近段時間著名的比特幣投資者Olivier Janssens發布的推特投票中，Vitalik Buterin表達了其對ERC20 CBDC（央行數字貨幣）的支持。當被問到有關延展能力的問題時，Buterin回答，即將到來的Plasma部署能夠解決這類問題，這樣區塊鏈網絡就足以支撐央行需要的容量了。

本期研究院的主題就詳細為大家詳解Plasma擴容方案如何做到支持極高的交易，并且成為行業內最風靡的落地技術方案。

Plasma到底是什么

Plasma是由Joseph Poon和Vitalik Buterin提出的一種區塊鏈擴容方案。Plasma是指在根區塊鏈或者說主鏈（例如以太坊區塊鏈）上運行一系列智能合約，這些合約會制定相關的規則。基于根區塊鏈上部署的合約延伸出來的區塊鏈被稱為子鏈，合約中制定的狀態交易規則將用于子鏈，這些子鏈也可以進一步衍生出自身的子鏈。

大多數情況下，子鏈能夠完成大量的計算，僅僅周期性的將正常狀態的Merkle證明廣播到根鏈，根鏈只需處理少量來自子鏈的請求，這樣可以大大擴展整個系統的容量。

根鏈和子鏈形成了一種樹狀的分層結構，如下圖所示。區塊的提交依次向下流動。用戶想要退出Plasma子鏈時，退出申請可以提交給任意父鏈，最終被提交到主鏈。

Plasma區塊鏈樹狀結構

Plasma類似于一個法院的系統，位于不同樹深度的Plasma區塊鏈就像是各級法院。更高一級的法院可以否認下層法院的審判結果，根鏈就是級別最高的法院。一般情況下由低級別法院進行審判，若用戶不認同審判結果，則可以回到更高級別的法院。這樣可以最大化下層法院的可用性，最小化非共識狀態的成本。

Plasma中蘊含的博弈機制

Plasma是通過創建經濟激勵和獎懲機制使整個區塊鏈系統正常工作。在Plasma區塊鏈中，子鏈擁有自己的共識算法，且獨立于根鏈。與現有區塊鏈類似，子鏈中也存在區塊生產者，稱為Plasma鏈的運營者（Operator）。但是這些區塊生產者需要抵押一部分資產，如果他們保持誠實，正確地記錄子鏈的區塊內容，那么他們會得到經濟上的獎勵；而如果他們出現不良的欺詐行為，則抵押的資產將被銷毀。

在一個Plasma子鏈中，驗證者（validator）或運營者負責將子鏈的相關活動通知給根鏈。為節省存儲空間，只有區塊頭的哈希提交到根鏈，其他信息保存在子鏈上。

若要使用Plasma鏈，用戶需要向Plasma鏈中存入資金。用戶通過將資金移動到根鏈上部署的Plasma智能合約上的方式，將資金從根鏈轉移到相應的子鏈上。

Plasma區塊鏈中，根鏈是所有全局計算的強制執行者，并僅在給予欺詐行為操作者懲罰。若Plasma子鏈中的用戶發現運營者提交了偽造的信息給根鏈，那么他們可以提交相關的欺詐證明數據給根鏈，以證明運營者提供的數據是偽造的。一旦證明成功，Plasma子鏈的區塊將回滾到偽造之前的狀態，同時，運營者也將受到懲罰。

如何取回質押資產

如果用戶想要取回自己的資產，或者用戶對自己所在的Plasma鏈產生信任危機，想將資產轉移回根鏈或Plasma父鏈。用戶可以發起一個取款交易（Withdrawal transaction）或者退出交易（exit transaction），即用戶提交其交易歷史的Merkle證明，以證明其擁有一定數量的資金。

一般地，取款的類型分為兩種。一種是簡單取款（Simple Withdrawal），即單方從子鏈中取回資產；另一種是大量取款（Mass Withdrawal），即多方一起從子鏈取回他們的資產。

簡單取款包含以下幾個步驟：

1.用戶提交一個簽了名的取款交易（Withdrawal transaction）給根鏈或者Plasma父鏈。用戶在發起取款交易的同時需要附上一筆押金作為獎勵金。

2.提交取款交易后進入一個挑戰期。在挑戰期時間內，任何人都可以提交欺詐證明來挑戰該用戶的資產聲明，證明該用戶的資產聲明無效或者過期。若挑戰成功，那么該筆取款交易會被取消，且挑戰者可以得到該用戶提供的獎勵金。

3.若直到挑戰期結束都沒有人能夠提供欺詐證明，那么就認定該取款交易是正確的，該用戶可以贖回在根鏈或Plasma父鏈上的資金，且獎勵金會退回給用戶。

而對于大量的取款，情況顯然更為復雜。

當多個用戶同時向根鏈或者Plasma父鏈提交取款交易時，根鏈或父鏈會根據用戶的UTXO或者賬戶創建的時間，按照從最初的一筆交易到最新一筆交易順序處理用戶的取款交易。這種處理順序可以在一定程度上阻止欺詐行為，后面在講到Minimal Viable Plasma時會舉例進行說明。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Qtum量子链研究院：Plasma扩容方案详解（上）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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