要點

  • Validium 是以太坊的擴展解決方案，可處理鏈下交易，同時通過零知識證明確保交易的有效性。

  • Validium 可利用運營商收集並批量驗證交易，減少鏈上數據存儲和 gas 費，從而提升交易處理效率。

  • Validium 雖具有提高交易速度和增強隱私保護等優勢，但也面臨着數據可用性風險和潛在的中心化問題等挑戰。

簡介

多年來，區塊鏈技術已顯著進步，但可擴展性仍是關鍵問題之一。本文將介紹 Validium，探討其運行原理及其如何優化以太坊可擴展性。

什麼是 Validium？

Validium 是以太坊的擴展解決方案，採用鏈下數據可用性和計算，以便高效處理交易。零知識彙總 (zk-rollup) 將部分數據存儲於鏈上，而 Validium 則與之不同，其將交易數據存儲於鏈下，同時使用零知識證明 (ZKP) 驗證交易有效性。

Validium 如何運作？

Validium 在以太坊主網之外執行交易，利用以太坊上的智能合約確保其有效性和完整性。接下來，我們將介紹 Validium 的部分主要功能。

交易

若要通過 Validium 執行交易，用戶需將交易發送給運營商。運營商是負責在 Validium 鏈上執行交易的節點，可以是單個實體，也可以是通過權益證明 (PoS) 系統選出的一組實體。

運營商收集大量交易，在鏈下批量處理，並在處理完成後，使用名爲證明電路的特殊系統創建交易正確執行的證明。

狀態承諾

將 Validium 的狀態（所有賬戶及其餘額的記錄）想象成一棵大樹，即爲默克爾樹。其樹根即爲狀態根，如同一枚指紋，反映整體狀態。該狀態根即存儲於以太坊上。

運營商處理交易時，會更新狀態根，反映新的餘額和賬戶狀態；然後將更新後的狀態根以及所有操作都正確執行的證明發送到以太坊主網。

與零知識彙總不同的是，Validium 上的區塊生產者無需在以太坊上發佈所有交易細節。如果以太坊成功驗證了證明，新狀態就會被接受，Validium 也將獲得更新。

充值和提現

用戶只需向以太坊上的特殊合約發送 ETH 或其他代幣，即可將資金從以太坊轉入 Validium。該合約會將這筆存款傳遞給鏈下的 Validium，並計入用戶的鏈下賬戶。

若要將資金提取回以太坊，用戶需向運營商提交提現請求。運營商會將請求納入某一批次，一旦該批次在以太坊上得到驗證，用戶就可提取資金。

Validium 和 EVM 兼容性

簡單用例

對於代幣兌換和支付等簡單用例而言，Validium 可快速處理衆多交易，且無需將所有數據存儲至以太坊主網，效率極高。由此可見，其更適合交易流程簡單且無需複雜計算的用例。

智能合約方面的挑戰

智能合約是運行於區塊鏈的程序，通常涉及複雜的操作。Validium 在該方面面臨不小的挑戰，因爲要證明覆雜操作已正確執行需要更強大的算力，這使得 Validium 難以支持智能合約所提供的各種功能。

潛在的解決方案

部分項目正在研究如何提升 Validium 與以太坊智能合約功能的兼容性。其中一種方案是創建特殊版本的編程語言，如專爲 Validiums 優化後的Solidity（用於編寫以太坊智能合約的編程語言）。但該方案可能有其侷限性，或許無法支持以太坊常規編程環境中的所有功能。

Validium 的優勢

效率

通過減少以太坊主網的數據存儲和計算負擔，Validium 每秒交易次數 (TPS) 可高達 9,000 筆。這對於去中心化交易平臺 (DEX) 等速度與成本效益至上的應用而言至關重要。

降低成本

Validium 不在鏈上發佈交易數據，可大大減少燃料費，幫助用戶降低交易成本，提升收益。

增強安全性

通過在鏈下存儲數據，Validium 能夠在不影響可擴展性的情況下，提升交易隱私性，並增添額外的安全防護。

Validium 面臨的挑戰

數據可用性風險

Validium 主要依賴鏈下數據可用性，風險由此而生。若運營商或數據可用性管理者扣留交易數據，則可能無法生成提取用戶資金所需的證明。

中心化風險

生成有效性證明需要專門的硬件，可能導致中心化。如果只有少數實體有能力負擔必要的資源，他們就可能主宰網絡，削弱網絡的去中心化性質。

結語

Validium 作爲擴展解決方案，可在鏈下處理交易，同時通過零知識證明確保交易的完整性，由此優化以太坊網絡。通過解決鏈上數據存儲的侷限性，Validium 可以提高交易吞吐量，爲解決區塊鏈可擴展性問題做出重要貢獻。

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