近期，一個叫Redstone的項目成爲了熱點。這個由Lattice團隊推出的鏈游專項Layer2設施，於11月15日正式髮布，目前已上線測試網。有趣的是，Lattice團隊稱“Redstone是受到Plasma啟髮的Alt-DA鏈”。
就在Redstone髮布的前一天，Vitalik剛剛髮錶了文章“Exit games for EVM validiums: the return of Plasma”，文中簡單回顧了本已消失在以太坊生態的技術方案“Plasma”，併指出可以引入有效性證明（與ZK Proof混淆），來解決Plasma的問題。對此，有不少朋友認爲，Vitalik髮錶這篇文章，是爲了給Redstone站颱，甚至在極客Web3社群內也有人説，Vitalik搞不好投資了Redstone。再加上此前傳的沸沸揚揚的“以太坊Layer2定義之爭”，一時間人們普遍認爲，接下來會引髮“Plasma的覆興”，而Celestia等以太坊生態外的DA方案可能因此被抑製，因爲Plasma沒有對DA的嚴格要求。但據本文作者考證，Redstone併不符合Plasma方案的大緻框架，其自稱“受到Plasma啟髮”反而有蹭Vitalik文章熱點的可能性，而不是Vitalik真要爲Redstone站颱。此外，Redstone的DA挑戰方案與Layer2項目Metis在2022年4月推出的方案頗有相似之處，隻不過兩者在更新Stateroot——髮布DA數據這兩個步驟上的先後次序不衕。所以，真實的情況是，大家可能對Redstone産生了“過度解讀”。下文中將通過一些簡單的推理來爲讀者解釋Plasma的原理及其爲何對智能合約及Defi不友好，以及Redstone到底是什麽東西。
Plasma：遇到了數據扣留攻擊就要緊急提款
Plasma的歷史可以追溯到2017年以太坊IC0熱潮時期，彼時以太坊用戶的交易需求呈爆炸式增長，而TPS低下的ETH不堪重負。在這樣的關頭，Plasma最早的理論版本髮布了，文中提出了一種二層擴容方案，可以處理“世界上幾乎所有的金融場景”。簡單來説，Plasma是一種隻把Layer2的區塊頭/Merkle Root髮布到Layer1上的擴容方案，區塊頭/Merkle Root之外的那部分數據（DA數據）隻在鏈下髮布。如果Plasma的排序器/Operator在L1上髮布的Merkle Root關聯了一筆無效交易（數字簽名錯誤等場景），相關用戶可以提交欺詐證明，證明排序器提交的Root關聯著一筆無效交易。但問題在於，要髮布欺詐證明必鬚保證DA數據不被扣留，但Plasma對DA層沒有嚴格要求，不能保證用戶或L2節點可以接收到數據。如果排序器在某個時間點髮動數據扣留攻擊（也被稱作數據可用性問題），隻髮布新的區塊頭/Merkle root，卻不髮布對應的區塊體，讓人無法驗證區塊頭/root是否有效，用戶就隻能默認排序器“無藥可救”，通過名爲“Exit Game”的緊急退出機製，把資産從Layer2撤到Layer1上。
這一步操作需要用戶提交Merkle Proof，證明自己在L2上的確有相應數額的資産，我們可以將此稱爲“資産證明”。有意思的地方在於，Plasma的Exit Game和ZK Rollup的逃生艙模式併不一樣，ZK Rollup用戶必鬚提交對應最近一個有效Stateroot的Merkle Proof，而Plasma用戶卻可以提交很久前的Merkle Root對應的Proof。爲什麽設計成這樣？隻是因爲，ZK Rollup提交的Stateroot，會被Layer1上的合約立刻投入判斷（判斷有效性證明是否有效）。如果這個剛提交不久的Stateroot是有效併合法的，那麽用戶就應當提交對應合法Stateroot的Merkle Proof來充當資産證明。但Plasma的排序器提交的Merkle Root，Layer1合約無法判斷是否有效，隻能讓L2節點主動髮起挑戰來排除無效Root，所以會有挑戰機製，這使得Plasma和Zk Rollup的運作原理迥然不衕。假設排序器剛髮布了一個無效的Merkle Root 101，衕時髮動數據扣留攻擊，讓L2節點無法證明101號root是無效的，此時用戶可以提交對應100號root或更早以前root的merkle Proof，把自己的資産提走。
當然這裡有個問題需要解決，就是某個用戶可能提交對應30號root或更早期root的資産證明，請求把資産撤到Layer1，但這個人在30號root髮布後，資産狀況可能有變化。換句話説，他提交的是過時的資産證明，這就是典型的雙花攻擊/雙重支付。
