Layer2技术 - Plasma MVP图例介绍

最近在看Layer2技术（扩容技术）。目前的公链技术（Layer1技术）存在TPS性能不够，无法满足大规模交易的需求。Layer2技术主要还是分片，状态通道，侧链，Plasma，雷电网络等等。Layer2技术的主要思想是利用“Off-Chain”的高性能计算，只把计算结果存储在链上（“On-Chain”），从而实现可扩展性的高性能。

VK在2017年提出了Plasma的想法。想法的文章可以从Plasmas的官网（现在还很简陋）下载：https://plasma.io/plasma.pdf。Plasma，用VK在文章中的描述：

Plasma is composed of two key parts of the design: Reframing all blockchain compu- tation into a set of MapReduce functions, and an optional method to do Proof-of-Stake token bonding on top of existing blockchains with the understanding that the Nakamoto Consensus incentives discourage block withholding.

Plasma由两部分设计组成：1）类似MapReduce分布式计算的区块链计算能力 2）PoS的共识。简单的说，Plasma负责分发计算需求，搜集以及将计算结果记录在主链上。计算过程由PoS共识完成。

VK的文章比较晦涩，特别喜欢用非常长的英文句子。Plasma的介绍的文章，有点像VK对Plasma的思考笔记。后续的文章会针对Plasma进行细节的介绍，本文图例介绍Plasma的MVP系统。

Plasma的相关的代码目前并未公开，目前在Github上只有Plasma的MVP系统（最小可行产品）的实现。

1）Plasma智能合约在主链部署

Plasma必须在主链上部署智能合约，完成主链和子链的交互。

2）子链的资金初始化

2.a）用户Sam向Plasma智能合约转账，作为子链的资金

2.b）子链的Operator（“操作员”），发现智能合约交易后，在子链上创建对应的资金交易。在子链上所有的交易都是采用“UTXO”模型。

2.c）在子链的交易打包生成区块后，Operator向Plasma智能合约提交区块的验证信息。

2.d）Sam查看Operator的所有操作，如果有误操作，直接退出（MVP的这部分实现比较简单，如果Operator有误操作，子链用户只能选择退出子链）。退出子链的逻辑在后面描述。

3）子链转账

如果Sam向转账给Alice，大体步骤如下：

3.a）Sam通知Operator具体的转账交易内容

3.b）Operator将交易打包生成区块

3.c）在子链的交易打包生成区块后，Operator向Plasma智能合约提交区块的验证信息。

3.d）在Operator发现区块验证信息已经提交到主链后，通知Alice查验。

4）子链用户退出

退出子链，必须向Plasma智能合约提出申请。如果申请，在一个星期内，没有人挑战，则退出成功。注意，在子链中资金都是用UTXO表示，而且区块的证明信息能用来证明一个UTXO包含在一个区块中。

4.a）Sam向Plasma智能合约提出退去请求（提供退去请求的金额以及被挑战需要支付的保证金）。

4.b）如果Alice发现Sam的退出请求有问题，在一个星期内向Plasma智能合约提交证据。

4.c）如果证据正确，Alice获得Sam的保证金。Sam退出失败。

如果申请退出成功，Plasma智能合约将释放资金回到主链上。

5）Operator提交错误的区块证明

子链用户在发现Operator提交错误的区块证明信息时，向Plasma提出退出请求。如果Operator也提出退出请求时，必须等到其他退出请求完成后才能执行。

总结：Plasma是Layer2的扩容技术，在2017年由VK提出。Plasma的主要思想是实现链下的计算能力，并将计算结果记录在链上。Plasma的实现目前还没有公开。在Github上有一些Plasma的MVP实现，其主要的思想：账户模型采用UTXO，区块的证明采用UTXO交易的Merkle Root。

近期会写一些Layer2技术的总结和梳理文章，对Layer2技术感兴趣的小伙伴，可以关注我的公众号或者微信一起讨论。