科普 | 一種以太坊 Layer-2 的通用橋_CLAIM

隨著走向成熟的以太坊Layer-2解決方案多了起來，ENS也要能為整個生態系統提供服務，同時讓ENS用戶能夠獲得Layer-2解決方案給他們帶來的效率提升。自Vitalik的一篇帖子提出了一種可能的方法之后，ENS團隊和廣大的ENS和L2社區也一直在開發一種通用的“Layer-2橋”，讓包括ENS在內的應用，能夠以免信任的方式在多個鏈下信源處檢索數據，進而使跨平臺的互操作性成為可能。

在10月27號最新的一次工作會議上，我演示了這個想法的一個初步實現。本文中我會詳細講解這種解決方案。

目標

概要來說，Layer-2和其它相關系統的工作原理都是減少與以太坊交互的需要，它們將原本需要在鏈上保存和訪問的狀態移到了別的地方，同時，保證在以太坊區塊鏈上有足夠多的信息能驗證數據的正確性。舉個例子，在Rollup這種常見的方案中，狀態會存儲在另外一個系統中，只有witness數據例如默克爾根會存儲在以太坊區塊鏈上。有了這些witness數據和Layer-2解決方案的訪問權，一個參與者就可以構建出對任意保護在Layer-2系統中的數據的有效性證明，并且可以由以太坊來驗證。

這個定義比大多數人所認為的“Layer-2”要更加廣泛——它還包括了其它一些減少鏈上數據存儲的工具，比如使用賬戶余額默克爾樹的空投，以及會觸發事件但并不在鏈上存儲余額的代幣。

動態 | 人民日報官方微博科普區塊鏈 強調區塊鏈不等于比特幣:人民日報官方微博今早發表9圖科普區塊鏈。其中涉及區塊鏈的特點有：1、安全；2、不可篡改；3、可訪問；4、無第三方。區塊鏈對未來的影響：1、不需繁瑣個人證明；2、看病避免反復檢查；3、旅行消費更加便捷；4、交易無需第三方。同時強調，區塊鏈不等于比特幣。比特幣只是區塊鏈技術的一種應用，區塊鏈還有醫療衛生、食品安全、版權保護等諸多應用領域。[2019/10/28]

對于ENS和其它應用來說，關鍵問題在于，在一個存在許多互不兼容的Layer-2方案的世界里，如何能以信任最小化的方式——也就是不引入任何新的信任假設——從某個系統中檢索數據，且不需要變成所有Layer-2方案的客戶端、自己來存儲可能有用的數據。

一個幼稚的方法是，要求所有的系統都使用同樣的witness數據格式。但這一點是不可能的，兩個原因：第一，witness數據的格式和類型都高度依賴于相關系統的實現細節，ZKRollup和OptimisticRollup使用的元件必定不同；第二，客戶端仍然無法實際獲得數據。

實用的方法必須滿足下列條件：

客戶端不需要為它們可能與之交互的每一個系統提供顯式支持。

客戶端必須能夠驗證返回的數據是有效的，最好無需引入除相關L2方案自帶假設以外的信任模型。

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解決方案不會要求接入的L2平臺產生結構性的變更。

第三方必須能夠為L2平臺開發接口，無需平臺維護者的支持和參與。

解決方案概覽

我們提議的方案的核心是一種標準化的工具，讓客戶端能夠從一個外部系統——一個網關服務——處檢索數據；以及一種標準化的方法，來驗證返回的數據是正確的。

相應地，這里有兩個主要的組成部分：第一個，是一個放在以太坊Layer-1上的智能合約，向客戶端提供一個發現網關并驗證網關響應正確性的工具；第二個，是一個網關服務，理解如何與給定的L2系統交互、以及如何為合約的用途而格式化數據。

在該模型下，獲得數據的過程分三步：

這里的網關服務只需要為客戶端所發送的claim調用解碼函數調用數據，組裝一個證明——或者，在一個實際的L2方案中，參考L2來組裝出一個證明——然后將結果編碼放在對claimWithProof的調用中，返回給客戶端。

最后，客戶端驗證返回的calldata是否以合約所斷言的前綴開始，如果是，則使用交易發送calldata給合約。

claimableBalance的實現也差不多，只是客戶端使用calldata來調用合約，將返回值作為調用的最終結果。

安全考慮和信任模型

假設客戶端信任了原始合約——我們的意思是，期望該合約會以特定的方式運行，而這可以通過檢查它發布的源代碼來驗證——那么這個系統就不會引入任何新的信任假設。雖然網關的響應是一個外部流程，但其不良行為的范圍僅限于拒絕服務。

首先，如果我們信任合約，我們同樣也會信任它來制定一個網關URL來回應我們的查詢請求。其次，我們也可以信任它來實現充分的驗證、保證網關的響應是準確的，既可以通過在第一步中指定calldata前綴、也可以通過在最后一步中驗證網關的響應來保證。

因此，一個嘗試用不正確的值來響應的網關——無論是提交了不正確的數據，還是不正確的證明——都會被執行驗證步驟的合約發現。一個嘗試正確響應、但使用非用戶所發出請求的對應結果來響應的網關，會在用戶的calldata前綴檢查中發現。客戶端可以通過檢查合約的行為來保證這些——或者依賴于某些人對合約的檢查——都可以在開始交互前實現。

網關可以完全拒絕響應，也就是拒絕服務，而且這種情況確實可能因為網關惡意或者故障而發生。因為這一點，我們提議，任意最終規范，都應該讓用戶易于fork服務，并提供自己的網關；就像現在用戶能夠forkdApp的前端一樣。

ENS應用

ENS使用這套系統也會相對直接一些。解析器可以實現本文所述的協議，用于解析任何的數據字段，然后每一個希望支持ENS數據的存儲和檢索的L2都可以部署新的解析器實現和相應的網關。希望使用L2的用戶只需存儲自己的記錄到合適的L2中，并在以太坊上發送一筆一次性的交易來指定相關的解析器地址，來使用自己的域名。

為了讓這個方案更通用，ENS也應該改進，以支持某種形式的通配符解析，使得搜索域名失敗時會向解析器咨詢該域名的父域名——如果“foo.example.eth”不存在，那客戶端就會在解析器內搜索“example.eth”。這一功能使得其它系統可以存儲ENS的整個子樹，而不僅僅是單個域名的記錄。

未解決的問題

雖然某些應用可以從合約指定網關URL所創造的額外間接層中獲益，另一些應用，比如上文所示的token合約，最好把這些編碼為該合約ABI的一部分來，使得用戶更容易fork。一個終極的解決方案最好能支持兩種選擇，且不會強加不必要的負擔。

目前，客戶端無法分別出一個返回無效calldata的網關和一個無論如何都會回滾的調用。需要作出一些規定來區分這兩種情況——舉個例子，如果證明數據的驗證不通過的話，要求合約使用一個特定的回滾理由。

它需要一個比“以太坊L2通用橋”更吸引人的名字。

自己試試

我文章所有demo的源代碼都可以在這里找到。

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