這里要講的主題。

我在這里要討論的是側鏈的屬性。

側鏈的基本含義是：由一組驗證者，把一條鏈的最新狀態提交給一個智能合約，如此推進的一類系統。這些檢查點可被一個橋接合約使用，以支持用戶的存款和取款。一般來說，在該組驗證者之間也會有一個領袖選舉流程，來決定某時某刻由誰來創建側鏈區塊；例如PoA權威證明算法和PoS算法。

觀點：以太坊期貨ETF獲批或早于比特幣現貨ETF:11月3日消息，彭博行業研究（BI）指出，以太坊期貨ETF獲批上市或早于比特幣現貨ETF。BI分析師James Seyffart在周二的報告中寫道：雖然多數市場參與者認為現貨比特幣ETF將優于期貨ETF，但美國證券交易委員會（SEC）對前者的批準可能會推遲至2022年底以后。他估計以太坊期貨ETF最早有望在明年一季度獲批。（彭博社）[2021/11/3 6:28:16]

側鏈在以太坊生態中也扮演著重要的角色。在研究人員還未開發出更好的方案之前，它們是可擴展性和可用性的臨時解決方案。像xDai這樣的產品，也點出了大家對更好的用戶體驗的需求，并使之擴散了開來。

但是，側鏈并不具備廣大的以太坊社區所期待的安全性。這不是說永遠不該使用側鏈這種方案。如果人們完全知情，但是愿意用，那是他們自己的選擇，也可能是值得的。但如果人們是不知情的，那就危險了。本文是希望提供一些信息。如果每個人都已經完全知曉了這些特性，那我這再寫一篇也無傷大雅。但如果這文章能幫助大家意識到自己的誤解，那就算做了好事了。

觀點：Uniswap發幣后就變成一個虧損嚴重的平臺:微博網友fhrp稱，Uniswap發幣前和發幣后是兩個完全不同的東西，發幣前確實相比中心化交易所沒有很大的開銷，收的交易費近乎是凈利。

但在發幣后，Uniswap就成了一個嚴重虧損的平臺，以每天33.33w的UNI發行量，算上3.8美元的幣價，就是每天126.66w的支出，即使UNI能維持平均每天3億的交易量，即使0.05%的費用開始分配給持幣人，每天收入也只有15w，完全抵不上因為增發所需要的付出，當有人吹捧UNI的“價值捕獲”，卻完全不提UNI的“價值丟失”，實在是令人咋舌，要明白即使每天挖的人只有一半把幣賣了，那么達到盈余平衡點，UNI的幣價也不能高于0.9美元。

實際上UNI大部分的交易，也是因為流動池經常會因為價格跟不上CEX的變動產生套利空間，當有人在擼流動池來套利才產生的，一旦UNI價格繼續下降，使流動性提供者覺得這種被擼不值得，流動池就要開始流出，交易量也自然會下降，進入螺旋下降狀態。

手續費分成存在一個180天的時間鎖，等真正通過決議分給持幣人也不知道要猴年馬月了，就算分了，創始團隊的40%持幣要不要參與分成？初期投資者分不分成？真正分到接盤UNI的人手上還能剩多少？[2020/10/4]

那么側鏈到底缺少了哪些安全特性？幾乎所有的側鏈，都不能夠提供：

觀點：如果沒有山寨幣 比特幣的價值可能會高得多:9月11日消息，宏觀投資者、10T Holdings聯合創始人Dan Tapiero在推特上轉發了一份山寨幣前十名單并寫道，“令人驚訝的是，許多另類投資仍然有價值，但想象一下，如果所有浪費的注意力都集中在比特幣上。”他認為，在黃金之后，比特幣是唯一標準化的其他真正全球資產。Chainalysis的新“加密貨幣采用”指數顯示了其深遠的全球影響。（Coingape）[2020/9/11]

