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以太坊扩容引擎 StarkEx 新推出的混合数据解决方案 Volition 是什么?为什么值得关注?

2020-06-17 15:00:04

Vitalik 等人根据 StarkEx 所采用的数据可用性解决方案认为其不属于 Rollups,而是 Validium。对此,StarkEx 表示,数据可用性是一个丰富的范畴,不能通过数据存放在链上 / 链下做简单二分法。StarkEx 计划推出名为「Volition」的链上 / 链下混合数据解决方案,该方案允许用户动态选择其数据存储位置。

撰文:日曜

已落地应用的以太坊 Layer2 扩容方案:StarkEx

StarkEx是以色列零知识证明研发机构 StarkWare 推出的交易所技术方案,StarkWare 将其称之为一种 ZK-Rollup 的扩容引擎。

StarkWare 团队一直致力于将零知识证明协议中的全新技术「STARK」(简洁化的全透明零知识证明)应用到更多区块链实际需求中,比如用在交易所中优化托管、交易和结算引擎等。

鉴于此,StarkWare 推出了两种交易所应用相关技术方案:StarkEx 和 StarkDEX。简单来说,StarkEx是一种增强「中心化交易所」的方案,而StarkDEX是一种增强「去中心化交易所」的方案。

其中,StarkDEX 是 StarkWare 和区块链交易协议 0x 一起研发的原型产品,已于去年发布 Alpha 版本,据了解,与其他 DEX 相比,StarkDEX 可使 DEX 提升 20 倍的交易吞吐量,并节省约 95% 交易成本。

StarkEx作为增强中心化交易所的技术方案,主要有两大优势:1)通过批量验证极大提升事务处理速度(每秒可达 9000 多笔事务);2)允许用户自托管(self-custody)资产,实现对其资产的真正所有权,这也是诸多中心化交易所面临的核心问题。

StarkEx 技术方案已经落地应用。

  • 6 月 4 日,首个基于 StarkEx 扩容引擎的去中心化交易所 DeversiFi 上线,据官方介绍,新版 DeversiFi 可以实现专业级别的自托管服务,同时用户体验可匹敌中心化交易所,TPS 高达 9000。不过 新版 DeversiFi 上线不到一周,就遭遇了近 20 分钟的性能问题,5 名交易者无法立即提交订单且系统没能及时清算余额。
  • 除 DeversiFi 外,Immutable 也宣布将基于 StarkEx 扩容引擎开发一个 NFT (非同质代币)交易所 Immutable X,计划于今年第三季度上线。以太坊主网对同质代币交易的吞吐量支持就很弱,对非同质代币的制约更多。StarkEx 方案不仅能减轻此类交易的麻烦,还能缓解其铸币的困难。

StarkEx 技术方案陷「命名争议」:不是 ZK-Rollup,是 Validium

StarkEx 技术方案的迅速发展吸引了以太坊扩容赛道的诸多关注,而推特上针对 StarkEx 的技术路径实现与所属命名范畴也引起了热烈讨论。

以太坊创始人** Vitalik Buterin 认为,就 StarkEx 的数据可用性解决方案来看,不能算 「Rollup 」方案,而 StarWare 的产品 Avihu Levy 又拒绝称之为「Plasma」**,认为不妨单独起个名字。

随后,Vitalik 指出可将 StarkEx 命名为「Validium」,该名称是从 StarkWare 联合创始人 Eli Ben-Sasson 提出的「Validia」演化而来,「Validium」在拉丁语中意为「有效」。

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在 Vitalik 看来,Validium 方案可视作「链下数据版的 zkRollup 」或「Snarks 版的 Plasma」,并表示未来也可将「zkRollup」重命名为「Validium Rollup」或其他类似名称。

以太坊扩容引擎 StarkEx 新推出的混合数据解决方案 Volition 是什么?为什么值得关注?

以太坊 Layer 2 扩容方案 ZK-Sync 背后的开发团队 Matter Labs 也做出补充分析称,zkRollup 和 Validium 主要区别在于:

1) zk Rollup 将数据保存在链上,只要存在至少一个以太坊全节点,就能保证其安全性。

2) Validium 将数据保持在链下,其保证安全的前提则是,N 个许可的数据公证人(data notaries)中至少有 1 个是诚实的。

Validium 方案允许每个用户自行下载链下数据,这样一来,仍需要退出之后才能恢复,以防操作员(operator)突然或永久离线。

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Vitalik Buterin 认为,Validium 扩容方案的优势在于,其针对链下数据系统有效性证明可大大简化退出机制的逻辑(exit game logic),并允许在第二层内部实现任意执行(arbitrary execution)。但缺陷在于,这会导致出现退出延迟(exit delays)。正因如此,Vitalik 认为「Validium 方案(zk Plasma)远不如 zk Rollup 方案令他兴奋」。

