为什么区块链都聚集在同一条扩容道路上？

不同的公链生态系统正在发生什么？思考这个问题，你可能会发现：他们都聚集在同一条扩容道路上。许多人都正在致力于实现 Rollup，一些在探索有效性证明，另一些正在研究欺诈证明，而且更多的精力花在轻客户端安全性上。

那么，我们是如何走上同一条路的呢？

实现扩展性的硬件门槛

最初，人们普遍认为区块链可以在低配验证器硬件要求下进行扩展。通过这种方法扩展的最突出代表是分片。分片背后的想法是将单个区块链拆分为多个链（分片），每个验证器仅在单个分片上运行，完成总工作的一小部分。区块链容量随着添加更多分片和验证器而增长，每个验证器的总体硬件要求将保持较低水平。

但分片带来了更多的问题。它的主要问题是降低了安全性，导致诸如数据截留攻击（data withholding attacks）和渔夫困境（fisherman’s dilemma）等问题。这些与分片相关的权衡降低了其作为扩展解决方案的可行性。

从哲学上讲，低硬件要求对去中心化区块链至关重要。如果任何人都可以在低成本机器（如消费类笔记本电脑）上运行验证器，那么区块链将更容易实现去中心化。这个假设是不正确的，原因有二：

其一，质押机制会导致代币和权力集中在少数验证者手中。更多的质押份额会带来更高的回报，导致顶级验证者比小型验证者更有动力增加他们的质押量。自然而然，行程少数验证者持有大部分质押的幂律分布，这在区块链中几乎随处可见，包括比特币及其哈希率分布。现在，想象一个拥有 10 万验证者的区块链，如果只需要五个掌控了大部分质押量的验证者就可以停止该链，那么这种去中心化并不能真正确保安全。

其二，MEV 促进了中心化趋势。一些验证者将拥有比其他人更强的提取 MEV 的能力。这使他们能够以比其他人更快地累积他们的质押量，加速中心化程度。

上面两个核心问题阻碍了扩展性。区块链无法在低配置验证器下进行扩展，并且区块链和去中心化验证器集不能保证安全属性。

可验证性是焦点

如果验证者去中心化不能保证安全，那么区块链的基本要求是什么？是可验证性。

如果区块链无法阻止其验证器集自然而然的中心化，则用户需要一种廉价的方法来检验这些验证器是否遵守规则。这种机制允许社区相应地惩罚恶意验证者，惩罚可以是程序化的（自动削减）或社区驱动的（分叉）。

无论如何，验证区块链的用户也会确保链的安全。

殊途同归

区块链无法在低配置验证者下进行扩展，但用户应该有无门槛的访问权限来验证区块链。那只剩下一个解决方案，验证者要求高配置硬件，但验证节点只需要低配置硬件。

低配置的验证节点可以使验证过程高效。在执行端，节点需要验证区块有效性，而不需要重新执行每笔交易，这可以通过欺诈或有效性证明来完成 。至于数据，节点需要在不下载每笔交易的情况下验证数据可用性，可以通过数据可用性采样解决。

Mustafa 在 2019 年的 LazyLedger 白皮书（现为 Celestia）中概述了一个以安全、低成本验证为中心的可扩展区块链的想法。自从放弃执行分片而转向 Rollup 以来，以太坊一直间接地朝着这条道路前进，自从 data sharding 切换到 danksharding。Solana 也开始朝同一方向努力。

这只是许多项目汇集在「相同」扩展解决方案上的几个例子，它们之间的唯一区别是具体实现细节。