Vitalik：区块链扩容的终局

特别感谢 Optimism 和 Flashbots 团队参与讨论了本文中的想法，以及 Karl Floersch、Phil Daian 和 Alex Obadia 的反馈和审查。

• 添加一个 Staking (质押) 层，有着较低的资源需求，从而实现分布式的区块验证。单个区块中的交易被划分为 100 个小区域 (buckets)，每个 bucket 都有一个 Merkle 或 Verkle 树状态根。这个 Staking 层的每个质押者 (staker) 都会被随机分配到其中一个 bucket 中。只有当每个 bucket 中有至少 2/3 的验证者对该小组进行签名时，整个区块才会被接受。
• 引入欺诈证明或 ZK-SNARKs，从而让用户直接 (廉价地) 检查区块的有效性。ZK-SNARKs 可以直接以密码学的方式证明区块的有效性；欺诈证明 (fraud proofs) 是一种更简单的方案，即如果某个区块中包含了一个无效的 bucket，那么任何人都可以广播一个针对该 bucket 的欺诈证明。这种方式在随机分配验证者的基础上又提供了另一层安全性。
• 引入数据可用性抽样 (DAS)，从而让用户检查区块可用性。通过使用 DAS 来检查，轻客户端只需下载特定区块的一些随机选择的部分 (pieces) 就可以验证该区块是否已经被发布了。
• 添加二级交易通道，以对抗审查。其中一种方式是允许二级质押者 (stakers) 提交一些交易清单，使得下一个主要区块必须包含这些交易。

在完成如上事情之后，我们能得到什么？我们会得到这样一条区块链，其中的区块生产仍然是中心化的，但区块验证是无须信任和高度去中心化的，并且有着专门的抗审查能力，阻止区块生产者 (对交易) 进行审查。虽然这条链在结构上有些难看，但它确实提供了我们所寻求的基本保证：即便这条链的每一个主要质押者 (区块生产者) 都意图攻击或审查，他们能做的做坏事情就是全部都离线，此时这条链会停止接收交易，直到社区聚集他们的资源并创建一个诚实的主要质押者节点。

现在，考虑 Rollups 的一个可能的长远未来...

再一次，我们得到了这样一个世界：区块生产是中心化的，但区块验证是无须信任和高度去中心化的，并且仍然是抗审查的。Rollup 区块生产者必须处理大量的交易，因此这是一个很难进入的市场，但他们无法推动无效区块通过。区块可用性由底层链保护，且区块有效性由 Rollup 逻辑得到保证：如果是一个 ZK-Rollup，则是由 SNARKs 确保安全性；而如果是 Optimistic Rollup，则只要存在一个运行欺诈证明器节点的诚实参与者 (他们可以获得 Gitcoin 赠款补贴)，那么该网络就是安全的。此外，由于用户总是可以选择通过链上的二级打包通道来提交交易，Rollup 定序器实际上也无法进行审查。