De Ethereum-blockchain heeft een groot schaalbaarheidsprobleem, wat de wereldwijde adoptie belemmert door beperkingen in snelheid en capaciteit. In augustus 2017 stelden Ethereum-medeoprichter Vitalik Buterin en Joseph Poon Ethereum Plasma voor als oplossing voor dit probleem. Het Plasma-concept is een schaalsprongtechniek voor de Ethereum-blockchain, vergelijkbaar met het Lightning Network dat in 2015 voor Bitcoin werd voorgesteld door Joseph Poon en Thaddeus Dryja. Elk heeft echter zijn eigen mechanismen en bijzonderheden. Houd er rekening mee dat Plasma geen project is, maar een off-chain schaaltechniek of raamwerk voor het bouwen van schaalbare toepassingen. Verschillende onderzoeksgroepen of bedrijven kunnen het op uiteenlopende manieren implementeren.
Hoe werkt Plasma?
Een raamwerk van secundaire ketens is het kernconcept achter Ethereum Plasma. Het doel is de interactie tussen de secundaire ketens en de hoofd-Ethereumketen zoveel mogelijk te beperken. Om dit te bereiken wordt het Plasma-raamwerk opgezet als een blockchain-boom, met kleinere ketens die bovenop de hoofdketen worden gebouwd, bekend als Plasma-ketens of child chains. Het is belangrijk op te merken dat Plasma-ketens verschillen van sidechains.
Smart contracts en Merkle-bomen worden gebruikt om de Plasma-structuur op te bouwen, waardoor het mogelijk is een oneindig aantal child chains te creëren. Elke child chain is een miniatuurversie van de Ethereum-blockchain. Meerdere ketens kunnen bovenop elke child chain worden gebouwd, wat een boomachtige structuur oplevert.
In wezen is elke Plasma child chain een aanpasbaar smart contract dat onafhankelijk werkt en is afgestemd op verschillende eisen. Dit betekent dat de ketens naast elkaar kunnen bestaan en unieke doelen kunnen dienen. Uiteindelijk stelt Plasma bedrijven en organisaties in staat om diverse schaalbare oplossingen te implementeren op basis van hun context en behoeften.
Als Plasma succesvol in het Ethereum-netwerk wordt geïntegreerd, zal de hoofdketen minder snel congestie ervaren, omdat elke child chain is ontworpen om specifieke doelen na te streven die mogelijk niet direct verbonden zijn met de doelstellingen van de hoofdketen. Daardoor verlichten child chains de werkdruk van de hoofdketen.
Fraudebewijzen
De root-keten is verantwoordelijk voor het beveiligen van de communicatie tussen de child chains en zichzelf door fraudebewijzen te gebruiken om kwaadwillende actoren te straffen. Elke child chain opereert onafhankelijk met zijn eigen mechanismen voor het valideren van blocks en een specifieke implementatie van fraudebewijzen. Deze fraudebewijsimplementaties kunnen worden gebouwd bovenop verschillende consensusalgoritmen zoals Proof of Work, Proof of Stake en Proof of Authority.
Het doel van fraudebewijzen is om gebruikers in staat te stellen oneerlijke nodes te melden in het geval van kwaadwillig gedrag. Gebruikers kunnen vervolgens hun fondsen beschermen en de transactie verlaten, wat interactie met de hoofdketen inhoudt. In wezen dienen fraudebewijzen als een mechanisme waarmee een Plasma child chain een klacht kan indienen bij zijn parent chain of de root-keten in het geval van frauduleus gedrag.
MapReduce
Een interessante toepassing die in het Plasma-whitepaper wordt gepresenteerd, is het gebruik van MapReduce-berekeningen. Deze berekeningen zijn een reeks functies die nuttig zijn bij het berekenen en organiseren van data over meerdere databases. In het geval van Plasma zijn deze databases blockchains, en de boomachtige structuur van de ketens maakt de toepassing van MapReduce mogelijk. Dit stelt in staat om data binnen de boom van ketens te verifiëren en vergroot de efficiëntie van het netwerk aanzienlijk.
Mass Exit-probleem
Mogelijkheid van een Mass Exit-probleem is een van de belangrijkste zorgen bij de implementatie van Plasma. Dit probleem doet zich voor wanneer veel gebruikers tegelijkertijd proberen hun Plasma-keten te verlaten, wat congestie op de root-keten veroorzaakt. Er zijn verschillende redenen waarom zo'n situatie kan ontstaan, variërend van frauduleuze activiteiten tot netwerk aanvallen of andere kritieke storingen die zich kunnen voordoen in een enkele Plasma child chain of groep van ketens.
Conclusie
Plasma is een oplossing die gericht is op het verbeteren van de prestaties van Ethereum door een boomachtige structuur van kleinere ketens te creëren. Dit zou de belasting van de hoofdketen verminderen en het mogelijk maken meer transacties per seconde te verwerken. Veel onderzoeksgroepen testen momenteel dit hiërarchische model van gekoppelde blockchains. Met de juiste ontwikkeling kan Plasma de efficiëntie van Ethereum verbeteren en een beter raamwerk bieden voor gedecentraliseerde applicaties. Bovendien kan dit idee door andere cryptovaluta worden geïmplementeerd om schaalbaarheidsproblemen te vermijden.