Plasma

这一系列文章将围绕以太坊的二层扩容框架，介绍其基本运行原理，具体操作细节，安全性讨论以及未来研究方向等。本篇文章作为开篇，主要目的是理解 Plasma 框架。 Plasma 作为以太坊的二层扩容框架，自从 2017 年被 Joseph Poon（Lightning Network 创始人）和 Vitalik Buterin （Ethereum 创始人）提出以来[1]，一直是区块链从业人员关注的焦点[2]。首先需要明确的是，Plasma 实质上是一套框架，而不是一个单独的项目，它为各种不同的项目实际项目提供链下（off-chain）解决方案。这也是为什么很多人对 Plasma 感到疑惑的一个重要原因，因为在缺乏实际应用场景的情况下很难将 Plasma 解释清楚。 因此，理解 Plasma 是一套框架是理解 Plasma 的关键。 1 从区块链扩容谈起 在介绍 Plasma 之前，不得不先介绍区块链扩容。我们都知道，比特币（Bitcoin）和以太坊（Ethereum）作为目前最广泛使用的区块链平台，面临的最大问题就是可扩展性（Scalability）。这里需要注意的是，区块链中的可扩展性问题并不是单独特指某个问题，而是区块链想要实现 Web3.0[3] 的愿景，为亿万用户提供去中心化服务所要克服的一系列挑战。虽然以太坊号称是“世界计算机”，但这台“计算机”却是单线程的

这一系列文章将围绕以太坊的二层扩容框架，介绍其基本运行原理，具体操作细节，安全性讨论以及未来研究方向等。本篇文章主要介绍在 Plasma 框架下的项目 Plasma Cash。 深入理解Plasma（1）：Plasma 框架 深入理解Plasma（2）：Plasma 细节剖析 深入理解Plasma（3）：Plasma MVP 在 上一篇文章中 我们已经理解了 Plasma 的最小实现 Plasma MVP 如何使用 UTXO 模型实现 Plasma 链下扩容的核心思想。但由于 Plasma MVP 本身过于简单，并不能用于实际的生产环境中。2018 年 3 月，在巴黎举行的以太坊开发者大会上，Vitalik 发布了 Plasma Cash 模型[1]，可以视为对 Plasma MVP 的改进。Plasma Cash 与 Plasma MVP 的主要区别是每次存款操作都会产生一个唯一的 coin ID 对应转移到侧链上的资产，并使用一种称为稀疏梅克尔树（Sparse Merkle Tree）的数据结构存储交易历史。由此带来的好处是用户不需要关注子链上的每个动态，只需要关注跟自己的 token 有关的动态。在下文中将介绍具体细节。 1 存款（Deposits） Plasma Cash 中的每次存款操作都会对应产生一个 NFT（non-fungible token）[2]。NFT

这一系列文章将围绕以太坊的二层扩容框架，介绍其基本运行原理，具体操作细节，安全性讨论以及未来研究方向等。本篇文章主要介绍 Plasma 的一个最小实现 Plasma MVP（Minima Viable Plasma）。 在 上一篇文章中 我们已经理解了 Plasma 中的一些关键操作，但是 Plasma 是一套框架，如果脱离了实际的应用，仍然很难彻底理解它。因此本篇将详细介绍 Plama 的第一个项目 Plasma MVP（Minimal Viable Plasma），即在 Plasma 框架下的最基础的实现。Plasma MVP 是 Vitalic 和他的团队在 2018 年初提出的基于 UTXO 模型实现的 Plasma 设计标准[1]，它以最简单的方式实现了链下交易，但无法支持复杂的计算，例如脚本（Script）和智能合约。在阅读下面的内容之前，请确保已经理解了这个系列之前的文章。 深入理解Plasma（1）：Plasma 框架 深入理解Plasma（2）：Plasma 细节剖析 整个 Plasma MVP 的生命周期可以通过下面这幅图表现出来： 1 Plasma 合约 首先需要将 Plasma 合约部署到主链（以太坊）上作为主链和子链沟通的媒介。Plasma 合约会处理由子链提交的区块，并且将区块的哈希值存在主链上。除此之外，还会处理用户的存款（deposit）、取款

这一系列文章将围绕以太坊的二层扩容框架，介绍其基本运行原理，具体操作细节，安全性讨论以及未来研究方向等。本篇文章主要对 Plasma 一些关键操作的细节进行剖析。 在 上一篇文章中 我们已经理解了什么是 Plasma 框架以及它是如何运行的，这一篇文章将对其运行过程中的一些关键部分，包括 Plasma 提交区块的过程，当有恶意行为发生时如何构建防伪证明以及如何退出 Plasma 子链等进行剖析。需要注意的是，由于 Plasma 是一套框架，因此本文只剖析 Plasma 项目的共性，每一部分的实现细则还是需要参考实际的项目，例如 Plasma MVP（Minimal-Viable-Plasma）和 Plasma Cash 等。 1 存款（Deposit） Plasma 的主要思想就是将大部分计算过程都转移到链下进行，用户只有在进入和退出 Plasma Chain 的时候需要跟主链上的智能合约交互，这也是所有 Plasma 应用的标准流程。 用户在将主链的资产（如以太币或者其它 ERC20 合约发布的 token）转移到 Plasma Chain 的过程称为存款（Deposit），具体做法是直接向主链上的 Plasma 合约发送以太币或 token。Plasma 合约收到 Deposit 交易后会在子链上创建跟 Deposit 数额一致的交易，并将其打包进区块中，作为存款确认的证明