審查抗性

終局性

資金所有權保證

如果這些特性你全都要，那你可能得另找方案來代替側鏈了。當然，也有可能在維持側鏈核心架構的前提下改進具體方案在這些維度上的表現。我覺得開放性的討論對大家都有好處。

審查抗性

顯然，側鏈的審查抗性比區塊鏈要弱。不然，那也根本不需要區塊鏈了。但這里我們挖得再深一些。如果某條側鏈有N個驗證者，而只要有M個驗證者一致同意就可以審查任意一筆交易，那么只需要(N-M)個驗證者聯合起來，就可以審查一個區塊。這就導致了一個有趣的兩難：要讓審查交易變得更難，就會讓審查區塊變得更簡單。因為審查交易和審查區塊都是糟糕的事情，所以側鏈就在根本上不能獲得強健的審查抗性。這種擔憂在使用PoS時也依然存在，甚至按權益來計算出塊權重會讓它變得更糟糕，因為達成閾值的獨立實體數量可能會更低。

觀點：區塊鏈應用最大阻力是技術共識邏輯影響了既得利益者:全國社會保障基金理事會原副理事長王忠民在《尋找區塊鏈力量》節目中表示，今天區塊鏈應用最大的阻力不是技術，不是前端場景的拓展，而是因為區塊鏈是分布式的，是技術的共識邏輯替代了原有的中心化一切的金融邏輯與社會組織、社會生產邏輯。而原有的這些，無論是制度規定、制度執行、監管和組織體，一定是這當中的既得利益者。（新浪財經）[2020/9/10]

數據可得性保證

假設只要(N-M)個驗證者就可以創建一個區塊。再假設所有其他驗證者需要擁有整個狀態的數據才能夠驗證新狀態。那么，只要(N-M)個驗證者是惡意的，他們可以：

創建一個新區塊

拒絕與誠實驗證者共享區塊數據

本質上就是將N-(N-M)=M名誠實驗證者移出了共識過程，因此完全掌控了整個系統

這種情況發生的可能性有多大呢？顯然需要更具體的細節才能下結論，但我們可以這樣開始思考：一個理性的驗證者，要跟其他人共享數據的激勵在哪里呢？在傳統的權威證明機制中，不這樣做可能對聲譽有損。但是，其實聲譽機制也很難起作用，因為實際上并沒有辦法證明數據被扣起來了，除非其他人把所有數據都放到了鏈上。覺得這個解決方案聽起來像是optimisticrollup？沒錯，就是如此。這也意味著，帶有更好安全性的側鏈，本質上就“退化”成了optimisticrollup。在大多數側鏈方案中，驗證者可以因為自己的工作而獲得某種形式的支付。對于誠實的驗證者，獎勵會在N個驗證者之間共享。對于不誠實的驗證者，同樣多的獎勵只會在N-(N-M)=M個驗證者之間共享，所以驗證者完全有激勵不跟其他人分享更新后的狀態。在這里，有一個根本性的難題：很難辨別數據可得性攻擊。對于誠實驗證者來說，很難分辨出，到底是有人發動了攻擊，還是自己遇到的同步問題。

觀點：Libra 2.0可能最終會對央行CBDC構成巨大威脅:數字貨幣研究所(Digital Monetary Institute)主席Philip Middleton近日在播客中解釋了導致CBDC誕生的各種事件，以及數字法定貨幣的含義。他在談到推動建立CBDC的各種外部因素時指出：“兩大外部事件。一個是去年夏天Libra宣布可能推出。因此，一種由全球主要科技公司發行的私營部門貨幣，對各國央行和金融穩定構成了直接威脅。第二件事是新冠病。” 在此背景下，英格蘭銀行是率先就CBDC的前景展開全球討論的組織之一，迄今為止，該銀行已發布了各種探討CBDC用途的討論文件。然而，這里的問題是，如果沒有私營部門的幫助，中央政府不太可能自己找到答案。兩家實體都必須找到一個中間立場，找到一種共同合作的方式。對此，Middleton表示：“我預計許多國家將會試驗央行提供貨幣的那種體制，但是私營部門提供貨幣的傳遞方式。實際上，如果你愿意的話，私營部門的經營者也被鼓勵在現有的軌道上運營。” 這里要注意的一點是，即使CBDC項目最終成為政府和一個私人實體之間的合作伙伴關系，私人實體也沒有真正的發言權。此外，隨著Facebook的Libra 2.0的加入，在75家領先科技公司的支持下，它將成為許多央行CBDC項目的重要競爭對手。（AMBCrypto）[2020/5/8]

