解读以太坊共同创办人 Vitalik Buterin 近日提出的 Plasma 应用场景、ZK+Plasma 可能性。本文源自作者加密研究员 Haotian（@tmel0211 ）所着文章，由 Block Beats 整理。
（前情提要：Layer2选手挤满赛道，他们真为以太坊扩容了吗？）
（背景补充：Vitalik Buterin：如何区分侧链、Plasma和分片？ ）
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11 月 14 日，Vitalik Buterin 在伊斯坦堡的 L2DAYS 发表了题为 Exit games for EVM validiums: the return of Plasma（退出 EVM 验证游戏：Plasma 的回归）的演讲，随後更新了同名部落格文章。
2017 年 8 月，Vitalik Buterin 和 Joseph Poon 发表《Plasma：自主智慧合约》一文，宣布将 Plasma 作为以太坊新扩容方案。但随後技术一直没有进展，Plasma 在资金退出等问题上非常复杂，导致其很难成为真正可行的扩容解决方案。但 Plasma 的失败并非没有用，zk-Rollup 的诞生让人们看到的 layer-2 扩容的可能方向，它可以解决 Plasma 的资料可用性问题和退出复杂性问题。
随着 L2 格局越来越中心化，Vitalik 又将 Plasma 方案提出来并结合 zk-SNARK 证明探讨更多关於以太坊扩容的可能性，加密研究员 Haotian 撰文从 Plasma 应用场景、ZK+Plasma 等方面解读了 Vitalik 的新文章。
原文作者：Haotian（@tmel0211 ）
拜读了 Vitalik Buterin 有关 Plasma 回归的新作，被 Plasma 基於类 UTXO 的帐本「退出游戏」机制深深吸引，且 Vitalik 似乎有意引导市场往 ZK+Plasma 方向探索，避免市场停留在 Rollup 阶段内卷。接下来，详细给大家科普解读下。
我在上一篇解读 Vitalik 文章中说了，以太坊的 2 层扩容方案原本有：Plasma、Rollup、Validium、Parallel 等多种方案，Vitalik 期待中的扩容方向应该是均衡发展，适配各类应用场景进行多样化的 layer2 构建，但现实市场格局是，Rollup 方案一家独大，且日益内卷。
只是，Rollup 虽然方案安全性高，但对 Data Availability 的依赖性过大，而纯以太坊 DA 又受限於效能和成本问题，故而现在市场卷出一种卡位 Rollup 阵营但却依赖第三方 DA 的 Solution，这是一种正在把 Rollup 畸形化的方案，绝非 Vitalik 想看到的现状。
所以，Vitalik 新文章重新搬出了 Plasma，而且引导了一种 ZK+Plasma 的扩容解决方案，显然又是一次事关 layer2 政治摇旗。
延伸阅读：以太坊的正统Layer2，唯有Rollup扩容方案？
为何 Plasma 目前受限於支付场景？
Plasma 相当於一种侧链解决方案，会定期向主网同步默克尔状态资料，是一种资料和计算依赖主网的扩容方案。这样的话，2 层可以用非常中心化的方式，且设计非常复杂的帐本模型来高效扩展，还能复用主网 vailidator 这些系统能力。
总得来说，Plasma 用在支付场景可以保证帐本状态被有效追踪和记录。为何呢？
1）支付场景下，使用者只需要保留余额状态，若其他场景得保留全部链下状态资料，会带来储存空间压力；
2）Plasma 安全性依赖「退出游戏」机制，运营方作恶，使用者可发起挑战提出自己的资产，若资产状态复杂则则会很麻烦；
3）目前 Plasma 很难相容 EVM 的诸多无主状态，使用者很难用 Plasma 的默克尔状态树帐本来对应很多非交易状态，比如 LP、CDP；
Plasma 支付场景如何运作？
如 Vitalik 文章中所说，简单而言：
