等离子体（Plasma）：提高以太坊网络性能的方案

以太坊等离子体（Plasma）是一种链下解决方案，通过创建许多较小的树状结构的链，尝试显著提高以太坊网络的整体性能。这些链将减轻主链的工作，使得主链可以每秒处理更多的（其他）事务。

什么是以太坊等离子体

以太坊等离子体（Plasma）是由以太坊联合创始人Vitalik Buterin和Joseph Poon共同提出的，该概念于2017年8月作为以太坊的扩容解决方案诞生。

与Thaddeus Dryja一起，Joseph Poon还负责了闪电网络（Lightning Network）的最初概念，这是在2015年提出的比特币扩容解决方案。

尽管等离子体和闪电网络都被提出作为区块链的扩容方案，它们有着自己的机制和特殊性。

值得注意的是，等离子体不是一个单独的项目，而是一种链下扩展技术，或者说是一种用于构建可扩展应用程序的框架，它可以由不同的研究小组或公司以不同方式实现。

等离子体的运作原理

以太坊等离子体的主要思想是建立一个侧链框架，它将尽可能少地与主链（在这种情况下是以太坊）进行通信和交互。

这样的框架被设计成操作一个树状的区块链，它以分层方式排列，使得可以在主区域之上创建许多较小的链。这些较小的链也称为Plasma chain或者子链。

最简单的 plasma 设计通常被称为 Plasma Cash ，只支持简单的非同质化代币，而且每个交易转移的资产只能是一个特定的常量。Plasma Cash 的运行方式如下图所示：

Plasma Cash 的运行方式

等离子体的结构是通过使用智能合约（smart contracts）和默克尔树（Merkle trees）建立的，可以创建无限数量的子链——基本上都是父链以太坊区块链的较小复制。

在每个子链的顶部，可以创建更多的链，这就是它被被称作树状结构的原因。

基本上来说，每个等离子体子链都是一个可定制的智能合约，可以设计成以独特的方式工作，以满足不同的需求。这意味着链与链可以共存并独立运行。

最终，等离子体将使企业和公司够根据其特定背景和需求以各种方式实施可扩展的解决方案。

防伪证明

子链和根链之间的通信由防伪证明保护，根链将负责保持网络安全并惩罚恶意行为者。

每个子链都有自己的机制来验证区块以及实现防伪证明，可以构建在不同的共识算法之上。最常见的是工作量证明（PoW），权益证明（PoS）和权威证明（PoA）。

防伪证明确保了如果发生了恶意行为，用户能够报告不诚实的节点，保护他们的资金并退出交易（这涉及与主链的交互）。换句话来说，防伪证明作为一种机制，通过它，等离子体中的子链可以向其父链或根链提交投诉。

MapReduce

等离子体的白皮书中还提出了一种非常有趣的应用，叫做MapReduce计算。基本上来说，MapReduce是一组在组织和计算在跨多个数据库的数据时非常有用的函数。

在等离子体的环境中，这些数据库是区块链，并且链的树状结构允许MapReduce被用于验证树状链中的数据，这极大地提高了网络效率。

等离子体的缺点

困扰等离子体的一个主要问题是大规模退出问题，这是指许多用户试图同时退出他们的等离子链，充斥根链并导致大量网络拥塞的情况。

这可能是由欺诈活动，网络攻击以及子链或是一组链可能出现的任何其他类型的严重故障而引发的。