区块链的新视角:数据库、共识、Rollup与桥’ -> ‘区块链的新视角:数据库、共识、Rollup和桥

'区块链的新视角:数据库、共识、Rollup和桥'

区块链作为数据库

本文是由 Arbitrum 基金会和 Lemniscap 的 LianGuaitrick McCorry 撰写的。LianGuaitrick 是英国第一位加密货币博士毕业生,他在研究比特币和以太坊相关方向时积累了丰富的经验,并在伦敦国王学院担任助理教授。本文分两部分,第一篇为《区块链作为数据库》(Blockchain as a Database),第二篇是《数据库跨链》(Bridging Databases)。LianGuaitrick 以第一性原理的方式解释了区块链的本质和共识协议的作用,并介绍了 Layer1、Layer2 和跨链桥的工作原理,以及 Layer1 和 Layer2 的区别。

区块链的本质

区块链是一种数据结构,用于规定数据(交易)的整体排序。它的主要目的是允许任何人获取数据,并按照确定的规则计算出数据库的副本。区块链的核心是一个数据库,其中记录着账户余额、智能合约代码和程序状态。在几乎所有的系统中,区块链都定义了所有历史交易的顺序。因此,我们可以将区块链看作是一组有顺序的数据表,可以根据确定的规则计算出数据库副本。区块链的目的就是允许用户计算出数据库副本,让复制这个数据库成为可能。

共识协议的作用

区块链的一个重要问题是如何实现全球一致,并认识到什么是真正的区块链。共识协议的目标是让一群可能是匿名的、互不信任的各方就一个决定达成一致。在区块链的语境中,共识协议使一个方能够提出一个数据块,将其附加到数据序列的最上端,所有其他方都同意这确实是新的区块头。因此,共识协议使得所有的参与者都能够就新的数据块达成一致。共识协议的设计和实施需要考虑许多技术挑战,例如开放性、通信复杂性和经济激励等。然而,只需要存在一个共识协议,它可以使所有各方就新的数据块达成一致。

桥接世界

在现实世界中,有许多数据库希望与加密资产进行互动。为了实现这一目标,我们需要建立桥来将消息从一个数据库传递到另一个数据库。桥可以被视为一种通信协议,其中实体(桥)位于发送者和接收者之间。为了确保消息的真实性,桥通常依赖于一个权威机构来验证消息的来源和内容。然而,我们可以尝试减少对权威机构的依赖,通过将加密证明与消息一起发送来证明消息的真实性。这样,接收方的智能合约就可以独立验证消息的真实性,而无需信任权威机构。目前有许多不同类型的桥,其中一些依赖于人工运营,而另一些则采用验证桥的方式。验证桥的核心思想是使智能合约能够独立验证决策的内容是否正确。

桥和资产转移

除了传递消息之外,桥还可以用于资产转移。用户可以通过在发送方数据库中进行存款,然后在接收方数据库中进行提款的方式,在数据库之间转移资产。为了实现这一目标,我们可以在每个数据库上部署两个智能合约:金库和发行合约。金库负责保管资产,发行合约负责在接收数据库中发行对应数量的资产。用户可以通过存款流程将资产存入金库,然后通过提款流程从金库中提取资产。这种设计的好处之一是任何人都可以验证发行的代币是否有一个完全抵押的金库作为后盾。

下一步展望

虽然我们已经取得了一些进展,但是建立安全的桥仍然是一个挑战。过去的经验告诉我们,依赖于人工运营的桥是不可靠的,而验证桥虽然更可靠,但仍然依赖于共识协议的有效性。未来的研究应该致力于改进和优化桥的设计,以提高安全性和可靠性。我们需要找到一种方法,使智能合约能够独立验证共识协议所做决策的有效性,而无需信任任何中介机构。只有这样,我们才能实现可扩展和安全的跨链资产转移。