Vitalik 新文抛出“ZK+Plasma”新方向，L2 格局又将生变？

作者：Haotian

编者按：

11 月 14 日，Vitalik Buterin 在伊斯坦布尔的 L2DAYS 发表了题为 Exit games for EVM validiums: the return of Plasma（退出 EVM 验证游戏：Plasma 的回归）的演讲，随后更新了同名博客文章。

2017 年 8 月，Vitalik Buterin 和 Joseph Poon 发表《Plasma：自主智能合约》一文，宣布将 Plasma 作为以太坊新扩容方案。但随后技术一直没有进展，Plasma 在资金退出等问题上非常复杂，导致其很难成为真正可行的可扩展性解决方案。但 Plasma 的失败并非没有用，zk-Rollup 的诞生让人们看到的 layer-2 扩展的可能方向，它可以解决 Plasma 的数据可用性问题和退出复杂性问题。

随着L2格局越来越中心化，Vitalik又将Plasma方案提出来并结合zk-SNARK证明探讨更多关于以太坊扩容的可能性，加密研究员Haotian撰文从Plasma 应用场景、ZK+Plasma等方面解读了Vitalik的新文章。

拜读了 Vitalik Buterin 有关 Plasma 回归的新作，被 Plasma 基于类 UTXO 的账本「退出游戏」机制深深吸引，且 Vitalik 似乎有意引导市场往 ZK+Plasma 方向探索，避免市场停留在 Rollup 阶段内卷。接下来，详细给大家科普解读下。

我在上一篇解读 Vitalik 文章中说了，以太坊的 2 层扩容方案原本有：Plasma、Rollup、Validium、Parallel 等多种方案，Vitalik 期待中的扩容方向应该是均衡发展，适配各类应用场景进行多样化的 layer2 构建，但现实市场格局是，Rollup 方案一家独大，且日益内卷。

只是，Rollup 虽然方案安全性高，但对 Data Availability 的依赖性过大，而纯以太坊 DA 又受限于性能和成本问题，故而现在市场卷出一种卡位 Rollup 阵营但却依赖第三方 DA 的 Solution，这是一种正在把 Rollup 畸形化的方案，绝非 Vitalik 想看到的现状。

所以，Vitalik 新文章重新搬出了 Plasma，而且引导了一种 ZK+Plasma 的扩容解决方案，显然又是一次事关 layer2 政治摇旗。

为啥 Plasma 目前受限于支付场景？

Plasma 相当于一种侧链解决方案，会定期向主网同步默克尔状态数据，是一种数据和计算依赖主网的扩容方案。这样的话，2 层可以用非常中心化的方式，且设计非常复杂的账本模型来高效扩展，还能复用主网 vailidator 这些系统能力。

总得来说，Plasma 用在支付场景可以保证账本状态被有效追踪和记录。为啥呢？

1）支付场景下，用户只需要保留余额状态，若其他场景得保留全部链下状态数据，会带来存储空间压力；

2）Plasma 安全性依赖「退出游戏」机制，运营方作恶，用户可发起挑战提出自己的资产，若资产状态复杂则则会很麻烦；

3）目前 Plasma 很难兼容 EVM 的诸多无主状态，用户很难用 Plasma 的默克尔状态树账本来对应很多非交易状态，比如 LP、CDP；

Plasma 支付场景如何运作？

如 Vitalik 文章中所说，简单而言：

Plasma Cash 可以把每个 Token 视为 NFT，有唯一编号，当某个用户发生转账时，运营方会在默克尔树叶上记录一笔更新状态，每个用户都可以保存自己全局的默克尔树状态，这样账本追溯起来就不会出乱。

若是本就同质化的 Token，用户可能在消费时存在多次拆分和合并，比如小王 1 个 ETH，先拆分了三份，又把其中两份合并了，每一份都是不规则的，比如 0.001、0.1、0.3 等，如果大批量的拆分，可能导致默克尔数据冗余，这样发起退出游戏机制时可能会产生问题（挑战和验证成本较高），比如回溯近一周的账本发现对不上账。如何解决呢？可以为每一次资产拆分或合并状态匹配一个类 UTXO ID，这样无论怎么拆分都能即刻定位到相应交易树叶。

