「合久必分」模块化区块链与数据可用性层|区块链

Ç　　作者： msfew@Foresight Ventures&nbs←p;  转载自金ô色财经

&#263f;　∠　Rollup 的瓶颈ℑ

　　如果你读了上一篇હ我所写的â Rollup 的文章， 那么很可能会发现在 Optim૧istic 和 zk Rollup 的终局对比部分， 有意无意地被留了一个坑．

　　当时得出的结论是： 因为没有 Proving Overhead， Optimistic Rollup 在长远视角下会远胜于 zk Roˆllup． 但是其实在不同时间段的发展þ上， Optimistic 和 zk Rollup 的ત性能实际上会交替领先：

　　不同阶段不同类型的 Secured Rollup 有不同的લ瓶颈，ä 而现在对它们来说，最主要的问题还是以太坊目前所提供的数据可用性方案限制了ú它们顶峰的理论性能．

　　为了解决现阶段 Rollup€ 的这个性能问题， 我§们有两种方ࢵ法：

　　区块&链的੢模块化

　　我们现在所指的那些 Secured Rol∈lup （Arbitrum 等）， 其实就是模块化区块链的一种实现， 未来会有更多不同的模块化区块链¾实现， 或者说不同变种的 Rollੑup．

　　以太坊的 Rollup 路线体੫现了区块链的模块化Æ趋势， 让区块链的层级分离， 各司其职， 让网络能够 óRollup 起来．

　　之前૨ &#25b3;Rollup 的文章提到了੦扩容的两条路线， 一条是升级区块链本身， 另一条是用 Rollup 的方式来更好地使用区块链．

　　模块化区块链组合ੋ了两条路线， 1+1 > 2， 彻底切换了区块π链的单体架构， 让新的模块化区块链Ä网络成为 Rollup 最适合生长的土壤， 且赋予这些 Rollup 方案更多的模块选择和更高的性能．

അ 　　a） 两个层级， 四个模块ⓤ

▥

　 　一个区块链可以拆分为两个层级， 共包括四ી个模块：

　　其中对于每个层级来说， 两个模块采用同一方案的安全性更高， 信任假设更少☻， 如结算和执行均采用以太坊的ੇ安全性 ਊ> 仅结算采用以太坊， 执行采用 Arbiturm 环境的安全性．

&#25d3;

　　单–体∪区块链的代表有

　　Avખail ⊂等૞．

　　如果❄将区块链ó的模块和计算机结ß构进行类比， 那么：

　　后续文章中， 我们会称这些 “模‍块” 为 ∅“层 ”， 但是它们实际上是模块．

Ǝ　　b） 从 ΝWeb 的▧发展中预测模块化趋势

૮

　　我们可以从 Web 的发☺展中ⓗ借鉴出区块链未来的模块化发展路线：

　　区块链网络其实是一个更去中心♦化和更稳定的集群， 让节点集合算力， 形成遍布全球的大型˜可信计算◊机．

　　而Λ区块链的模块化划í分非常像 Web2 中的分布式系统 （不等于分布式数据库的分布式）． 它本质上是把业务进行拆分，છ 与下图 Uber 的架构类似， 模块各司其职．

　　Web2 的分布式系统ૢ和ⓤ Web3→ 的区块链的模块化带给我们两个需要思考的问题：

　　拆分的问题已经被清晰定义， 但连接的问题对模块化架构有所影响． 该如何将安全性和用户体验提♬升或Ö许是模块化区块链需要解决的问题．ƒ

ƒ　　c） 为⇓什么模块化？

　　模块化区块链将单体区块链解耦后， 新网络结构 = 多个类似 ArbitΕrum 和 StarkEξx 的不同 Rollup + 一个类似以太坊Ζ的底层主网．

　　它们提升的重点主要是， 不用再通过因为共识与 DA 耦合的传统单体区块链导致⊄的 Proof of Replicƿatioⓓn 来验证和保证 DA （限制性能和极大程度上提升全节点大小影响去中心化）．

　　这意味着模块化区块链网络不用再去卷单体区块链的共识了， 而是解耦后直接使用专门层处理 ΟDA， 在主网安全的优先级下， 减少多余算力和存储的浪费， 提升吞吐量， 跳过共识问题瓶颈， 从而将千级或万级的 ગTPS 进&#256d;一步提升．

　Ô　除了整体性能&#256e;可以突破瓶颈， 跨越到下一个🙀时代， 模块化区块链还有什么显著的好处？

　　d） 模Α块化的≈‍不同实现？

　　模块化的区块链网络其实可以ι构建出非常多类型的 “链” 的实践， 主要有三દ个Ç大类和无数细分小类：

　　这三个模块化区块链和单体ς区块链的大方向不同， 特色也各不相同◈：ø

　　e） 模ત块૞化概念的影响ⓗ？

　　模块化区块ખ链的时代到来之后， L1 和 L2 的传统概念或‾许要被重新定Ò义．

☺　　除&#266b;此之外θ：

　ü　未来， ∋或⇔许每个应用会选择成为一个模块化的区块链．

　　DA ▩层í

↑

　　既然 Rollƒup 不仅保证安全性， 还提升性能， 那何不让区块链成为 Rollup 的最佳土壤？ 模块化区块链就是让区块链成为 Rollup 的更∝好基础层．

　　Rollup 让大▧家关注了 DA 层对性能的影响， 同时 Rollup 的出现也启发了以多个 Rollup 生态为⌊重点的模块化区块链网络概念． 模块化∅区块链让区块链跨越单体时代的共识瓶颈， 进入到模块化概念以 DA 为重点的时代．

