译文:Matic白皮书

英文白皮书源文地址:https://whitepaper.matic.net wo rk/

Matic,白皮书,[1.1版白皮书]

Jaynti Kanani

SandeepNailwal

Anurag Arjun,加密货币已经引起了广泛的关注,但是由于可扩展性和用户体验问题,仍然不能实现大规模的应用。即便是在使用最广泛的智能合约平台以太坊上,也没有 DApp大规模应用的例子。有些情况下,某一种或另一种应用程序暂时能够吸引到大量的用户,但是在高网络负载时,会导致整个网络瘫痪。实质上,这意味着,即使是最先进的,使用最广泛的平台也还没有为大规模应用做好准备。另外一方面,有些智能合约平台具有更高的交易吞吐量,但是他们会在去中心化的管理中妥协以提高交易速度。此外,很多即将推出的解决方案建议开发自己的区块链,却忽视了 DApps和其他项目已经在以太坊等平台上创造的数十亿美元的市场价值。此外,他们忽视了目前在像以太坊这样的平台上存在的大型开发社区和开发生态系统,致力于解决扩展性和可用性问题的 Matic,网络,在不影响分散化和利用现有开发者社区和生态系统的情况下。这是一个针对现有平台的链下/链边扩展解决方案,能够为 DApp/用户提供良好的扩展性和用户体验。开发团队选择以太坊作为首个展示其可扩展性的平台,并且已经在 Kovan,测试网,上面实现了有效的以太坊实现。人们希望将来能够实现数字资产(如加密代币)和加密货币的准实时传输、交易和转换。这个 Matic网络是 Plasma框架的一个自适应实现,最初是以太坊,但 Matic开发团队的“愿景”是为整个区块链提供跨链/侧链扩展的解决方案。马蒂奇基金会计划提供马蒂奇钱包、支付 API和 SDK、产品、身份识别解决方案和其他支持解决方案,让开发者能够设计、执行和迁移基于基础平台(如以太坊)的 DApp。组成 Matic网络思想基础的主要支柱之一是改善用户体验,而迄今为止,在这个领域对于区块链应用的开发非常薄弱。马蒂克开发小组已经建立了高质量的用户体验移动/Web浏览器库,该库可以帮助企业大规模地创建终端用户的实际应用。马蒂克网络的发展路线图还包括支持跨链转移,以及第三方去中心化交易所、资金池等。虽然很多人都在建议去中心化应用,但目前的区块链生态系统还没有形成规模来满足终端用户对大规模应用的需求。另外, DApp的用户体验很差,不利于普通用户。块确认速度慢,交易成本高,可扩展性差,用户体验差,是大规模应用区块链的主要障碍。接下来的部分将介绍当前区块链生态系统中普遍存在的问题,以及 Matic网络打算如何加以解决。白皮书后面几章将提供详细的技术说明。块链交易的速度通常很慢,而且吞吐量非常有限。多数基于 PoW (工作量证明)的区块链协议都限制了块的大小,并且块的生成需要花费一些时间。因为有可能进行链式重组,每笔交易都必须等待多次确认,以权益证明为基础的区块链试图利用担保机制来克服这些限制,但能够通过 PoS实现高吞吐量的区块链却以去中心化的成本来实现这些限制。对于公共链来说,这类限制通常是必要的,可以确保安全和去中心化,即一个区块需要通过网络传播,并且需要所有节点进行验证才能达到最大限度,通过使用高吞吐量的区块链, Matic网络解决了这一问题。区块链由一组选定的区块生产节点提供共识意见,由一组利益相关者为每个检查点选择。接着它使用价值证明层,对区块进行验证,并向以太坊主链发布区块生产者生成的区块周期证明(merkle根)。这种方法在保持极快(<2秒)的区块确认时间的同时帮助实现高度非中心化,公共链必须在相邻区块的生产之间保持一定的时间间隔,以确保有足够的时间进行区块传播。另外,区块大小必须小,以保证区块在网络中的快速传播。也就是说,特定块中的事务数量要求是非常有限的,静态网络通过使用“,块生产层”解决了这一问题。块状构造器使系统能够快速地生成块。