Низкая производительность классического блокчейна является одним из основных препятствий на пути внедрения криптовалют в экономику реального мира. До сих пор не существует ни одного публичного блокчейна, способного приблизиться к производительности таких централизованных платформ, как Visa, Mastercard или Paypal. 

Конечно, существует множество проектов (блокчейны на основе консенсуса «наивный» POS или DPOS), организаторы которых утверждают, что они решили эту проблему, однако их высокая производительность достигается за счет критического снижения безопасности, так что они пригодны лишь для частных блокчейнов, где по умолчанию считается, что все валидаторы добросовестны.

Разработчики Bitcoin Core предлагают повысить производительность сети с помощью платформы Lightning – системы платежных каналов или сайдчейнов, вынесенных за пределы блокчейна. В них проводится основная масса платежей, а в основной блокчейн передается информация только по факту открытия и закрытия каналов.

Аналогом Lightning в сети Эфириума служит система сайдчейнов Raiden. Однако, в отличие от Биткойна, масштабирование Эфириума может быть достигнуто множеством способов, самые известные (но не единственные) из которых – переход на консенсус PoS Casper и шардинг, внедрение которых уже запаздывает более чем на год.

Plasma

9 августа Виталик Бутерин и Джозеф Пун (Josepg Poon, один из ключевых разработчиков Lightning) опубликовали Белую Книгу проекта Plasma – реализации Lightning и Raiden на Эфириуме.

Основная идея заключается в переходе от модели, в которой все транзакции записываются в блокчейн (это самое узкое место), к структуре обмена двусторонними сообщениями, подтверждающими передачу ценности.

Raiden – сеть P2P платежных каналов и депозитов на блокчейне Эфириума, другими словами, расширение Эфириума. Узел Raiden работает параллельно с узлом Эфириума; он обменивается сообщениями:

  1. с другими узлами Raiden для проведения платежей;

  2. с узлами Эфириума для контроля депозитов.

В платежных каналах (сайдчейнах) могут проводиться миллионы транзакций, но при этом будет затрачены минимальные суммы газа, так ка количество транзакций в основном блокчейне будет минимальным: к примеру одна в сутки.

Однако, в случае Эфириума такой подход не ограничивается платежами – сайдчейны могут применяться и для масштабирования смарт-контрактов. Это и есть основная цель проекта Plasma – нового слоя в архитектуре Эфириума.

Под любой проект можно создать дочерний блокчейн Plasma: это может быть частный блокчейн,  децентрализованная биржа, социальная сеть, контракт микроплатежей, словом, любой вариант применения. Множество блокчейнов Plasma, каждый со своей бизнес-логикой и смарт-контрактами, могут сосуществовать вокруг корневого блокчейна Эфириума.

Блокчейны на блокчейнах

Как и Lightning Network, Plasma представляет собой набор контрактов, выполняющихся вне корневого блокчейна (т. е., самого Эфириума). Корневой контракт обрабатывает лишь небольшое количество запросов от дочерних блокчейнов, которые, в большинстве случаев, сами выполняют основной объем вычислений. Корневой блокчейн, это аналог Верховного Суда, который передает судам низшей инстанции часть своей власти.

Однако, поскольку данные передаются не всем узлам (а только тем, которые желают подтверждать конкретное состояние), заинтересованные стороны должны самостоятельно контролировать конкретный сайдчейн, и с помощью отдельного механизма наказывать попытки мошенничества. Еще один предохранительный механизм: в случае атаки, участники сайдчейна могут быстро и дешево осуществить массовый выход из сайдчейна в корневую сеть.

Сайдчейны могут объединяться в иерархию дерева: это позволит создать сбалансированную систему с максимумом соотношения (доступность данных)/безопасность (по теореме CAP), и минимумом цен. Полная надежность обеспечивается только майнингом корневого блокчейна, передающим доказательство подлинности данных дочерним блокчейнам.

Любой сайдчейн (он же дочерний блокчейн) может создать собственный токен (аналог – награда майнеров). В этих токенах валидаторы сайдчейна могут получать выплаты за работу своих узлов, и в них же создаются депозиты валидаторов. При обнаружении недобросовестного поведения валидаторов (препятствие доступности данных, или других атак) остаток депозита сгорает.

Здесь важно еще раз отметить, что в сайдчейнах нет своего майнинга PoW – в них используется PoS, в котором депозиты, открытые в платежном канале, одновременно являются и страховкой от недобросовестного поведения валидатора. Сайдчейны Plasma никак не связаны с будущим протоколом Casper и шардингом, это дополнительное решение, одно из многих способов масштабирования Эфириума. Существуют и другие способы построения иерархии блокчейнов: например, Polkadot от компании Parity.

Заключение

Анонс Plasma произошел несколько неожиданно и большинство экспертов еще не успело дать сколько-нибудь квалифицированное заключение о проекте.

Ранее Виталик Бутерин уже высказывался, что сайдчейны (имея в виду Raiden) – это увеличение производительности в ущерб безопасности. В Plasma особый упор сделан на безопасность – депозиты платежных каналов одновременно служат гарантией честного поведения валидаторов, а «Доказательства Мошенничества» (Proof of Fraud) – логика смарт-контрактов, которая позволяет в случае атаки быстро вывести средства из сайдчейна в основной блокчейн, защищенный полноценным майнингом.

Разработчик Фонда Эфириум Влад Замфир (Vlad Zamfir), известный своими неординарными высказываниями (которые, впрочем, часто сбываются), уже негативно высказался о Plasma:

«Честно говоря, я не особенно впечатлен проектом Plasma. Я прекратил работу над дочерними блокчейнами еще в 2015. Контракты в платежных каналах – не лучшая идея.»

Здесь надо отметить, что Замфир вплотную занимается разработкой протокола Casper и шардингом, причем его вариант отличается от предлагаемого Бутериным.