ઍ

　　“Rollup 是将执行层 off-chain， 下一步是ડ将 DA off-chain．”

　　઱⇔a&#266b;） DA 是什么？

　　对于模块化的区块链છ和 Rollup 网络来说， 完整数据需要在那里和保证可以被使Ǝ用， 从而确保网络的去中ૉ心化和安全性：

　੊　Current Data Availability♡： 为什么出块ξ时需要最新的状态根和 tx 数据可用？

　　A≅rchive Data Availabi∴lity： 区块有Â效后， tx 数据是否还需要被保留保证可用？

·

　　Rollup 与模块化区块链： 对于 ↑Rollup ⌈和未来不同的模块化区块链实践来说， Current Data Availability 意味着什么？

　　b） Cતurrent Data AvaýilabÏility

░

　　最新数据બ的可用性影响着网络本⌊身的安全性和性能．

ö

　　当我们说到 DA 时，ࢮ 通&#256f;常所指的都是它．

　　c） Ar²chived Dataએ Availability ∴

　　存档数据的可用性↵仅影响网络本身外的如区块链浏览器等的基础▥设施， 可能对网络本身来ટ说是个可选项， 但是对用户的使用来说必须具备．

　　我们首先要说明的主要是， Arweave 或 Fi¦lecoin 的© Web3 存储方案无法为 Currentਨ Data Availability 提供直接的 DA：

　　除此之外， Arweaℑve 和 Filecoin 依然是单体区块链的多副本冗余模式保证数据可用， 难以建立高效的采样χ机ਭ制．

　　虽然它们不适合作为 “内存”⊇ 为最新数据提供可用性， 但适合作为 “硬盘” 为存档数据提供૝可用性． 目前 Web3 仍◈然缺少一个更模块化更专注的专用 “硬盘”．

　ϒ　模块化ਖ਼区块链的选择

’

　　我»们现在就作为一个万级 TPS 项目的架构师， 来为我们的应用ણ做一些抉择， 组合出合适的应用链．

　　aમ） DA 层⌋生态

　　DA 层是最近大家非常关注的方向． 但是从我们的抉择图来看， 其实没有很&#263b;大概率去连续做 “对” 那么多先置选择， 最终Εഅ进行到 DA 的选择．

　‌　除了项目最可能采用的自建私有 DAC （性能 + 主权） 或侧链é DA 方案以外， DA 方案基本有三种选择思路：σ

　　¡DA 方案的¸商业格局基本会§是这样：

　　b）ⓝ &#25b3;执行ય层生态

　　如果把模块化区块链比作一个高度分工化ⓗ的厨房， 区块链的性能是上菜速度， 那么吞吐量更大的 DA 层就是更大的锅≠， 更好的执行♡环境就是更熟练以及会做更多菜系的厨子．

ળ　　执行层方案也基本上有这么几种选择≅：&#263c;

　　Ë对于前沿执行层方案的价值捕获来说， 它们自己可以被很容易组合成 Optimistic Rollup， 形成应用生态， 因此在价值捕获੝上， 它们相½比 DA 层有天然的优势．

　　c） ‰共识&#222e;层ê生态

　　Ν对于Ì模块化区块链来说， 共识层需要‎：

ξ　　于是我们剩­下的℘合适的选择不多了：

　　模块化š方ਨ案的思ⓛ考

®

　　a） ι进一⋅步探索

　　DAá 层： 状态爆炸问题让网络的准入门槛过高， 削弱了网络的去中心化． 我们在 DA 那一段所阐述的 statelessness 仅仅是 weak statⓔelessne❄ss， 也就是只有出块者需要存储状态数据， 后面还需要更多优化， 让所有的节点都不需要存储全部状态数据．

　　执行层： 目前的模块化分工仅仅是开了许多个执行层 （Sharding）， 而当某个执行层满载后， 它的性能依然无法满足 Web3 ⌈需Χ求． 那么我们所需要拓展的就更多是单个执行层的性能 （Parallelization）， 如 Fuel લ和 Solana．

　　b）੊ 需Ð求与♬供给

Á　　Ap…p-chain 的需求到底有多少？&#263b;

　　目前只有热门应用才会有 App-cΕhain 的需求． 我们或许需要 onboÕard 更多用户， 才会激发对模块化Σ方案的真正大量需求．

　&#256e;　同时， 我们也看到了无数多的模块࠹选择， 最后到底哪些能真正被积极使用也是一个需要探索和筛选≤的过程．

👽

　　੎cΜ） 安全性

સ　　模块化有两“个方面， 拆分和ડ连接：

　　થd–） 体验

☏　　一个分散的模块化系统可能仅仅因执行层不同就导致用户&#260e;体验与♨资金的割裂， 同时它是否会由于开发工具的不同， 导致开发者体验的割裂？ MEV 如何处理？

ú　ã　e） 分久&#25b2;必合

　　类似 Apple 从 Intel 芯片到 m 系列 SoC 的转变， 模块化区块链较为割裂的架构是否会ી在几年之后因为生态或体验等问௄题重新统一， 单体区块链是否会重回主导地位？ 模块化区块链是否会出现类似 Cosmos IΝBC 一样的互通协议？

　　总结

　　目前模块化区块链只跑出了冰山一角， 但已经非常繁荣， 有各种基于以太ટ坊的 ૊Secured Rollup， Cੇosmos， Polkadot， Subnet 等．

　　比特币是区块链的概念， 以太坊是区块链的实践， ઎而模块&#25a1;化区块链会是区块链被广泛工程Æ化与实践的基础．

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