这个系统使用了一个推送到主链的 PoS检查点来确保去中心化(以太坊为起点的主链),这使得 Matic网络在理论上每秒能完成最多的事务处理,正如前面提到的, Matic网络在理论上每秒能完成最多事务处理数,将来,马atic网络很有可能可以很容易地横向扩展更多的侧链,这样就可以在 Matic链上增加交易总数,同时也可以使用相同的去中心化 PoS层。从理论上讲, Matic网络通过使用多个侧链每秒可以处理数百万个事务。而且,第一条 Matic侧链已经通过第一个 Matic概念证明了这一点,而且还可以在适当的时候添加新的链。对于基于智能合约的区块链,必须通过多个节点来验证区块链上每一块和/或计算状态。每一个节点都必须管理状态和数据块。由于链的规模随着时间的推移而不断扩大,很难对整个区块链进行维护和验证,从而导致公共链中全节点数量的减少,从而带来去中心化的风险。在静态网络中,主层提供了去中心化功能,它可以选择只存储前一个检查点到下一个检查点的静态链块。所有先前的交易/区块证明已经提交到主链。这样,可使保真度极低的 PoS节点在存储成本极低的计算机上运行。将来, Matic网络还将支持基于移动设备的 PoS矿工。有些支付渠道的解决方案已经针对小额支付提出了建议。然而,使用多个 DApp或用户来打开和管理频道是一个复杂的过程。另外,中间支付通过渠道的速度和便利程度也存在争议。因为 Matic网络在 EVM (以太坊虚拟机)上采用基于状态的架构,所以双方之间无需开放支付渠道。实际上,任何有效的以太坊地址都是一个有效的 Matic地址,而接收方无需通过 Matic链来接收支付。如果他们想要收回主链上的支付,或者将 Matic作为网络生态系统的开销,他们只需要一个 Matic钱包,伴随着区块链的快速发展,新的加密资产也在不断的创造、转让和销售,并且常常涉及多个加密代币。此外,大部分去中心化应用程序都有自己的货币,而且经济。在区块链上进行服务或任何交易的支付代币需要在链上转移。每一块链具有交易成本结构。比如,以太坊对 gas的每一笔交易收取费用。花费的数量是激励验证者和防止诸如 DoS等某些类型安全攻击的重要因素。然而,由于块大小的限制,费用会有变化(取决于待处理事务池)。网络通过在块生产层进行大量的交易,从而实现规模经济,从而实现低成本交易,从而保证了低成本,然后利用块的 Merkle root,将 Matic块的验证批量转移到使用 PoS担保的去中心化层(如以太坊)的高度去中心化主链上。DApp上的用户体验通常比集中式应用更差。DApp要想实现大规模应用,其用户体验就必须与类似于集中式的同类软件相媲美。我们希望 Matic开发小组能够开发出各种各样的移动和 Web浏览器集成工具,并在这个领域中开创一个新的领域。这个项目的目的是建立一个无所不在的移动/浏览器应用程序,作为区块链上安全的交互层进行交互。马蒂克开发小组很快就会发布这些设计和原型,如前所述, Matic网络的目的是通过使用 Plasma框架的改写版建立去中心化平台,解决区块链生态系统面临的问题。这样可以快速地、低成本地完成主链上的所有交易。目前正在运行的 Matic网络和alpha-主网以太坊作为主链。同时, Matic开发团队也在构建一种产品生态系统,它包括用户友好的移动应用,桌面钱包和浏览器扩展,为所有用户提供无缝体验。人们可以想象到,用户不需要担心底层系统的复杂,就可以支付,转移或者持有加密资产。因为 Matic网络的核心问题是大量用户的应用程序,所以从用户的旅程开始就应该对 Matic网络的技术架构进行深入研究,这是个理想的选择。在以太坊网络上传输 ETH或ERC20代币时,用户必须等待14到20秒的区块确认时间。即使如此,用户还必须等待多个块的确认,以确保交易结果。比如说,你买咖啡,或者付代币去看电影。你不仅要为每笔交易支付高额费用,还要等待确认。对那些想要使用这项服务的用户来说,这是个障碍。另外,在高负荷期,大量交易阻塞了以太坊网络,每笔交易的 gas费用都会增加,从而加快了确认速度。