如何确保安全「退出游戏」机制？

因为 Plasma 没有像 Rollup 们一样有自己独立的链系统，它得时刻确保自己的侧链记账和主网保持同步，这就允许其不必刻意追求去中心化，只要有一个可高效记账的运营主体就行。

但问题来了，若运营方发布了无效区块记了假账，窃取用户资产该怎么办？用户需要随时发出「退出游戏」机制，把 2 层的资产 withdraw 回 1 层，类似于 Rollup 的逃生舱安全机制。

如何做呢？用户可以晒出自己默克尔树状态证明，证明资产转移过程，并发起 7 天挑战期，主网验证节点会检测用户是否为最终的资产 Owner，以及用户是否存在资产双花等问题。（因为主网节点存储了更多的默克尔树状态可以核对用户的 Proof 是否有恶意退出之嫌）。

通过「退出游戏「」来约束 2 层运营方作恶，而挑战期的存在则避免了用户恶意退出，这就确保了 Plasma 链的正常运行。

兼容 EVM「无主状态」的难点？

如前边所言，Plasma 目前更多是针对支付交易场景设计的 2 层解决方案，是一种可类比为 UTXO 模型的记账，而 EVM 本身则是账户模型。UTXO 可以记录每一次余额状态刷新，但 EVM 状态机中的很多「无 Owner」场景很难用 Plasma 的方案来实现。

比如，比如存入 Uniswap 池子的 USDC，放在 MakerDAO 的 CDP 中的资产也同理，用户很难证明哪一笔资产属于自己，这样一旦出现运营方宕机问题，合约被锁，用户就无法正常「退出游戏」。

因为无法证明用户在合约里有钱。受 Plasma 数据特性影响，主网只能监测合约的余额，若运营方给合约增发了一部分钱，用户怎么能证明哪笔钱是自己的，哪笔钱是被恶意增发的呢？

何况一个 layer2 侧链如果只能实现 Payment 转账交易，要如何构建应用和生态，显然这会大大限制 Plasma 的使用场景。

ZK+Plasma 释放的想象空间

若 Plasma 底层彻底的被 ZK 化，用户的操作会以 zk-SNARK 证明形式存在，就能释放很多 EVM 的状态机场景：

假若用户向 Plasma 某合约存入了一笔资产，就可以构造一笔 zkSNARKs 证明，这个证明可以向主网发起「退出游戏」，这样即使池子受安全威胁被冻结，用户也能撤出自己的合法资产；

或者在涉及隐私 DEX 的交易场景下，用户可以用 zkSNARKs 来证明拥有某资产，而不需要暴露自己的隐私；以及 Plasma 的智能合约在进行复杂升级时也可以 zkSNARKs 的形式证明其状态升级正确性，而不需要暴露细节，也能提升合约作恶难度；

以上。

整体来说，Vitalik 全文清晰地描述了 Plasma 的现状以及存在的问题，包括未来 ZK 化的可能性。在我看来，Plasma 并不新颖，甚至过去多年它已经在支付场景找到了自己的位置，此时此刻 Vitalik 抛出 ZK+Plasma 的新方向，是一次方向引导，也是一次政治摇旗，至于市场是否会顺着 vitalik 的意思走，我个人不是很乐观：

1）Rollup 是市场从投入成本、开发难度、生态兼容度等综合出来的最优解，ZK+Plasma 固然是一种更高级的 ZK-Rollup，但当下 ZK-Rollup 的发展也并不乐观，直接跳到 Plasma 过于仓促了；

2）Validium 作为一种独立链扩容方案，在 ZK 的应用程度上相对更高级，但它完全依赖链下 DA，相较之下 ZK+Plasma 似乎和以太坊主网黏性更高，但 Vitalik 这样呼吁可以理解，ZK 的成熟开发者们放弃 Validium 搞 ZK+Plasma 的动力或许不足。