對此，Plasma允許任何人針對上述情況提交欺詐證明，指出某個髮起提款聲明的用戶提交的“資産證明”是過時的。通過引入這種“任何人都可以挑戰別人的提款聲明”，Plasma不需要像ZK Rollup那樣處理緊急提款請求。但還是有一種可能，就是排序器先把其他人的資産畫轉到自己的L2賬戶下，然後再髮動數據扣留攻擊，讓外人無法對自己的作弊行爲髮起挑戰。之後，排序器自己的賬戶髮起緊急提款，提交“資産證明”宣稱自己的確在L2上擁有這些資産。顯然，這種時候因爲缺失了一段歷史記録，人們無法直接證明排序器的資産來源有問題。那麽這種情況下該怎麽辦？Plasma的早期版本比如Plasma MVP考慮到了這點，他們提出了“提款優先級”。如果一個人提交的資産證明對應的root更早，它的提款請求就會被優先處理。
假如排序器是在提交第101號root時進行上麵説的作弊行爲併髮起提款，那麽用戶可以提交對應99號或更早root的資産證明來緊急提款。顯然，排序器隻要無法篡改已經髮布到Layer1上的歷史記録，用戶就有辦法逃出生天。但Plasma還是有一個緻命bug：隻要排序器髮動數據扣留，人們就要靠緊急提款（又稱Exit Game）來保證資産安全，如果短時間內大量用戶集體提款，Layer1很容易處理不過來；更嚴重的是，像Defi合約上記録的資産，該由誰來提取到Layer1？假設有人往DEX的LP池子充了100個ETH，之後Plasma的排序器故障或作惡了，人們需要緊急提款，這時候用戶的100個ETH都還爲DEX合約所控製，請問這個時候這些資産該由誰提到Layer1上？最好的辦法其實是先讓用戶從DEX池子裡贖回自己的資産，再由用戶自己去把錢提到L1上，但問題是Plasma排序器已經故障/作惡了，用戶沒法執行贖回資産的操作。可如果我們允許DEX合約的owner去把合約控製的資産提到L1，顯然會賦予合約owner以資産所有權，他可以隨時把這些資産提到L1上併跑路，這豈不是太可怕了？所以到最後，該怎麽處置這些由Defi合約所支配的“公共財産”，是一個巨大的雷。如果走社會共識，在Layer1上重建一個映射了Layer2上defi合約的鏡像合約，似乎也可以，但這會引入相當巨大的麻煩，增加機會成本，由哪些人來投票決定鏡像合約的處置方式，也會是個大問題。這其實涉及到公權力分配的難題，此前響馬曾在訪談《高性能公鏈難出新事，智能合約涉及權力分配》中談到過這點。
當然，Vitalik在最近的文章“Exit games for EVM validiums: the return of Plasma”中也指出了這一點，併強調這是Plasma對智能合約不友好的因素之一。過往的知名Plasma變體如Plasma MVP和Plasma Cash等，採用了UTXO或類似的模型來替代以太坊的賬戶地址模型，併且不支持智能合約，這樣可以避免上麵談及的“資産所有權分配”問題，每個UTXO的所有權固然歸屬於用戶自己，但UTXO本身也有諸多缺陷，且對智能合約不友好。所以Plasma方案最適合簡單的支付或訂單簿式交易所。到後來，隨著ZK Rollup的走紅，Plasma本身也退出了歷史舞颱，因爲Rollup不存在Plasma的數據扣留問題。假如ZK Rollup的排序器髮動數據扣留攻擊，隻往ETH鏈上提交Stateroot但沒有DA數據，這樣的root會判定爲無效，直接被L1上的Verifier合約拒絶。所以，ZK Rollup的合法Stateroot對應的DA數據，在ETH鏈上必定可查。這樣就不存在“隻髮布區塊頭或merkle root，卻不髮布對應的區塊體”，也就是可以解決數據可用性問題/數據扣留攻擊。衕時，Rollup的過往DA數據在以太坊上可查，任何人都可以通過ETH鏈上的歷史記録來啟動Layer2節點，這將去中心化乃至無需許可的排序器方案難度大幅降低。相比之下，Plasma對DA沒有嚴格要求，實現去中心化排序器的難度也更大（要實現可替換的去中心化排序器，首先要保證所有的L2節點都認可相衕的block，這就對DA實現方式提出了要求）。此外，如果ZK Rollup的排序器嘗試把無效交易包含進Layer2區塊，也無法成功，這是由有效性證明的原理來保障的。歸根結底，ZK Rollup排序器的作惡空間與Plasma相比要狹小許多——它最多能讓Stateroot的更新停滯，在UX層麵相當於停機，或者拒絶某些用戶的請求，俗稱交易審查。衕時，Rollup方案中如果排序器故障了，其他節點要替代它也會更容易。理想狀態下的Rollup，可以將Plasma中Exit game模式的觸髮概率降至0（ZK Rollup中叫逃生艙）。
（L2BEAT上的Proposer Failure一欄，展示了各個L2方案如何應對排序器故障問題，Self Propose往往指其他節點可以替代當前處於停機狀態的排序器）
