迭代与竞争：以太坊的Layer2扩容之路(4)

但在使用体验上有着严重不足：第一，只能和开通通道或者在支付网络内的用户进行交易；第二，必须经常性地关注交易对手方是否选择关闭通道，从而展示接收的交易以保障自己的权益；第三，状态网络扩容机制的拓展性较差，难以实现链下交易外其他操作。

Plasma保障资产安全，信息不可用成最大阻碍

Plasma可以看作是一种保障资产安全的侧链技术，它将链下的状态证明上传主链，即使链下出现了安全问题，用户也能够证明并提出资产。Plasma技术架构目前主要有两种主流的机制Plasma MVP、PlasmaCash。

Plasma MVP是通过UTXO和Merkle proof来实现用户在不借助第三方的情况下实现资产退出的。在链下的交易以UTXO的形式记录在Merkle tree上，并把相应哈希值上传至主网的智能合约，这样用户只需要提供Merkle proof便能证明自己所拥有的UTXO，从而提出资金。

当用户提出资产时需要一段质疑期进行欺诈证明，其他任何人都可以通过举证该用户已被花费的UTXO实现质疑。因为主链通过智能合约虽然能够验证用户提供的证据，却无从得知的用户隐藏的信息（比如有些UTXO已经花费掉了）。

Plasma MVP的“群体离开问题”：当大部分用户都想离开Plasma，则所有的状态证明全部都要被提交到以太坊上，并在挑战期内接受“挑战”。由于Plasma是不限用户数量的，但以太坊区块的处理能力却很有限，因此如果整个Plasma的有效状态全部都提交给以太坊进行处理，会彻底堵死以太坊，导致交易的处理时间被大大拖延甚至遥遥无期。

Plasma Cash的机制与Plasma MVP非常类似，不同之处在于资产在子链上以NFT的形式进行记录，其具体流程如下：

1、 用户在合约中锁定资产时，在Plasma上会收到一个代表所有存入资产的NFT；

2、 Plasma Cash采用特定的默克尔树，每个NFT都有指定的位置，当发生转账时，相应位置记录转账信息，并将默克尔树的根哈希上传主链；

3、 在交易时需要提供该NFT之前的交易记录；

4、 当用户退出时，需要提交前两次交易的merkle proof；

5、 当用户取出资产时，存在一个质疑时段，任何人都可以通过交易记录进行质疑该用户操作。

总体而言，Plasma技术路线的优点在于能够在Layer 2发生故障的情况下保证用户的资产安全，这种运用去中心化密码学的保障机制使得Plasma路线一度被社区热捧。

但Plasma技术路线存在的问题在于以下几点：第一，在这种技术框架下限定了子链的数据结构，使得通用性拓展变得非常困难；第二，Plasma机制存在数据不可用问题，即主链没办法获取所有链下数据，只能通过根哈希进行简单验证，这也导致了退出机制比较复杂，往往需要很长的周期（数日）进行欺诈证明，同时用户需要保存自己的数据，时刻注意子链变化，非常影响使用体验。

交易数据压缩上链，通用化平台即将落地，Rollup技术路线前景可观

Rollup机制指的是高度压缩交易并打包上传主链，并通过零知识证明或欺诈证明验证交易包的真实性，解决了Plasma的数据不可用问题。Rollup机制实现了数据在链上，运算在链下的分层模式，从而最大程度地保证了资产的安全性。

为了实现交易的高度压缩，Rollup子链上维护着账户资产数据，每个账户都有自己相应编号。因此只需4个字节就能实现223个账户的索引，足以应对绝大多数情况。与此类似，Rollup在所有能够压缩、又不影响可读性的地方都进行了压缩（如图12），压缩后的交易只有不到原来的十分之一。通过对交易的压缩，Rollup机制能够更有效率地利用现有的Layer 1网络容量，从而实现扩容，并且在扩容的同时保证了数据的链上可用性。

Rollup机制的核心问题就是验证压缩交易包中交易的真实性。对于这个问题，解决方案主要分为两种类型：基于零知识证明的ZK Rollup；基于欺诈证明的Optimistic Rollup。目前两种方案都在快速发展，不同的团队选择了不同的技术机制，以太坊主链上的项目们也做出了自己Layer 2迁移的选择。

采用零知识证明的ZK Rollup是通过在发送交易包时，同时发送交易对应的零知识证明，智能合约通过零知识证明验证交易包的真实性。总体流程如下：

1、用户转入并锁定资产，Layer 2状态树添加账户信息并生成对应资产；

2、在Rollup网络中，用户签名并发送交易；

3、排序者收集交易，压缩打包成交易包，并生成零知识证明，并按照交易包更新状态树；

4、排序者将交易包和零知识证明广播至主链；

5、智能合约通过零知识证明验证交易包的真实性，并且更新数值，执行相应的转账操作。