什么是Validium？以太坊Validium概念及其運(yùn)行原理簡介
要點(diǎn)
Validium 是以太坊的擴(kuò)展解決方案，可處理鏈下交易，同時(shí)通過零知識證明確保交易的有效性。
Validium 可利用運(yùn)營商收集并批量驗(yàn)證交易，減少鏈上數(shù)據(jù)存儲和 gas 費(fèi)，從而提升交易處理效率。
Validium 雖具有提高交易速度和增強(qiáng)隱私保護(hù)等優(yōu)勢，但也面臨著數(shù)據(jù)可用性風(fēng)險(xiǎn)和潛在的中心化問題等挑戰(zhàn)。
簡介
多年來，區(qū)塊鏈技術(shù)已顯著進(jìn)步，但可擴(kuò)展性仍是關(guān)鍵問題之一。本文將介紹 Validium，探討其運(yùn)行原理及其如何優(yōu)化以太坊可擴(kuò)展性。
什么是 Validium？
Validium 是以太坊的擴(kuò)展解決方案，采用鏈下數(shù)據(jù)可用性和計(jì)算，以便高效處理交易。零知識匯總 (zk-rollup) 將部分?jǐn)?shù)據(jù)存儲于鏈上，而 Validium 則與之不同，其將交易數(shù)據(jù)存儲于鏈下，同時(shí)使用零知識證明 (ZKP) 驗(yàn)證交易有效性。
Validium 如何運(yùn)作？
Validium 在以太坊主網(wǎng)之外執(zhí)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(zhí)行交易，用戶需將交易發(fā)送給運(yùn)營商。運(yùn)營商是負(fù)責(zé)在 Validium 鏈上執(zhí)行交易的節(jié)點(diǎn)，可以是單個(gè)實(shí)體，也可以是通過權(quán)益證明 (PoS) 系統(tǒng)選出的一組實(shí)體。
運(yùn)營商收集大量交易，在鏈下批量處理，并在處理完成后，使用名為證明電路的特殊系統(tǒng)創(chuàng)建交易正確執(zhí)行的證明。
狀態(tài)承諾
將 Validium 的狀態(tài)（所有賬戶及其余額的記錄）想象成一棵大樹，即為默克爾樹。其樹根即為狀態(tài)根，如同一枚指 紋，反映整體狀態(tài)。該狀態(tài)根即存儲于以太坊上。
運(yùn)營商處理交易時(shí)，會更新狀態(tài)根，反映新的余額和賬戶狀態(tài)；然后將更新后的狀態(tài)根以及所有操作都正確執(zhí)行的證明發(fā)送到以太坊主網(wǎng)。
與零知識匯總不同的是，Validium 上的區(qū)塊生產(chǎn)者無需在以太坊上發(fā)布所有交易細(xì)節(jié)。如果以太坊成功驗(yàn)證了證明，新狀態(tài)就會被接受，Validium 也將獲得更新。
充值和提現(xiàn)
用戶只需向以太坊上的特殊合約發(fā)送 ETH 或其他代幣，即可將資金從以太坊轉(zhuǎn)入 Validium。該合約會將這筆存款傳遞給鏈下的 Validium，并計(jì)入用戶的鏈下賬戶。
若要將資金提取回以太坊，用戶需向運(yùn)營商提交提現(xiàn)請求。運(yùn)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(yàn)證，用戶就可提取資金。
Validium 和 EVM 兼容性
簡單用例
對于代幣兌換和支付等簡單用例而言，Validium 可快速處理眾多交易，且無需將所有數(shù)據(jù)存儲至以太坊主網(wǎng)，效率極高。由此可見，其更適合交易流程簡單且無需復(fù)雜計(jì)算的用例。
智能合約方面的挑戰(zhàn)
智能合約是運(yùn)行于區(qū)塊鏈的程序，通常涉及復(fù)雜的操作。Validium 在該方面面臨不小的挑戰(zhàn)，因?yàn)橐C明復(fù)雜操作已正確執(zhí)行需要更強(qiáng)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(xiàng)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(chuàng)建特殊版本的編程語言，如專為 Validiums 優(yōu)化后的Solidity（用于編寫以太坊智能合約的編程語言）。但該方案可能有其局限性，或許無法支持以太坊常規(guī)編程環(huán)境中的所有功能。
Validium 的優(yōu)勢
效率
通過減少以太坊主網(wǎng)的數(shù)據(jù)存儲和計(jì)算負(fù)擔(dān)，Validium 每秒交易次數(shù) (TPS) 可高達(dá) 9,000 筆。這對于去中心化交易平臺 (DEX) 等速度與成本效益至上的應(yīng)用而言至關(guān)重要。
降低成本
Validium 不在鏈上發(fā)布交易數(shù)據(jù)，可大大減少燃料費(fèi)，幫助用戶降低交易成本，提升收益。
增強(qiáng)安全性
通過在鏈下存儲數(shù)據(jù)，Validium 能夠在不影響可擴(kuò)展性的情況下，提升交易隱私性，并增添額外的安全防護(hù)。
Validium 面臨的挑戰(zhàn)
數(shù)據(jù)可用性風(fēng)險(xiǎn)
Validium 主要依賴鏈下數(shù)據(jù)可用性，風(fēng)險(xiǎn)由此而生。若運(yùn)營商或數(shù)據(jù)可用性管理者扣留交易數(shù)據(jù)，則可能無法生成提取用戶資金所需的證明。
中心化風(fēng)險(xiǎn)
生成有效性證明需要專門的硬件，可能導(dǎo)致中心化。如果只有少數(shù)實(shí)體有能力負(fù)擔(dān)必要的資源，他們就可能主宰網(wǎng)絡(luò)，削弱網(wǎng)絡(luò)的去中心化性質(zhì)。
結(jié)語
Validium 作為擴(kuò)展解決方案，可在鏈下處理交易，同時(shí)通過零知識證明確保交易的完整性，由此優(yōu)化以太坊網(wǎng)絡(luò)。通過解決鏈上數(shù)據(jù)存儲的局限性，Validium 可以提高交易吞吐量，為解決區(qū)塊鏈可擴(kuò)展性問題做出重要貢獻(xiàn)。
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