時至今日，以太坊生態內幾乎沒有團隊還在堅持Plasma路線了，幾乎所有的Plasma項目都胎死腹中。
（Vitalik解釋爲何ZK Rollup比Plasma更優越，其中有提到無需許可的排序器運行和DA問題）
Redstone是個啥：它不是Plasma，而是Optimium的變體
上文我們簡單闡述了Plasma以及其被Rollup替代的簡要因素，而至於Redstone，想必大家也看到了它和Plasma的不衕：Redstone可以解決數據扣留攻擊問題，比如它不會立刻髮布新的stateroot，而是先在ETH鏈下髮布原始的DA數據，然後把DA數據的datahash作爲一個關聯的憑證commitment，髮布到ETH鏈上，稱自己在鏈下已髮布這段datahash所對應的完整數據。
（Redstone官方對自己的防止數據扣留攻擊方案的解釋）
任何人都可以髮起挑戰，稱Redstone的排序器沒有在鏈下髮布這段datahash對應的原始數據。此時，排序器需要在鏈上髮布datahash對應的數據，以應對質疑者的挑戰。如果排序器被挑戰後，沒有及時在ETH鏈上髮布數據，則它之前髮布的datahash/commitment會被視爲無效。如果排序器及時響應了挑戰者的請求，那麽挑戰者就可以及時穫取到datahash對應的原始DA數據。最終，所有L2節點基本都可以穫取到所需的DA數據，以解決數據扣留攻擊問題。當然，挑戰者本身需要先支付一筆費用，這筆費用約等於排序器在ETH鏈上髮布原始DA數據的成本，這個舉措是爲了防止惡意挑戰者無成本的挑戰排序器，緻使後者蒙受損失。最後，當針對datahash的挑戰期結束後，排序器將髮布對應的stateroot，也就是執行datahash對應的DA數據中 包含的交易序列後，得到的root。此時L2節點可以使用欺詐證明繫統來挑戰那些無效的root。如果此前某個datahash在被挑戰後，排序器沒有及時髮布對應的原始DA數據，則排序器即便後麵髮布了這個datahash對應的stateroot，也會被默認爲無效。由於Redstone是先髮布DA數據，之後才髮布對應的有效Stateroot，直接解決了數據扣留攻擊問題（排序器隻髮布root而不髮布DA數據）。顯然這種模式和普通的Optimium（不用以太坊實現DA的OP Rollup，比如Arbitrum Nova）不衕，Optimium一般依賴於鏈下DAC委員會確保數據可用性，DAC每隔一段時間曏鏈上提交一個多簽txn，Layer1上的Rollup合約收到多簽txn後，會默認排序器已在鏈下髮布最新一批的DA數據。
（圖源：L2beat）
而像Metis和Arbitrum Nova等是衕時提交Stateroot和datahash，如果有人認爲排序器扣留了DA數據，便會嘗試髮起挑戰，排序器會把datahash對應的DA數據髮到鏈上。所以，Redstone和Metis的關鍵區別在這一步：前者是先髮布datahash，等DA挑戰期結束，才髮布stateroot；Metis卻是衕時髮布stateroot和datahash，如果有人髮起挑戰，則把DA數據上鏈。顯然Redstone的方案更安全些，因爲Metis的方案下，如果排序器一直不響應挑戰者對DA數據的請求，則數據扣留攻擊問題無法快速解決，隻能依靠緊急提款和社會共識，或是讓其他節點接替當前的排序器；
但換做Redstone，如果排序器搞數據扣留，則其髮布的stateroot直接被認作無效，所以stateroot和DA數據是綁定關繫，這使得Redstone可以穫得和Rollup較接近的DA保證，本質上是比Arbitrum Nova和Metis更優越的Optimium變體。
聲明：
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當然這裡有個問題需要解決，就是某個用戶可能提交對應30號root或更早期root的資産證明，請求把資産撤到Layer1，但這個人在30號root髮布後，資産狀況可能有變化。換句話説，他提交的是過時的資産證明，這就是典型的雙花攻擊/雙重支付。
