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 可利用運營商收集并批量驗證交易，減少鏈上數(shù)據(jù)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(yōu)勢，但也面臨著數(shù)據(jù)可用性風險和潛在的中心化問題等挑戰(zhàn)。

簡介

多年來，區(qū)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(yōu)化以太坊可擴展性。

什么是 Validium？

Validium 是以太坊的擴展解決方案，采用鏈下數(shù)據(jù)可用性和計算，以便高效處理交易。零知識匯總 (zk-rollup) 將部分數(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(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)送給運營商。運營商是負責在 Validium 鏈上執(zhí)行交易的節(jié)點，可以是單個實體，也可以是通過權益證明 (PoS) 系統(tǒng)選出的一組實體。

運營商收集大量交易，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。

運營商處理交易時，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)塊生產者無需在以太坊上發(fā)布所有交易細節(jié)。如果以太坊成功驗證了證明，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入 Validium。該合約會將這筆存款傳遞給鏈下的 Validium，并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(xiàn)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雜計算的用例。

智能合約方面的挑戰(zhàn)

智能合約是運行于區(qū)塊鏈的程序，通常涉及復雜的操作。Validium 在該方面面臨不小的挑戰(zhàn)，因為要證明復雜操作已正確執(zhí)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(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)存儲和計算負擔，Validium 每秒交易次數(shù) (TPS) 可高達 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用而言至關重要。

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，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(shù)據(jù)，Validium 能夠在不影響可擴展性的情況下，提升交易隱私性，并增添額外的安全防護。

Validium 面臨的挑戰(zhàn)

數(shù)據(jù)可用性風險

Validium 主要依賴鏈下數(shù)據(jù)可用性，風險由此而生。若運營商或數(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(shù)實體有能力負擔必要的資源，他們就可能主宰網(wǎng)絡，削弱網(wǎng)絡的去中心化性質。

結語

Validium 作為擴展解決方案，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(yōu)化以太坊網(wǎng)絡。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)塊鏈可擴展性問題做出重要貢獻。