Ethereum Plasma: Vše, co potřebujete vědět
Škálovatelná řešení zlepšují kvalitu blockchainových sítí tím, že zvyšují jejich propustnost a umožňují jim být rychlejší a efektivnější. Ethereum Plasma je řešení, které zvyšuje škálovatelnost Etherea tím, že odlehčuje blockchainovou síť a umožňuje levnější transakce.
Řešení pro škálování fungují jako postranní řetězce mimo hlavní blockchain Etherea, ale připojují se k hlavnímu blockchainu a dokončují transakce. V tomto článku se budeme zabývat podrobnostmi systému Ethereum Plasma a jeho přínosem pro ekosystém Ethereum.
Co je Ethereum Plasma?
Ethereum Plasma je řešení pro škálování blockchainu, které v roce 2017 navrhli Vitalik Buterin, spoluzakladatel Etherea, a Joseph Poon, který je spoluautorem whitepaperu pro Bitcoin Lightning network. Hlavním cílem návrhu bylo vyřešit převažující problém s přetížením, se kterým se setkávali uživatelé Etherea, což vedlo k druhotným komplikacím, včetně vysokých transakčních poplatků.
Ethereum Plasma pracuje s postranními řetězci, které odlehčují hlavnímu blockchainu Ethereum. Tyto sidechainy neboli podřízené řetězce komunikují a spolupracují s hlavním blockchainem Ethereum. Dceřiné řetězce tedy zbavují hlavní blockchain Ethereum značné části transakčních povinností. Je důležité poznamenat, že podřízené řetězce jsou univerzální a uživatelé je mohou nasadit pro různé případy použití v závislosti na vhodnosti.
Ethereum Plasma vytváří menší řetězce nad stávajícím podřízeným řetězcem a všechny mohou fungovat paralelně, čímž se zlepšuje škálovatelnost sítě Ethereum.
Jak podřízené řetězce řeší škálovatelnost v síti Ethereum
Dětské řetězce řeší jeden ze tří aspektů blockchainového trilematu v síti Ethereum. Odstraňují z hlavního řetězce Ethereum zodpovědnost za zpracování transakcí, což umožňuje zvýšit škálovatelnost blockchainu. Díky podřízeným řetězcům je tedy možné zpracovávat více transakcí současně, aniž by byla ohrožena bezpečnost sítě Ethereum.
Jak jsou uspořádány child chains na platformě Ethereum Plasma.
Transakční procesy prováděné v podřízených řetězcích odlehčují hlavnímu řetězci a umožňují mu soustředit se na bezpečnost sítě. Pozoruhodné je, že podřízené řetězce neobsazují pouze zpracování transakcí. Validátory na podřízených řetězcích ověřují a finalizují transakce. Aktualizované podřízené řetězce jsou v určitých intervalech odevzdávány do hlavního řetězce Etherea prostřednictvím pravidelného ukotvení. Tímto způsobem jsou podřízené řetězce udržovány pod kontrolou, aby byla zachována konzistence s hlavním řetězcem.
Dětské řetězce řeší problémy se škálovatelností na platformě Ethereum implementací paralelního zpracování transakcí, udržováním nezávislé správy stavu, zpracováním transakcí mimo řetězec, periodickým odevzdáváním do hlavního řetězce Ethereum a vytvářením prostoru pro přizpůsobení pro konkrétní případy použití.
Bližší pohled na Ethereum Plasma
Když v ekosystému Ethereum mluvíme o Plasmě, máme na mysli řadu chytrých kontraktů, které se nakonec rozšíří jako samostatné blockchainy. Přestože blockchainy Plasma mohou fungovat samostatně, zůstávají napojeny na hlavní řetězec Ethereum. Cílem blockchainů Plasma je umožnit validátorům zvýšit efektivitu tím, že budou provádět více validací v různých blockchainech současně.
Plasma blockchainy snižují zatížení hlavního řetězce Ethereum. Během své komunikace s hlavním řetězcem předávají Plasma blockchains hlavnímu řetězci pouze hashovací data hlavičky bloku obsahující klíčové informace o bloku, zatímco data si ponechávají ve své síti. Tyto informace jsou vše, co hlavní řetězec potřebuje k ověření, zda je blok správný.