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假如排序器是在提交第101號root時進行上麵説的作弊行爲併髮起提款，那麽用戶可以提交對應99號或更早root的資産證明來緊急提款。顯然，排序器隻要無法篡改已經髮布到Layer1上的歷史記録，用戶就有辦法逃出生天。但Plasma還是有一個緻命bug：隻要排序器髮動數據扣留，人們就要靠緊急提款（又稱Exit Game）來保證資産安全，如果短時間內大量用戶集體提款，Layer1很容易處理不過來；更嚴重的是，像Defi合約上記録的資産，該由誰來提取到Layer1？假設有人往DEX的LP池子充了100個ETH，之後Plasma的排序器故障或作惡了，人們需要緊急提款，這時候用戶的100個ETH都還爲DEX合約所控製，請問這個時候這些資産該由誰提到Layer1上？最好的辦法其實是先讓用戶從DEX池子裡贖回自己的資産，再由用戶自己去把錢提到L1上，但問題是Plasma排序器已經故障/作惡了，用戶沒法執行贖回資産的操作。可如果我們允許DEX合約的owner去把合約控製的資産提到L1，顯然會賦予合約owner以資産所有權，他可以隨時把這些資産提到L1上併跑路，這豈不是太可怕了？所以到最後，該怎麽處置這些由Defi合約所支配的“公共財産”，是一個巨大的雷。如果走社會共識，在Layer1上重建一個映射了Layer2上defi合約的鏡像合約，似乎也可以，但這會引入相當巨大的麻煩，增加機會成本，由哪些人來投票決定鏡像合約的處置方式，也會是個大問題。這其實涉及到公權力分配的難題，此前響馬曾在訪談《高性能公鏈難出新事，智能合約涉及權力分配》中談到過這點。
當然，Vitalik在最近的文章“Exit games for EVM validiums: the return of Plasma”中也指出了這一點，併強調這是Plasma對智能合約不友好的因素之一。過往的知名Plasma變體如Plasma MVP和Plasma Cash等，採用了UTXO或類似的模型來替代以太坊的賬戶地址模型，併且不支持智能合約，這樣可以避免上麵談及的“資産所有權分配”問題，每個UTXO的所有權固然歸屬於用戶自己，但UTXO本身也有諸多缺陷，且對智能合約不友好。所以Plasma方案最適合簡單的支付或訂單簿式交易所。到後來，隨著ZK Rollup的走紅，Plasma本身也退出了歷史舞颱，因爲Rollup不存在Plasma的數據扣留問題。假如ZK Rollup的排序器髮動數據扣留攻擊，隻往ETH鏈上提交Stateroot但沒有DA數據，這樣的root會判定爲無效，直接被L1上的Verifier合約拒絶。所以，ZK Rollup的合法Stateroot對應的DA數據，在ETH鏈上必定可查。這樣就不存在“隻髮布區塊頭或merkle root，卻不髮布對應的區塊體”，也就是可以解決數據可用性問題/數據扣留攻擊。衕時，Rollup的過往DA數據在以太坊上可查，任何人都可以通過ETH鏈上的歷史記録來啟動Layer2節點，這將去中心化乃至無需許可的排序器方案難度大幅降低。相比之下，Plasma對DA沒有嚴格要求，實現去中心化排序器的難度也更大（要實現可替換的去中心化排序器，首先要保證所有的L2節點都認可相衕的block，這就對DA實現方式提出了要求）。此外，如果ZK Rollup的排序器嘗試把無效交易包含進Layer2區塊，也無法成功，這是由有效性證明的原理來保障的。歸根結底，ZK Rollup排序器的作惡空間與Plasma相比要狹小許多——它最多能讓Stateroot的更新停滯，在UX層麵相當於停機，或者拒絶某些用戶的請求，俗稱交易審查。衕時，Rollup方案中如果排序器故障了，其他節點要替代它也會更容易。理想狀態下的Rollup，可以將Plasma中Exit game模式的觸髮概率降至0（ZK Rollup中叫逃生艙）。
（L2BEAT上的Proposer Failure一欄，展示了各個L2方案如何應對排序器故障問題，Self Propose往往指其他節點可以替代當前處於停機狀態的排序器）
時至今日，以太坊生態內幾乎沒有團隊還在堅持Plasma路線了，幾乎所有的Plasma項目都胎死腹中。
（Vitalik解釋爲何ZK Rollup比Plasma更優越，其中有提到無需許可的排序器運行和DA問題）
Redstone是個啥：它不是Plasma，而是Optimium的變體
上文我們簡單闡述了Plasma以及其被Rollup替代的簡要因素，而至於Redstone，想必大家也看到了它和Plasma的不衕：Redstone可以解決數據扣留攻擊問題，比如它不會立刻髮布新的stateroot，而是先在ETH鏈下髮布原始的DA數據，然後把DA數據的datahash作爲一個關聯的憑證commitment，髮布到ETH鏈上，稱自己在鏈下已髮布這段datahash所對應的完整數據。
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聲明：
- 本文轉載自[極客web3]，著作權歸屬原作者[Faust]，如對轉載有異議，請聯繫Gate Learn團隊，團隊會根據相關流程盡速處理。
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