介绍Plasma MVP 与Plasma Cash_链圈子

Vitalik大约在一年前(2017/08)提出了Plasma这个概念以解决Ethereum交易速度及成本的问题，不过提出的内容太概念性，没什么人知道该怎么实作，在今年初Vitalik提出了Plasma MVP (Minimal Viable Plasma)，最小可行性的Plasma，而目前大家也是遵循这个规范来实作。

Plasma属于layer 2的solution，就是在主链之外做运作(也就是离线交易)。Plasma简单来说就是链中链，每个链都可以有自己的链，自己的链还可以再有链，就像是tree一样的概念。举例来说，往后交易所就可以创造自己的链，在自己链内交易，速度快而且无手续费。而目前MVP的设计是在主链外多一层而已，还没有多层的概念。

Plasma MVP

在每个Plasma chain会有一个operator，operator负责产块（可以想像是中心化的管理者），以目前来说，operator实作成Restful API server，而产块可以想作是在ＤＢ insert一笔纪录，跟我们以往中心化的系统一样。而你要进入到这个Plasma chain需要先在主链上的smart contract作存款（deposit）才能进入。然后Plasma chain每产一个块，就必须跟主链作回报（回报Merkle root），这样Plasma chain这边的块才算被confirm。每个Plasma chain是独立的，所以不能跨链交易，必须先转回到主链。

 

可以这样想像，一个Plasma chain是一间赌场，你要进入一间赌场要先去把人民币换成赌场的筹码（deposit），接着你就可以在这间赌场做任何交易，那如果你要去隔壁赌场下注呢? 你要先换成人民币，然后再换成隔壁赌场的筹码。而在赌场的每一笔交易，都会被记载在赌场的帐本上(可以想像是Excel表格)，而这个帐本要定期地跟政府报备，报备通过了，在帐本上的交易纪录，才会被承认。Plasma chain的概念大概就像这样。

那安全问题呢? operator是中央式的，如果被攻击或是原本就是恶意的呢?接续上面的例子，其实要把筹码换成人民币，没有这么简单。首先，要七天后才能领出，这段期间就是挑战期，在这段期间内，如果有人提出你在赌场内造假的证据，提交到法院（也就是主链）并被且被法院认证是造假，那你的钱就不能提领了。

接着回到，如果operator跟某个帐号串通，假造balance的数目怎么办勒？Plasma会依照transaction的顺序处理，从最旧的到最新的逐一验证。举例来说，
1.) A存了5块存进赌场（A: 5颗筹码）
2.) B存了20块进入赌场（B: 20颗筹码）（此时赌场共有25颗筹码）
3. )接着Ｂ给Ａ 3颗筹码（A:8颗, B:17颗)，
4.) operator从桌底下偷偷拿拿自己带的1000颗筹码给了Ｃ

这个时候，大家发现赌场诈赌，就会开始想离开，把筹码换回人民币，这个时候就会照1,2,3,4顺序来验证交易，验证到到第3步，Ａ有8块可以提领，Ｂ有17块可以提领，ＡＢ领完后，赌场就没钱了，所以C想领假造的1000块也没钱可以领了。更

Plasma Cash

简单来说，Plasma Cash做了两个修改
1.)每一笔存入Plasma contract的钱，都给一个unique token ID
2.) Merkle tree的index存token ID，内容存这个token ID的交易纪录

这样有什么好处呢? 你每一笔存入的钱都有一个ID，可以想作是进了Plasma chain，你的Eth就变成了ERC20 token，所以当有人要偷钱的时候，就必须一个一个token的偷，对恶意的攻击者来说，变得很不方便。不过相对的坏处就是，你存进去两笔钱，要分开来用，不能合并一起，比较不方便。第二点，可以想像成，你的token有一个自己的帐户，所有的交易都在这个帐户里，要找纪录, 证明交易都很方便，重点是寻找起来很快速，只要是关于这个token的交易但不在这个帐户的，都是无效的。

但是每一笔钱都有一个ID，可想像的是Merkle tree会长得很大，Ethereum Research上有个简单的算数

Assuming we have a (very) small Plasma Cash chain with only 2¹⁶ (= 65536) coins , then the Merkle proof of either existence or non-existence for a given coin will be at least 32 bytes * 16 siblings = 512 bytes per block. If we assume that Plasma block is created once every 15 seconds, then we'll end up with 31557600 / 15 = 2103840 blocks per year. 2103840 blocks per year * 512 bytes per block = 1077166080 bytes per year = ~1.077 gigabytes per year. 1 gigabyte per coin, per year!
source: https://ethresear.ch/t/plasma-xt-plasma-cash-with-much-less-per-user-data-checking/1926

简单来说，就是65536种token(也就是63356次存款)，每年大概会多1GB的资料量。如果Plasma被大量使用，这个量会相当惊人。后来又有提出Plasma XT，是基于Plasma Cash之上做改进。资料会这么大，是为了要有历史纪录作为查证，而Plasma XT提出了check point的概念，定期做验证，也就不需要全部历史纪录了。

Check point的概念听起来很简单，就定期检查就好，但是operator并不是实际的一个链，只是一个api server，所以假如operator不提供交易纪录只提供Merkle root那使用者要怎么确认? 假使有方法可以确认了，那token数量这么多，大家都同时确认，是不是会超过gas limit的上限？目前解决方案，第一个问题，就是用使用者的签名验证，如果operator擅自在某个check point finalize你的状态，那你就很容易地知道这个operator作弊，因为你没有在这个check point签名过。第二个问题使用了checkpoint zone，也就是每个token ID有一个时间做验证，例如0–99做Ｎ block做验证，100–199在N+1 block验证…以此类推，解决了一次太大量的问题。

Plasma的介绍大概就到这，若有错误欢迎指正！说不清楚的部分，也欢迎提问！