区块链行业蓬勃发展,各大公链鼎立之际,除了在生态和用户上的竞争,对于区块链“不可能三角”(即无法同时达到可扩展(Scalability)、去中心化(Decentralization)、安全(Security),称之为“不可能三角”),区块链们交出了不一样的探索方案。
多链架构、及分片等实验都是对于去单一型区块链的尝试,rollups、validiums 以及数据可用性链的出现,打破了数十年间单一型区块链/单片区块链的现状。Layer1 区块链、Layer2 区块链等新的名词伴随新的区块链设计技术而出现。
在可拓展上,模块化区块链是区块链设计的最新范例。模块化的概念由 Layer1 区块链 Celestia 发起,当涉及到按数量级扩展区块链的语境时,模块化的概念正迅速成为一个类别定义的叙述。我们在《2022 最值得关注的五条 Layer1 区块链》一文中分析了模块化区块链 Celestia——Celestia 的模块化区块链架构旨在提高未来十年 Web3 创新的规模和速度,使得开发者能以最小的成本轻松部署属于自己的区块链。
模块化区块链和单片区块链
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执行 - 事务处理和计算。
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解决 - 争议解决和桥梁(可选)。
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共识 - 交易排序。
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数据可用性 - 确保数据可用。
单片区块链是处理所有四个功能的链。在模块化堆栈将组件拆分成多个层的情况下,整体式区块链在单个层上同时执行所有操作;
然而,模块化区块链是作为模块化区块链堆栈一部分的任何链,通过使区块链模块化并将四个功能拆分到多个专门层中。模块化区块链堆栈由多层模块化区块链组成,它们相互依赖以创建具有所有上述组件的系统。
在不同的功能处理方式上,之所以有着模块化的革新和发展,是因为单片区块链面临着由于其处理方式而造成的缺陷。其中单片区块链面临的一些限制包括:
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低效的交易验证:节点必须重新执行交易以检查有效性。
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资源约束:区块链受其节点的资源容量约束。
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可扩展性:为了提高吞吐量,必须在一定程度上牺牲安全性或分散性。
而模块化区块链则被设计成可以专业化地处理一项或多项功能,从而避免了同层处理执行、数据可用性、共识和结算四大功能时所造成的缺陷。而又因为模块化区块链被安排在一个堆栈中,这些堆栈组合在一起以实现与整体链相同的功能。也就是说,在实现同样功能的基础上,模块化区块链避免了已有的限制和缺陷。
模块化区块链的优势
主权保障
尽管使用了其他层,但新的模块化区块链可以像 Layer1 一样具有主权。这允许区块链在未经任何底层许可的情况下响应黑客攻击并推送升级。本质上,主权区块链保留了社会共识做出关键决策的能力,这是区块链作为社会协调机制最重要的方面之一。
高效、低成本启动新的区块链
由于模块化区块链不需要处理所有功能,新区块链可以简单地将现有模块化区块链用于他们希望卸载的组件。这允许有效地引导新的区块链,减少部署时间并最大限度地降低成本。例如,像 Optimint 这样的汇总“SDK”与 Cosmos SDK 相结合将有助于促进新区块链的创建,而无需引导安全验证器集。
可扩展性
模块化现状
在模块化道路上,区块链们殊途同归,选择了在执行、解决、共识和数据可用上不同的侧重的模块化实现方法。
以 Fuel Labs 为代表,Polygon Hermez、Arbitrum 等正在通过为模块化堆栈构建执行层来进行模块化。而 Optimism 的团队正在研究分片、激励验证和去中心化排序器。Fuel Labs是一家以太坊二层扩容方案提供商,Fuel Labs正在构建去中心化扩容解决方案Fuel optimistic Rollup。上图中未体现的 Rollups 也是一种模块化区块链,专注于执行、卸载结算、共识和数据可用性以分离层。
像 Celestia 这样的团队在专门的数据可用性和共识层上工作,Celestia 允许广泛的执行层实现将其用作数据可用性层,为替代的非 EVM 虚拟机(如 WASM、Starknet 和 FuelVM)奠定基础架构。这种适用于各种执行解决方案的共享数据可用性允许开发人员在 Celestia集群之间创建信任最小化的桥梁,解锁跨链和跨生态系统的可组合性和互操作性,类似于以太坊及其汇总之间的可能性。
作为第一条真正以“模块化区块链”而称呼的 Celestia,在本文的探讨中很难不把关注点放在它身上。Celestia 的模块化技术某种程度上可以让我们看到区块链世界中的最新模块化进程。不同于以往以执行为核心功能的区块链设计,Celestia 让模块化允许为特定目的来创建区块链,这样做从基础层缓解了与单片链相关的最大瓶颈:交易执行和状态膨胀。
模块化未来
举一个非常直观的例子,目前构建区块链所花的大部分精力都花在了新的 Layer1 上,而每个新的 Layer1 区块链都试图建立起自身的生态系统,努力将用户引入到生态系统中。无论生态中的应用和社区多么成熟,本质上都是一种封闭式的生态系统。
而模块化区块链创建了一个包含许多链连接的协作环境。模块化区块链带来的每个新用户都为整个模块化生态系统创造价值,而不仅仅是单个链生态。模块化区块链全体协作,而整体环境 Layer1 各自竞争;模块化协作带来的另一个好处是开发人员可以重用和构建现有的模块化区块链。这使他们能够混合和匹配他们需要的组件/部分,而不是构建一个技术仅限于单个链的全新 Layer1。更高效和低成本的开发,将带来整个模块链生态的迅速成长和繁荣。