Skalerbarhed er ét af de største bekymringspunkter for Ethereum-blockchainen. De nuværende begrænsninger, som netværket står over for med hensyn til kapacitet og hastighed, forhindrer det i at blive vedtaget på større globalt plan.
Ethereum Plasma blev foreslået af Ethereums medstifter Vitalik Buterin sammen med Joseph Poon. Konceptet blev affødt i august 2017 som en skaleringsløsningsteknik til Ethereum-blockchainen. Sammen med Thaddeus Dryja var Joseph Poon også ansvarlig for udformningen af Lightning Network, som er en skaleringsløsning foreslået til Bitcoin i 2015. Selvom Plasma og Lightning Network begge blev foreslået som skaleringsløsninger til blockchains, har hver sine egne mekanismer og særlige egenskaber.
Denne artikel vil kort introducere Ethereum Plasma, men husk på, at Plasma alene ikke er et projekt, det er en skaleringsteknik off-chain eller en ramme for opbygning af skalerbare applikationer, som kan implementeres på forskellige måder af forskellige forskningsgrupper eller virksomheder.
Hvordan fungerer plasma?
Hovedideen med Ethereum Plasma er at etablere en ramme for sekundære kæder, der vil kommunikere og interagere så sparsomt som muligt med main chainen (i dette tilfælde Ethereum-blockchainen). En sådan ramme er designet til at fungere som et blockchain-træ, som er hierarkisk arrangeret på en måde, så der kan oprettes adskillige mindre kæder oven på den vigtigste. Disse mindre kæder kaldes også plasmakæder eller børnekæder. Bemærk, at sidekæder og plasmakæder minder om hinanden, men er ikke det samme.
Plasmastrukturen er bygget ved hjælp af smart contracts og Merkle-træer, hvilket muliggør oprettelsen af et ubegrænset antal børnekæder – som i bund og grund er mindre kopier af den overordnede Ethereum-blockchain. Oven på hver børnekæde kan der oprettes flere kæder, og det er det, der bygger en trælignende struktur.
Grundlæggende er hver Plasma-børnekæde en smart contract, der kan tilpasses, og som kan designes til at fungere på en enestående måde, der tjener forskellige behov. Det betyder, at kæderne kan sameksistere og operere uafhængigt. Til sidst vil Plasma gøre det muligt for virksomheder at implementere skalerbare løsninger på forskellige måder i henhold til deres specifikke kontekst og behov.
Derfor, hvis Plasma bliver udviklet og implementeret i Ethereum-netværket, vil main chainen være mindre tilbøjelig til at blive overbelastet, fordi hver børnekæde vil være designet til at arbejde på en særskilt måde mod specifikke mål – som ikke nødvendigvis er relateret til målene for main chainen. Som følge heraf vil børnekæder lette det overordnede arbejde for main chainen.
Beviser for svig
Kommunikationen mellem børnekæderne og rodkæden er sikret med svindelbeviser, så rodkæden er ansvarlig for at beskytte netværket og for at straffe de ondsindede aktører.
Hver børnekæde har sine egne mekanismer til validering af blokke og en bestemt svindelsikker implementering, som kan bygges oven på forskellige konsensusalgoritmer. De mest almindelige er Proof of Work, Proof of Stake og Proof of Authority.
Bedrageribeviserne sikrer, at brugerne i tilfælde af ondsindet aktivitet er i stand til at rapportere uærlige noder, beskytte deres midler og afslutte transaktionen (hvilket indebærer en interaktion med main chainen). Med andre ord bruges svindelbeviser som en mekanisme, hvorigennem en Plasma-børnekæde indgiver en klage til sin overordnede kæde eller til rodkæden.
MapReduce
Plasma-whitepaperet præsenterer også en meget interessant anvendelse af de såkaldte MapReduce-beregninger. Grundlæggende er MapReduce et sæt funktioner, der er meget nyttige til at organisere og beregne data på tværs af flere databaser.
I forbindelse med Plasma er disse databaser blockchains, og den trælignende struktur af kæderne gør det muligt at anvende MapReduce som en måde til at lette verifikationen af dataene i kædetræet, hvilket i høj grad øger netværkets effektivitet.
Problem med masseexit
Ét af de vigtigste bekymringspunkter med Plasma er problemet med masseexit, der refererer til et scenarie, hvor mange brugere forsøger at forlade deres Plasma-kæde på samme tid, hvilket kan oversvømme rodkæden og forårsage netværksbelastning. Dette kan udløses af svigagtig aktivitet, netværksangreb eller enhver anden form for kritisk fejl, som en Plasma-børnekæde eller en gruppe af kæder kan udgøre.
Sammenfatning
Plasma er i bund og grund en off-chain-løsning, der stræber efter at øge Ethereum-netværkets samlede ydeevne betydeligt ved at skabe en trælignende struktur af adskillige mindre kæder. Disse kæder vil lette arbejdet i main chainen, som vil være i stand til at håndtere flere transaktioner pr. sekund.
En hierarkisk model af sammenkædede blockchains som foreslået af Plasma har stort potentiale og testes i øjeblikket af adskillige forskningsgrupper. Med korrekt udvikling vil Plasma sandsynligvis øge effektiviteten af Ethereum-blockchainen og give en bedre ramme for implementering af decentraliserede applikationer. Desuden kan ideen også tilpasses og implementeres af andre kryptovalutanetværk som en måde til at undgå skalerbarhedsproblemer i fremtiden.
Ethereum Plasma er et open source-projekt, og det offentlige lager kan findes på dets GitHub. Udover Ethereum er der mange andre kryptovalutaer og GitHub-lagre, der i øjeblikket arbejder med Plasma. Et par eksempler inkluderer OmiseGO, Loom Network og FourthStateLabs. For mere detaljerede og tekniske oplysninger henvises du til det officielle Plasma-whitepaper eller til LearnPlasma-websitet.