終局性

假設狀態轉換的流程如下：state1?=>state2?=>state3而每一次的轉換都需要一些交易在已有的狀態上生效從而改變狀態。而終局性就是說，交易一旦生效，就不能撤銷。側鏈的檢查點，經過側鏈驗證者的共識之后發送到以太坊區塊鏈上，并根據以太坊的共識機制被固化下來。有些人可能因此就認為，側鏈的終局性等同于以太坊的終局性；要回滾側鏈的區塊，你也需要回滾以太坊的區塊。但這完全搞錯了。因為終局性是說不能回滾交易，不是說不能用新狀態來替代舊狀態。只要(N-M)個驗證者同意，他們可以執行如下的狀態轉換：state1?=>state2?=>state1

側鏈資金所有權保證

假設現在的state1={Alice:1000,Bob:0}。即Alice有1000塊，而Bob啥也沒有。那如果Bob是惡意的，而且控制著POA驗證者中的絕大多數，他可以怎么做？他可以執行一個狀態轉換，state1?=>state2，而state2={Alice:0,Bob:1000}。也就是偷走Alice所有的錢并交給Bob。因此，側鏈的防御就減弱為，不會有(N-M)個驗證者同意去執行這樣的非法狀態轉換。這已經是眾所周知的事，但我認為還是有必要提醒大家。你對一條側鏈的信心，只能是相信驗證者中的大多數不會干這樣的事情。對側鏈的大部分安全分析都應該關注這一點。可能還是有某些人你可以在某種程度上信任他們。就像我們中的許多人都中心化的服務提供商。有時候這種犧牲是值得的。重要的是，你得清楚這是一種權衡。

使用治理程序作為防御手段的問題

有一種說法是：”我們可以使用治理程序來解決上面提到的所有問題“。這種方法是有缺陷的，因為整個系統會退化為一個治理流程。這種說法格外使我擔心的一個理由是，它意味著側鏈的其他屬性是劇院。舉個例子，如果治理流程才是防范上述問題的最終手段，那也就意味著，什么PoS、PoA，統統都不重要。系統的治理流程才是真正的PoA。而且，很明顯，對系統的治理流程，同樣可以發動一模一樣的攻擊。

側鏈的特性在哪里可能特別有用？

除了側鏈的一些附加屬性，比如更快的區塊時間，確實有一些場合，是側鏈的特點可以大放異彩的。比如：

你就是想要?N-M個驗證者就能執行任意狀態轉換。希望有一個高級控制權限的企業應用就是一個例子。

M=0，且N個驗證者可以執行任意狀態轉換的情況。例如，一個四方參與的游戲。不過問題是，1個驗證者就可以關停這條鏈。

結語

曾經，側鏈是在保持一定水平的以太坊可組合型和互操作性的前提下，唯一可用的方案。現在，隨著別的一些Layer-2擴展方案的成熟，是時候考慮側鏈如何與其他方案更好地結合了。有一些屬性，很適合讓側鏈加以整合：

實現不收費的大規模遷移，保證用戶不會因為費用而被卡住，無法退出。

將領袖選舉機制替換為其他具備更強審查抗性的方案

需要協調器來處理鏈上兩個狀態的差異。

加入錯誤性證明來防止非法的狀態轉換。

隨著optimisticrollup和optimisticVM技術的成熟，項目的權衡范圍也會改變，因此，現在是反思側鏈屬性及其相關取舍的好時機。

原文鏈接:

https://ethresear.ch/t/understanding-sidechains/8045

作者:barryWhiteHat

翻譯:?阿劍

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