静态网络是用来解决这些问题的。下面是 Matic网络的工作方式:,1.用户将加密资产存入 Matic主链上的 Matic合约(目前只在以太坊区块链上实现)。2.存入代币后在主链上确认,代币就会通过 Matic存储器在 Matic链上显示出来(技术细节在下一章有具体说明),3.现在,用户几乎可以立即将代币转给任何他们想要的人(Matic链上的区块更快-大约1秒钟或更短),而且费用几乎可以忽略不计。4.只要使用者愿意,他们可以通过在根合同(部署在以太坊主链上的合同)上建立剩余代币的证明,将代币退回以太坊主链。该方法同样适用于任何ERC-20代币,或者在以太坊区块链上其他可替代的加密资产。马蒂克开发团队已经创建了一个演示版,可以从以下网站访问:https://github.com/maticnetwork/contracts。我们希望主网的 alpha版能尽快上线,Matic Network生态系统将发挥以下作用:1.终端用户,2. DApp开发者:开发者希望使用 Matic Network扩展他们的应用,为终端用户提供更好的 UI/UX;3.质押者:质押者需要存入/质押代币以获得认证,并且在 Matic网络中扮演着非常重要的角色。它们用 PoS共识机制来验证交易,并提供主链上的检查点。并选择满足一定条件的区块生产节点作为侧链生产区块。4.块体生产节点:这些块体生产节点由质押者选择,而块体生产节点又可加速其生成速度。为了获得提名,他们必须提供大量的股票,网络在检查点层和块生产者的块生产层采用了双重利益证明策略,以实现更快的块时间,同时通过使用检查点和防欺诈机制,在主链上实现最终目的,从而确保高度非中心化,利用这一机制, Matic网络在主链上实现了高速率的去中心化和最终化。第一版以太坊为基础链,通过头块(检查点)实施以太坊根合约,使偿付能力和最终性得到非常高的效率。这一系统的各种要素和机制描述如下:基本上,任何人都可以将其 Matic代币放入根合同,从而成为 PoS检查点层(部署在以太坊链上的合同)的质押者。这样, Matic链的底层就具有高度的非中心性,在 Matic网络的区块链层,有由基础层的 PoS抵押者选择的区块生产节点,它们将创建 Matic区块。要加快区块生成速度,这些区块的生产者数量就会减少。预期这一层将以极低的交易成本达到~1秒的区块生成时间。基于 Matic网络的检查点层,也就是 Matic网络 PoS机制,在 Matic网络的检查点层的每一块上,从股东中选择一个提案者,在主链上提出检查点。在这些检查点被创建之后,提议者将在 Matic网络的块层上验证所有的块,并创建一个 Merkle树,用于自上次检查后的块散列。Merkle的根随后被广播到担保人网络以获得其签名。其它股东也证实了这一证据。如建议的区块有效,他们将通过提供签名予以批准,这一制度需要股东的同意才能在根合同中加入“头块”。当检查点被提出来之后,任何在以太坊主链上的人都可以在规定的时间内对提出的检查点提出异议。如无人对其提出质疑,且质疑期已过,则检查点将成为主链上的有效检查点。除提供主链上的最终性外,检查点在提款中也起着重要作用,因为它包含在用户提款时间货币燃烧证明(提款)中。这使得用户可以通过 PatriciaMerkle证明和头块证明其在根和约中的剩余代币。要证明剩下的代币,头块必须通过 PoS (权益持有人)提交给根链。提取程序将按惯例收取以太坊的 gas费用。Matic控制网络通过这一机制,在主链上实现了高交易速度、高去中心化和终结性。首版以太坊作为基础链,以太坊根合约通过头块(检查点)非常有效地提高了偿付能力和最终效果。质权人在检查点层通过对主链进行投票选择区块生产节点。按预定的时间间隔选择区块生产节点,直到通过网络共识机制进行裁减/删除,或者。

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