作者：Vitalik Buterin

译者：Alan，Plancker DAO

原文链接：https://vitalik.eth.limo/general/2023/11/14/neoplasma.html

2023 年 11 月 14 日

特别感谢 Karl Floersch、Georgios Konstantopoulos 和 Martin Koppelmann 的反馈、审阅和讨论。

Plasma 是一类区块链扩展解决方案，允许除存款、取款和默克尔根之外的所有数据和计算保留在链外。这就为获得非常大的可扩展性收益打开了大门，而不会受到链上数据可用性的瓶颈限制。Plasma 最早发明于 2017 年，在 2018 年经历了多次迭代，其中最著名的是最小可行 Plasma、Plasma Cash、Plasma Cashflow 和 Plasma Prime。遗憾的是，Plasma 后来基本上被 rollups 所取代，主要原因是：（1）客户端数据存储成本大；（2）Plasma 的基本局限性使其很难推广到支付以外的领域。

有效性证明（又名 ZK-SNARKs）的出现让我们有理由重新考虑这一决定。让 Plasma 适用于支付的最大挑战是客户端数据存储，而有效性证明可以有效地解决这个问题。此外，有效性证明还提供了大量工具，让我们可以制作一个类似于 Plasma 的链，运行一个 EVM。Plasma 的安全保证不会覆盖所有用户，因为无法将 Plasma 式退出游戏扩展到多种复杂应用的根本原因依然存在。不过，在实践中，很大一部分资产还是可以保证安全的。

本文章将介绍如何扩展 Plasma 的想法来实现这一目标。

概述： Plasma 的工作原理

最简单易懂的 Plasma 版本是 Plasma Cash。Plasma Cash 的工作原理是将每个独立的硬币视为一个独立的 NFT，并跟踪每个硬币的独立历史。Plasma 链有一个操作员，负责制作并定期发布区块。每个区块中的交易都存储为一棵稀疏的默克尔树：如果一笔交易转移了 k 币的所有权，它就会出现在树的 k 位。当 Plasma 链操作员创建一个新区块时，他们会将默克尔树的根发布到链上，并直接向每个用户发送与该用户拥有的硬币相对应的默克尔分支。

假设这是 Plasma Cash 链中的最后三棵交易树。那么，假设之前的交易树都是有效的，我们知道 Eve 目前拥有硬币 1，David 拥有硬币 4，George 拥有硬币 6。

等离子系统的主要风险在于操作员的失误。这可能通过两种方式发生：

1. 发布无效区块（例如，操作员包含一笔交易，将 1 号硬币从Fred 发送给 Hermione，即使 Fred 当时并不拥有该硬币）
2. 发布不可用区块（例如，运营商没有向 Bob 发送其中一个区块的 Merkle 分支，导致 Bob 无法向其他人证明其硬币仍然有效且未被使用）

如果运营商的不当行为与用户的资产相关，用户有责任立即退出（具体而言，在 7 天内）。当用户（"退出者"）退出时，他们会提供一个 Merkle 分支，证明包含了将该币从前任所有者转移给他们的交易。这将开启一个为期 7 天的质疑期，在此期间，其他人可以通过提供以下三种情况之一的 Merkle 证明来质疑退出者：

1. 非最新拥有者：由出局者签署的将出局者代币转让给他人的后期交易
2. 双重消费：将硬币从前拥有者转移给其他人的交易，包括将硬币转移给前拥有者的交易之前的交易。
3. 无效历史记录：之前（过去 7 天内）转账的交易没有相应的支出。退出者可以通过提供相应的花费来做出回应；如果没有，退出失败。

根据这些规则，任何拥有 k 币的人都需要查看过去一周所有历史树中位置 k 的所有 Merkle 分支，以确定他们确实拥有 k 币，并可以退出。他们需要存储所有包含资产转移的分支，以便应对挑战，安全地退出自己的钱币。