Plasma blockchains také pomáhají Fraud Proof blockchainu tím, že využívají matematické mechanismy, které odhalují podvody v ověřovacím protokolu. Většina procesu identifikace podvodů probíhá v rámci blockchainu Plasma. Když však síť identifikuje podvodný validátor, předloží identifikátor důkaz o podvodu hlavnímu řetězci a podvodný blok se z hlavního řetězce odstraní. V souladu s tím je validátor zapojený do podvodného procesu potrestán.
Plasma je rostoucí Merklův strom
Blokové řetězce Plasma mají podobu stromů s potenciálem pojmout v průběhu času menší podřízené řetězce. Vývojáři Plasmy přijímají inteligentní smlouvy a Merkleho stromy na základě základního rámce. Merkleho strom je organizační protokol, který umožňuje zjednodušené zpracování značného množství dat. Díky němu jsou transakční data méně náročná na blockchainy a kryptoměny.
Ilustrace typického Merklova stromu.
Kombinace Smart Contracts a Merkleho stromů umožňuje blockchainu Plasma vytvářet neomezený počet podřízených řetězců a efektivně je spravovat. Podřízené řetězce jsou replikami hlavního blockchainu Ethereum, ale v menších formách. Každý podřízený řetězec má potenciál pojmout další řetězce, což vede ke stromové struktuře blockchainů Plasma.
Všechny podřízené řetězce tvořící síť Plasma jsou nezávislé a lze je různě upravovat. Všechny jsou inteligentními smlouvami, které mohou ve svých samostatných režimech sloužit nesouvisejícím účelům. Tato schopnost umožňuje podnikům nabízejícím nesouvisející služby implementovat škálovatelná řešení pomocí blockchainů Plasma bez rizika vzájemného ovlivňování.
Jak se Ethereum Plasma liší od sidechainů?
Je snadné zaměnit Ethereum Plasma s běžnými sidechainy, vzhledem k tomu, že oba běží paralelně s jinými blockchainy a mohou s nimi v případě potřeby komunikovat. Liší se však jak strukturou, tak fungováním.
Sidechain je jednoduše alternativní blockchain k mateřskému řetězci, který je navržen tak, aby s mateřským řetězcem komunikoval prostřednictvím blockchain bridge. Základní myšlenkou sidechainů je provozovat "menší" blockchain vedle hlavního blockchainu. Toto uspořádání umožňuje oběma blockchainům vzájemně komunikovat a sdílet mezi sebou aktiva.
Struktura systému Plasma je jedinečná. Není to jen jeden blockchain vedle mateřského řetězce. Místo toho se jedná o rámec podřízených řetězců, který má zvýšit škálovatelnost Etherea.
Plasma i vedlejší řetězce mají konsenzuální mechanismy, které umožňují vytváření bloků. V případě Plasmy je však "kořen" každého bloku zveřejněn na Ethereu. Každý kořen obsahuje všechny informace potřebné k ověření pravosti zpracovávaného bloku.
Součásti systému Ethereum Plasma
Abychom pochopili, jak Ethereum Plasma funguje, uvádíme základní komponenty sítě:
Výpočet mimo řetězec
Analýza mimo řetězec vytváří určitou úroveň důvěry mezi účastníky sítě Ethereum. Jedná se o mechanismus, který umožňuje vypořádání několika transakcí mimo hlavní blockchain Etherea. Myšlenka tohoto konceptu spočívá v tom, že ne všechny transakce musí být potvrzeny každým uzlem hlavního řetězce. Proto vyjmuté transakce odlehčují hlavnímu řetězci od určitého množství práce, čímž jej činí méně přetíženým.
Vývojáři blockchainu Plasma navrhují blockchainy s ohledem na optimalizaci. K řízení transakčních procesů často využívá jediného operátora, což síti umožňuje dosahovat rychlejších transakcí při nižších nákladech.