Plasma Cash 可以把每个 Token 视为 NFT，有唯一编号，当某个使用者发生转帐时，运营方会在默克尔树叶上记录一笔更新状态，每个使用者都可以储存自己全域性的默克尔树状态，这样帐本追溯起来就不会出乱。
若是本就同质化的 Token，使用者可能在消费时存在多次拆分和合并，比如小王 1 个 ETH，先拆分了三份，又把其中两份合并了，每一份都是不规则的，比如 0.001、0.1、0.3 等，如果大批量的拆分，可能导致默克尔资料冗余，这样发起退出游戏机制时可能会产生问题（挑战和验证成本较高），比如回溯近一周的帐本发现对不上帐。如何解决呢？可以为每一次资产拆分或合并状态匹配一个类 UTXO ID，这样无论怎麽拆分都能即刻定位到相应交易树叶。
如何确保安全「退出游戏」机制？
因为 Plasma 没有像 Rollup 们一样有自己独立的链系统，它得时刻确保自己的侧链记帐和主网保持同步，这就允许其不必刻意追求去中心化，只要有一个可高效记帐的运营主体就行。
但问题来了，若运营方释出了无效区块记了假帐，窃取使用者资产该怎麽办？使用者需要随时发出「退出游戏」机制，把 2 层的资产 withdraw 回 1 层，类似於 Rollup 的逃生舱安全机制。
如何做呢？使用者可以晒出自己默克尔树状态证明，证明资产转移过程，并发起 7 天挑战期，主网验证节点会检测使用者是否为最终的资产 Owner，以及使用者是否存在资产双花等问题。（因为主网节点储存了更多的默克尔树状态可以核对使用者的 Proof 是否有恶意退出之嫌）。
通过「退出游戏」来约束 2 层运营方作恶，而挑战期的存在则避免了使用者恶意退出，这就确保了 Plasma 链的正常执行。
相容 EVM「无主状态」的难点？
如前边所言，Plasma 目前更多是针对支付交易场景设计的 2 层解决方案，是一种可类比为 UTXO 模型的记帐，而 EVM 本身则是帐户模型。UTXO 可以记录每一次余额状态重新整理，但 EVM 状态机中的很多「无 Owner」场景很难用 Plasma 的方案来实现。
比如，比如存入 Uniswap 池子的 USDC，放在 MakerDAO 的 CDP 中的资产也同理，使用者很难证明哪一笔资产属於自己，这样一旦出现运营方当机问题，合约被锁，使用者就无法正常「退出游戏」。
因为无法证明使用者在合约里有钱。受 Plasma 资料特性影响，主网只能监测合约的余额，若运营方给合约增发了一部分钱，使用者怎麽能证明哪笔钱是自己的，哪笔钱是被恶意增发的呢？
何况一个 layer2 侧链如果只能实现 Payment 转帐交易，要如何构建应用和生态，显然这会大大限制 Plasma 的使用场景。
ZK+Plasma 释放的想像空间
若 Plasma 底层彻底的被 ZK 化，使用者的操作会以 zk-SNARK 证明形式存在，就能释放很多 EVM 的状态机场景：
以上。
整体来说，Vitalik 全文清晰地描述了 Plasma 的现状以及存在的问题，包括未来 ZK 化的可能性。在我看来，Plasma 并不新颖，甚至过去多年它已经在支付场景找到了自己的位置，此时此刻 Vitalik 丢掷 ZK+Plasma 的新方向，是一次方向引导，也是一次政治摇旗，至於市场是否会顺着 vitalik 的意思走，我个人不是很乐观：
1）Rollup 是市场从投入成本、开发难度、生态相容度等综合出来的最优解，ZK+Plasma 固然是一种更高阶的 ZK-Rollup，但当下 ZK-Rollup 的发展也并不乐观，直接跳到 Plasma 过於仓促了；
2）Validium 作为一种独立链扩容方案，在 ZK 的应用程度上相对更高阶，但它完全依赖链下 DA，相较之下 ZK+Plasma 似乎和以太坊主网黏性更高，但 Vitalik 这样呼吁可以理解，ZK 的成熟开发者们放弃 Validium 搞 ZK+Plasma 的动力或许不足。
延伸阅读：V神谈Layer2扩容全文：Rollup与Validiums（有效性验证）两者间权衡
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