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本文翻译自：Making Sense of Ethereum’s Layer 2 Scaling Solutions: State Channels, Plasma, and Truebit
原文作者：Josh Stark
译者：区块链中文字幕组 平兄
文章简介：作者简单地概述了目前以太坊的扩容难题和Layer 1 和 Layer 2 扩容方案之间的区别，后面针对 Layer 2扩容方案的三个项目 State Channels , Plasma 以及 Truebit 进行详细介绍。此文截止20180710已经在Medium上获得了罕见的8.1K赞， Vitalik Buterin，Jon Choi，Matt Condon，Chris Dixon，Hudson Jameson，Denis Nazarov 和 Jesse Walden 也对原文早期草稿提供了评论意见。
目录
- 公有链的扩容难题
1.1. 如果每个节点不需要并行地处理所有操作呢？
1.2.如果我们能使用以太坊现有的性能挤出更多的有用操作呢？ - Layer 2 是加密经济解决方案
2.1. 状态通道
2.2. Plasma
2.3.Truebit - 总结
Truebit
Truebit 是一种帮助以太坊在链下执行繁重复杂计算的技术。这使得它不同于状态通道和Plasma，后两者更加有利于增加以太坊网络的总吞吐量。如我们在开篇部分所讨论的，扩容是一个多因素难题，其不单只是要求高吞吐量。Truebit并不是可以实现更高的吞吐，而是让基于以太坊的应用在仍由主链验证的前提下，能够处理更复杂的事情。
这能够让以太坊应用实现更多的操作计算，这些操作在链上计算成本都是十分昂贵的。例如，验证来自其他区块链的简单支付验证证明，这个证明可以让以太坊智能合约“检查”交易是否在另一个链上已经发生（如比特币或狗狗币） 。
我们来看看一个例子。假设你有一些昂贵的计算（像SPV证明）作为应用程序的一部分执行，你不能简单地把它当做以太坊智能合约的一部分，因为SPV证明的计算成本很高。记住，在以太坊运行任何计算的成本都很高，因为每个节点都需要执行该运算。以太坊区块有一个最大gas限制，该限制为该区块中所有交易能执行的计算总量设置了上限。 但一个SPV证明的计算成本十分昂贵，即使它是区块里唯一的交易，它需要的 gas 值也是单个区块 gas 值限制的许多倍。
相反，你可以支付小额的费用让别人在链下为你做这些计算。这些人被称为“解算者（solver）"。
首先，解算者在智能合约中锁定一定的保证金。然后你提供给解算者相关的计算需求。他们运行计算，返回结果。如果结果是正确的（大多数在一秒内），退回保证金。如果解算者被证明计算错误（如故意欺骗或者出错），扣除保证金。
但是我们如何区分结果是对是错呢？Truebit使用了一种叫做”验证游戏“的经济机制。本质上，我们为称为”挑战者“的一方创造了一种激励机制去检查解算者的工作。如果挑战者通过验证游戏证明了某个解算者提交了错误的结果，那么挑战者会获得奖励，通时那个解算者的保证金会被扣除。
因为验证游戏是在链上执行的，所以它不能仅仅计算结果（这会破坏系统的整个目的，如果我们把计算在链上执行，则不需要Truebit）。相反，我们强迫解算者和挑战者来确定他们没有达成一致的特定操作。实际上，我们把双方逼到一个死角——找到他们没有达成一致的实际代码行。
【图片】
一旦这个特定操作识别出来了，此时这个操作已经是十分简易的了，我们便可以在以太坊主链上执行该操作，从而也能知道到底是解算者还是挑战者出错。
如果你想要深入了解Truebit，你可以阅读这篇文章，或者Simon de la Rouviere的 博客。
总结
Layer 2解决方案有一个共同的观点：只要我们拥有主链提供的确定性核心内核（即提供去中心化安全性），我们将可以锚定主链，在此基础上进行性能上的扩展。
目前我们已经了解了几个例子，我们可以更加具体地了解Layer 2解决方案是如何应用这一理念的。Layer 2解决方案使用的经济机制倾向于是互动游戏：它们通过为不同团体创建激励，来相互竞争或“检查”彼此的工作。区块链应用程序可以假定某给定的声明可能是真实的，因为我们已经为另一方创建了强激励，如果提供的信息是错误的，它会进行提示。
在状态通道中，是我们如何确定通道的最后通道（通过给各方一个反驳彼此的机会，即签名）。在Plasma中，是我们如何管理欺诈证明和撤资。在Truebit中，是我们如何确保解算者提交正确结果（通过引入挑战者激励其检查解算者的结果）。
这些系统将有助于解决在以太坊扩容中遇到的难题。像状态通道和Plasma这些，将会提高以太坊的吞吐量。像Truebit这种能够让智能合约包含更复杂的计算，从而适用于更多的新的使用场景。
这三个例子只是代表了加密经济扩容设计方案的一小部分。我们没有涉及过一些已经在开展的跨链协议如 Cosmos 和 Polkadot 。我们也应该希望能发明新的意想不到的Layer 2系统，能够提升现有模型或者提供一种三元悖论的新的权衡。
比任何Layer 2解决方案更重要的是，底层技术的进一步开发和使layer2得以实现的机制：加密经济设计。
这些layer 2扩容方案证明可编程区块链（如以太坊）的长期价值的有力证据。只有可编程区块链才有可能构建layer 2解决方案的底层经济机制：你需要一个脚本语言去编写程序以执行交互游戏。这个在只提供有限脚本能力的区块链上（如比特币）会变得更加困难。
以太坊允许我们构建layer 2解决方案，以便在速度、最终一致性和开销之间找到新的权衡点。这使得底层区块链更适用于多种类的应用程序，因为具有不同威胁模型的不同类型的应用程序，对于不同的权衡有自然的偏好。对于国家级防审查的高价值交易，我们使用主链。对于速度更重要的数字资产交易，我们可以使用Plasma。layer 2可以让我们在保持去中心化的特性、不可更改的特性和不影响底层区块链的情况下做出这些权衡。
而且，事先很难预测给定的扩展方案需要哪些脚本功能。设计Ethereum时，Plasma 和 Truebit 尚未发明。但是因为以太坊是完全可编程的，它实际上能够实现我们发明的任何经济机制。
充分利用区块链技术价值（加密经济共识所创造的核心确定性，即保证全网统一账本，也实现了去中心化和安全性）的唯一方法，是使用可编程区块链（如以太坊）。
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