Státní závazky
Ethereum Plasma pravidelně zveřejňuje stavový závazek v hlavní síti Ethereum. To umožňuje hlavnímu řetězci Ethereum znát stav podřízených řetězců a udržovat mezi nimi určitou úroveň kompatibility. Tímto způsobem může blockchain Plasma i nadále využívat zabezpečení hlavního řetězce.
Zatímco Plasma provádí transakce mimo řetězec, vypořádání probíhá na hlavní prováděcí vrstvě Etherea. Proto musí být oba řetězce neustále synchronizovány, jinak by vznikl prostor pro nesrovnalosti, které by mohly vést k šíření neplatných transakcí.
Vstupy a výstupy
Schopnost interakce obou blockchainů při kombinaci hlavního řetězce Ethereum a Plasma je základním požadavkem. Oba řetězce musí vytvořit komunikační kanál, který umožní převod aktiv mezi nimi, aby bylo možné realizovat řešení škálovatelnosti. Za tímto účelem Plasma implementuje hlavní smlouvu běžící na Ethereu, která zpracovává vstupy a výstupy.
Rozhodčí řízení sporů
Řešení sporů je klíčovým aspektem řešení škálovatelnosti Ethereum Plasma. K jeho implementaci se používá mechanismus, který vynucuje integritu transakcí, přičemž se počítá s tím, že někteří účastníci se mohou rozhodnout jednat ve zlém úmyslu. Tento mechanismus používaný k identifikaci takových účastníků se nazývá Fraud Proof.
Důkaz podvodu je tvrzení, které tvrdí neplatnost určitého přechodu stavu. Uživatelé jej aktivují při podezření na dvojí utrácení. K tomu dochází, když se uživatel pokusí utratit digitální aktivum dvakrát před dokončením prvního potvrzení. Účinnost tohoto procesu závisí na ostražitosti účastníka a jeho schopnosti takové pokusy včas nahlásit, než podezřelý transakci dokončí. Když uživatelé včas zveřejní potvrzení o podvodu, síť pokus o transakci zastaví a viníka potrestá.
Ethereum Plasma zlepšuje škálovatelnost Etherea.
Ethereum Plasma byla zavedena s cílem odlehčit síti Ethereum a zlepšit její škálovatelnost. Díky této implementaci jsou transakce v síti Ethereum levnější a mají vyšší propustnost provádění.
Kromě propustnosti a škálovatelnosti je Ethereum Plasma přizpůsobitelná pro specifické případy použití i v rámci jednoho ekosystému. Usnadňuje provoz a interakci podniků a organizací nabízejících nesouvisející služby v rámci jedné sítě. I přes všestrannost Plasmy však na ní nelze spouštět chytré kontrakty. V síti jsou možné pouze základní transakce, jako jsou převody tokenů a swapy. Také výběry v síti Ethereum Plasma trvají několik dní. To je záměrný mechanismus, který dává prostor pro výzvy v podobě důkazů podvodu.
Často kladené otázky
Co je Plasma v Ethereu?
Plasma je samostatný blockchain vedle mainnetu Etherea, který provádí transakce mimo řetězec pomocí svého validačního mechanismu. Kořen každého bloku řetězce validovaného na Plasmě je zveřejněn v hlavní síti Ethereum.
Co je Plasma v kryptoměnách?
Z obecného pohledu na kryptoměny představuje Plasma rámec škálovatelnosti sestávající z podřízených řetězců běžících vedle mateřského řetězce, který umožňuje škálovatelnost mateřského blockchainu.
Jaký je rozdíl mezi Plasmou a sidechainem?
Sidechain je samostatný blockchain běžící vedle mateřského řetězce, který může s mateřským řetězcem komunikovat prostřednictvím síťového mostu. Plasma je rámec podřízených řetězců navržený tak, aby umožňoval škálovatelnost rodičovského řetězce běžícího vedle něj.
Je Matic plasma?
Síť MATIC, nyní přejmenovaná na Polygon Network, začala jako framework Plasma. Od té doby se však vyvinul v plnohodnotný blockchainový protokol 2. vrstvy.
