虚拟币用到的非常哇塞的技术(Validium)解读

Validium 是一种强大的区块链扩容解决方案，通过将交易数据存储在链下并使用零知识证明技术来验证交易有效性，实现了高吞吐量和低成本的交易处理能力。高交易吞吐量：理论上可以达到数千至数万 TPS低交易费用：批量处理交易并减少主链存储需求即时终局性：交易一旦被处理就可以被视为最终确认数据隐私：交易细节不会公开在主链上安全性：通过零知识证明保证交易有效性数据可用性：依赖数据可用性委员会确保数据不会丢

zhangzhechun_03

968人浏览 · 2025-05-04 15:00:21

zhangzhechun_03 · 2025-05-04 15:00:21 发布

python编程示例系列
 python编程示例系列二
 python的Web神器Streamlit
如何应聘高薪职位
 C#视觉应用开发问题系列
 c#串口应用开发问题系列
 microPython Python最小内核源码解析
 NI-motion运动控制c语言示例代码解析
在这里插入图片描述 # Validium 技术详解

用途

Validium 是一种区块链扩容解决方案，主要用于提高以太坊等公链的交易处理能力和降低交易费用。它属于 Layer 2 扩容技术，与 Rollup 技术类似，但有一个关键区别：Validium 将数据存储在链下，而不是将所有数据发布到主链上。

主要用途包括：

提高交易吞吐量（TPS）
降低交易费用
保持与主链相同的安全性
适用于高频交易场景，如去中心化交易所、NFT 交易等

原理

Validium 的工作原理基于零知识证明（Zero-Knowledge Proofs，特别是 ZK-SNARKs 或 ZK-STARKs）技术，主要包括以下几个关键环节：

链下数据存储：交易数据完全存储在链下，只有状态根（state root）和有效性证明发布到主链
数据可用性委员会：由于数据存储在链下，Validium 通常依赖数据可用性委员会（DAC）确保数据不会丢失
批量处理：多笔交易被批量处理，生成证明后一起提交到主链
零知识证明：使用零知识证明技术证明所有链下交易的有效性，而无需披露具体交易内容
状态更新：通过向主链提交新的状态根和有效性证明来更新系统状态

与 ZK-Rollup 相比，Validium 不在主链上存储交易数据，因此可以实现更高的吞吐量，但用户需要依赖数据可用性委员会来确保数据访问。

实现代码示例

下面是一个简化的 Validium 实现示例，包括智能合约和相关组件：

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;

/**
 * @title ValidiumVerifier
 * @dev 用于验证零知识证明的合约
 */
contract ValidiumVerifier {
    // 验证零知识证明的函数
    function verify(
        uint256[] memory proof,
        uint256[] memory publicInputs
    ) public pure returns (bool) {
        // 这里应该是实际的零知识证明验证逻辑
        // 在实际实现中，这将是一个复杂的数学验证过程
        // 这里为了简化，我们假设验证总是成功的
        return true;
    }
}

/**
 * @title DataAvailabilityCommittee
 * @dev 数据可用性委员会合约，负责管理链下数据的可用性
 */
contract DataAvailabilityCommittee {
    // 委员会成员
    mapping(address => bool) public members;
    // 数据哈希到确认状态的映射
    mapping(bytes32 => mapping(address => bool)) public confirmations;
    // 需要确认的成员数量
    uint256 public requiredConfirmations;
    
    // 事件
    event DataConfirmed(bytes32 indexed dataHash, address indexed member);
    event DataAvailable(bytes32 indexed dataHash);
    
    /**
     * @dev 构造函数
     * @param _members 初始委员会成员
     * @param _requiredConfirmations 所需确认数
     */
    constructor(address[] memory _members, uint256 _requiredConfirmations) {
        require(_requiredConfirmations <= _members.length, "Invalid required confirmations");
        requiredConfirmations = _requiredConfirmations;
        
        for (uint256 i = 0; i < _members.length; i++) {
            members[_members[i]] = true;
        }
    }
    
    /**
     * @dev 确认数据可用性
     * @param dataHash 数据哈希
     */
    function confirmData(bytes32 dataHash) external {
        require(members[msg.sender], "Not a committee member");
        require(!confirmations[dataHash][msg.sender], "Already confirmed");
        
        confirmations[dataHash][msg.sender] = true;
        emit DataConfirmed(dataHash, msg.sender);
        
        // 检查是否达到所需确认数
        uint256 count = 0;
        for (uint256 i = 0; i < members.length; i++) {
            if (confirmations[dataHash][members[i]]) {
                count++;
            }
        }
        
        if (count >= requiredConfirmations) {
            emit DataAvailable(dataHash);
        }
    }
}

/**
 * @title Validium
 * @dev Validium主合约，管理状态更新和证明验证
 */
contract Validium {
    // 状态根
    bytes32 public stateRoot;
    // 批次索引
    uint256 public batchIndex;
    // 验证器合约
    ValidiumVerifier public verifier;
    // 数据可用性委员会合约
    DataAvailabilityCommittee public dac;
    
    // 事件
    event StateUpdate(uint256 indexed batchIndex, bytes32 oldStateRoot, bytes32 newStateRoot);
    event DepositProcessed(address indexed user, uint256 amount);
    event WithdrawalProcessed(address indexed user, uint256 amount);
    