以太坊主网(Layer1)的拥堵困境促成了 Layer 2 扩容赛道的欣欣向荣,Plasma、Sidechain、State Channels、Opitmistic rollups、zkRollup 等技术方案风起云涌,而多样化的技术实现路径也意味着差异化的技术权衡

Matter Labs 创始人 Alex Gluchowski 就现有以太坊 Layer2 扩容方案进行了包括安全性 (Security)、性能 (Performance)/ 经济性 (economics)、易用性 (Usability)及其他四个大维度 19 个子维度上的 对比。

以太坊扩容引擎 StarkEx 新推出的混合数据解决方案 Volition 是什么?为什么值得关注?

该表格非常直观地呈现了各以太坊 Layer2 扩容方案在技术上的利弊权衡,与 Layer 1 上存在的「不可能三角」困境类似,Layer 2 同样在去中心化、安全、性能等方面存在取舍。

从上图可以看出,从安全性维度看,Rollup 系列最佳(zkRollup 最优,其次是 Optimistic Rollups),但该系列技术方案在性能上做出的牺牲也最大,是所有 layer 2 方案中性能最低(基于 ETH1.0 )的。而在性能维度上,Validum 和 State channels 方案最佳,但这两种方案在安全性上做出了权衡。

虽然 Validium 与 zkRollup 的机制很相似,都通过使用零知识证明来实现交易有效性。但 zkRollup 中的数据可用性保持在链上,Validium 则保持在链下。这也使得 Validium 在实现高性能的同时在安全性上付出了代价,可能存在的安全风险包括「法定人数的验证者可以冻结资金」、「法定人数的验证者可以没收资金」、「遭受热钱包密钥攻击」。

StarkEx 推出混合数据解决方案「Volition」

在最新的官方博客文章中,StarkWare 团队回应了关于 StarkEx 数据可用性解决方案的问题。

StarkWare 称,数据可用性(DA)是一个非常丰富的范围,不能只做链上 / 链下简单的二分,并表示,最早的 StarkEx 部署案例是一个 Validium,但其实 StarkEx 用例既可以部署为 Rollup (链上数据),也可以部署为 Validium (链下数据)。

StarkWare 表示,6 月初基于 StarkEx 部署的 DeversiFi DEX 选择的 DA 解决方案是,通过数据可用性委员会(DAC)将数据存放在链下,主要原因在于:

DeversiFi 的客户(专业交易员)不想将其交易历史记录在链上,这会将他们的策略暴露给竞争对手。因此,DeversiFi 的新版本选择运行在 Validium 上。

在 Layer2 扩容方案上,StarkWare 致力于追求次线性(sub-linearly)扩容的 DA 设计(即,可扩展性优于 ZK-Rollups),他们认为,随着以太坊拥挤程度的增加,尤其当以太坊真的成为无处不在的公共基础设施后,这类 DA 设计将变得越来越重要。也就是说,StarkEx 更注重追求性能上的提升。

此外,StarkWare 正式提出了一种名为「Volition」的新方案,这是一种链上 / 链下混合数据解决方案,允许用户动态选择他们想要的数据存储位置,StarkEx 表示很快就会支持 Volition 方案

通过该方案的推出,StarkEx 希望让用户可以根据其个人交易水平,在任何时间、对任何类型的资产和任何选定金额来自由选择其 DA 偏好。其主要实现逻辑是:

StarkEx 的每个账户都会被定义为链下数据(OFFD,Off-chain Data)或者链上数据(OND,On-chain Data)。用户可以控制多个账户,并根据需要在它们之间转移资金。

StarkEx 会为每批事务生成一个证明,其中包含涉及 OND 帐户的事务的证明必须要包括这些帐户的批量签名后的余额(post-batch balance)作为公共输入(调用数据)。

由此,StarkWare 更新了其对 StarkEx 技术方案的命名划分:

以太坊扩容引擎 StarkEx 新推出的混合数据解决方案 Volition 是什么?为什么值得关注?

根据该表格,DeversiFi 版本的 StarkEx 属于 Validium 方案范畴,但后续推出的同时支持链上 / 链下混合方案的 StarkEx 则属于「Volition」这个新范畴,这个新方案同时支持「Data On-Chain」和「Data Off-Chain」两种数据可用性解决方案。