    /**
     * @dev 构造函数
     * @param _verifier 验证器合约地址
     * @param _dac 数据可用性委员会合约地址
     * @param _initialStateRoot 初始状态根
     */
    constructor(
        address _verifier,
        address _dac,
        bytes32 _initialStateRoot
    ) {
        verifier = ValidiumVerifier(_verifier);
        dac = DataAvailabilityCommittee(_dac);
        stateRoot = _initialStateRoot;
        batchIndex = 0;
    }
    
    /**
     * @dev 更新状态
     * @param newStateRoot 新的状态根
     * @param dataHash 链下数据哈希
     * @param proof 零知识证明
     * @param publicInputs 公共输入
     */
    function updateState(
        bytes32 newStateRoot,
        bytes32 dataHash,
        uint256[] memory proof,
        uint256[] memory publicInputs
    ) external {
        // 验证零知识证明
        require(verifier.verify(proof, publicInputs), "Invalid proof");
        
        // 确保数据可用性
        // 在实际实现中，这里会检查数据可用性委员会的确认情况
        // 这里简化处理
        
        // 更新状态根
        bytes32 oldStateRoot = stateRoot;
        stateRoot = newStateRoot;
        batchIndex++;
        
        emit StateUpdate(batchIndex, oldStateRoot, newStateRoot);
    }
    
    /**
     * @dev 处理存款
     * @param user 用户地址
     */
    function processDeposit(address user) external payable {
        // 在实际实现中，这里会更新merkle树并生成新的状态根
        // 这里简化处理
        emit DepositProcessed(user, msg.value);
    }
    
    /**
     * @dev 处理提款
     * @param user 用户地址
     * @param amount 提款金额
     * @param proof 证明用户有权提款的证明
     */
    function processWithdrawal(
        address payable user,
        uint256 amount,
        bytes memory proof
    ) external {
        // 在实际实现中，这里会验证提款证明
        // 这里简化处理
        
        // 转账给用户
        user.transfer(amount);
        
        emit WithdrawalProcessed(user, amount);
    }
}

逻辑流程图

应用场景

Validium 技术可以应用于多种场景：

去中心化交易所（DEX）：高频交易、订单匹配等操作可以在链下进行，大幅提高交易速度和降低成本
NFT 市场：NFT 的铸造、交易和转移可以在 Validium 层处理，提高用户体验
GameFi：游戏内资产和状态更新可以通过 Validium 实现，使区块链游戏更加流畅
支付系统：微支付和高频支付场景，可以避免主链拥堵和高昂的交易费用
DeFi 应用：流动性挖矿、借贷等 DeFi 操作可以在 Validium 上进行，降低用户成本
企业区块链解决方案：企业可以利用 Validium 构建高性能的私有交易系统，同时保持与公链的连接
跨链桥：作为不同区块链之间的高效中间层，提高跨链交易的速度和降低成本

总结

Validium 是一种强大的区块链扩容解决方案，通过将交易数据存储在链下并使用零知识证明技术来验证交易有效性，实现了高吞吐量和低成本的交易处理能力。

主要特点：

高交易吞吐量：理论上可以达到数千至数万 TPS
低交易费用：批量处理交易并减少主链存储需求
即时终局性：交易一旦被处理就可以被视为最终确认
数据隐私：交易细节不会公开在主链上
安全性：通过零知识证明保证交易有效性

主要挑战：

数据可用性：依赖数据可用性委员会确保数据不会丢失
技术复杂性：零知识证明的实现和验证较为复杂
中心化风险：如果数据可用性委员会成员勾结，可能导致数据丢失

与其他 Layer 2 解决方案相比，Validium 提供了更高的吞吐量和更低的成本，但用户需要接受一定程度的数据可用性风险。随着技术的发展和成熟，Validium 有望成为区块链扩容的重要解决方案之一，为更广泛的区块链应用提供支持。

程序员理财社区

更多推荐

Tushare获取历史行情数据

Tushare是一个免费、开源的python财经数据接口包。主要实现对股票等金融数据从数据采集、清洗加工到数据存储的过程。打开官网Tushare数据并注册；注册成功后可以在个人主页获取【接口TOKEN】；下载并安装最新版Tushare SDKTushare数据;获取数据需要积分（注册100积分，修改个人信息20积分），积分越高可获取数据的频次也越高，其他获取积分方式见Tushare数据。

程序员理财社区

如何通过akshare库，获取股票数据，并生成TabPFN这个模型可以识别、处理的格式（并进行了训练、推理）

本文对比了豆包、跃问和文心4.5三款AI在股票预测任务中的表现。测试要求使用akshare库获取股票数据并预处理为TabPFN模型可处理的格式，构建未来3天股价涨跌预测任务。豆包表现最主动，仅凭简单提示就完成了数据获取、预处理和模型预测全流程，但代码需2-3次修改才能运行；跃问在数据处理环节出错后放弃；文心4.5表现最好，但出现了准确率100%的过拟合结果。测试还发现TabPFNClassifie

程序员理财社区

应对算力挑战：机器学习量化处理的重要性及创新技巧

尽管二值化会导致一定的精度损失，但通过改进网络架构设计（如引入残差连接、优化激活函数）和训练算法（如二值化感知训练），在一些图像分类、目标检测任务中，BNN已能实现接近高精度模型的性能，为算力受限场景提供了全新解决方案。比如，在智能交通场景中，量化后的目标检测模型可以部署在路侧摄像头中，实时识别车辆和行人，为交通管理提供实时数据支持，而无需将大量视频数据上传至云端，有效避免了网络延迟和带宽压力。随