Modulare Blockchain: Eine neue Perspektive auf Kontroversen um Funktionsschichten und DA-Ökonomie

Erweitert12/26/2023, 6:21:24 AM
Der Artikel stellt die Ursprünge, Definitionen und Designprinzipien modularer Blockchains vor, führt auch zu einer Diskussion über die Datenverfügbarkeitsschicht durch eine Analyse der Ausführungsschicht, stellt schließlich Celestia und die Ausführungsschicht vor und führt schließlich schließlich ein.

Vorwort

Das Dreiecksdilemma der Blockchain war in der Vergangenheit eine unüberwindbare Lücke in der Branche, und die aufeinanderfolgenden Projekte der öffentlichen Kette versuchen immer, diese Lücke durch die Gestaltung unterschiedlicher Architekturen zu schließen und zum sogenannten „Ethereum-Killer“ zu werden. Die Tatsache ist jedoch grausam, denn seit so vielen Jahren wurde der Status von Ethereum unter einer Person nie übertroffen, und das unmögliche Dreieck der Blockchain ist immer noch unzerbrechlich. Gibt es also eine Möglichkeit für öffentliche Ketten, die Lücken zu schließen, die das unmögliche Dreieck füllen? Hier entstand Mustafa Albasans Idee für modulare Blockchains.

Die Ursprünge der Modularität

Die Geburt modularer Blockchains ging auf zwei White Papers zurück, ein von Mustafa Albasan und Vitalik gemeinsam verfasstes Papier aus dem Jahr 2018 mit dem Titel „Data Availability Sampling and Fraud Proofs“. In diesem Dokument wird beschrieben, wie die Blockchain-Skalierbarkeit ohne Einbußen bei Sicherheit und Dezentralisierung erreicht wird, indem Light-Clients ermöglicht werden, Betrugsnachweise von vollständigen Knoten zu empfangen und zu überprüfen, und Systeme zum Nachweis der Datenverfügbarkeit entworfen werden, die den Kompromiss zwischen Kapazität und Sicherheit in der Kette verringern.

Dann im Jahr 2019, als Mustafa Albasan das Whitepaper für Lazy Ledger schrieb. Beschreibt eine neue Architektur, in der Blockchain nur zum Sortieren und Sicherstellen der Verfügbarkeit von Transaktionsdaten verwendet wird und nicht für die Ausführung und Überprüfung von Transaktionen verantwortlich ist. Der Zweck der Architektur besteht darin, das Skalierbarkeitsproblem des bestehenden Blockchain-Systems zu lösen. Damals nannte er es einen „Smart Contract Client“.

Smart Contracts werden auf diesem Client über eine andere Ausführungsschicht, Celestia (die erste modulare Blockchain), ausgeführt. Dann kam Rollup und machte dieses Konzept endgültiger. Denn die Logik von Rollup besteht darin, intelligente Verträge außerhalb der Kette auszuführen und die Ergebnisse dann in Beweisen zusammenzufassen, um sie auf die Ausführungsebene des „Clients“ hochzuladen.

Indem er über die Architektur von Blockchains und neue Skalierungstechnologien nachdenkt, hat er ein neues Paradigma definiert, das er „modulare Blockchain“ nennt.

Was ist eine modulare Blockchain?

Die Architektur einer traditionellen monolithischen Blockchain besteht typischerweise aus vier Funktionsschichten:

· Ausführungsschicht – – Die Ausführungsschicht ist hauptsächlich für die Verarbeitung von Transaktionen und die Ausführung intelligenter Verträge verantwortlich. Es umfasst die Überprüfung, Ausführung und Statusaktualisierung von Transaktionen.

· Datenverfügbarkeitsschicht – – Die Datenverfügbarkeitsschicht in einer modularen Blockchain ist dafür verantwortlich, sicherzustellen, dass auf Daten im Netzwerk zugegriffen und diese überprüft werden können. Es umfasst typischerweise Funktionen wie die Speicherung, Übertragung und Überprüfung von Daten, um Transparenz und Vertrauen im Blockchain-Netzwerk zu gewährleisten.

· Konsensschicht – Verantwortlich für Vereinbarungen zwischen Knoten, um Konsistenz von Daten und Transaktionen im Netzwerk zu erreichen. Es verifiziert Transaktionen und erstellt neue Blöcke durch spezifische Konsensalgorithmen wie Proof of Work (PoW) oder Proof of Stake (PoS).

· Die Abwicklungsschicht ist für die endgültige Abwicklung von Transaktionen verantwortlich und stellt sicher, dass die Übertragung von Vermögenswerten und Aufzeichnungen dauerhaft in der Blockchain gespeichert wird, wodurch der endgültige Zustand der Blockchain bestimmt wird.

Die monolithische Blockchain vervollständigt die Arbeit dieser in dasselbe System integrierten Komponenten. Dieses hochintegrierte Design führt unweigerlich zu einigen inhärenten Problemen, wie z. B. schlechter Skalierbarkeit, schlechter Flexibilität sowie Wartungs- und Aktualisierungsschwierigkeiten.

Celestia ist jedoch davon überzeugt, dass monolithische Blockchains nicht mehr alles selbst erledigen müssen. Die zukünftige Weiterentwicklung von Web3 werden „modulare Blockchains“ sein, die ein besseres System schaffen, indem sie die Blockchain modular gestalten und ihre Prozesse in mehrere „proprietäre Schichten“ unterteilen, von denen jede spezifische Funktionsschichten verwaltet, und dass das System unabhängig und sicher sein sollte und skalierbar.

Modulare Designprinzipien:

Ein Design ist modular, wenn es das System in kleinere Teile zerlegt, die ausgetauscht oder ersetzt werden können. Der Kerngedanke besteht darin, sich darauf zu konzentrieren, nur wenige Dinge gut zu machen (funktionierende Teile oder einzelne Funktionsschichten), anstatt zu versuchen, alles zu machen. Cosmos Zones, Polkadot Parachains und Polkadot Parachains sind Beispiele für modulare Projekte, die uns aus der Vergangenheit bekannt sind.

Eine neue Perspektive

Basierend auf der neuen Perspektive der Modularität wird der Raum für die Neugestaltung der monolithischen Blockchain und des modularen Stapels, zu dem sie gehört, erheblich verbessert. Modulare Blockchains mit unterschiedlichen spezifischen Verwendungszwecken und Architekturen können alle kombiniert werden, um zusammenzuarbeiten. Aufgrund der vielfältigen Gestaltungsmöglichkeiten hat die Rennstrecke auch eine Reihe interessanter und innovativer Projekte hervorgebracht. Was folgt, ist eine Diskussion der aktuellen Kontroversen über die verschiedenen Funktionsschichten und wie Celestia „Modularität“ aus einer Modularitätsperspektive interpretiert.

Die Ausführungsschicht konzentriert sich auf Ethereum

Wenn wir uns Rollup als die Executive-Schicht für Modularität vorstellen, werden wir feststellen, dass die Projekte der modularen Executive-Schicht fast alle auf Ethereum aufbauen. Der Grund dafür liegt auf der Hand: Ethereum verfügt über viele Ressourcen als Burggraben und der Grad der Dezentralisierung ist die stärkste Wahl, aber seine Skalierbarkeit ist schlecht, sodass es ein großes Potenzial für die Neugestaltung der Funktionsschicht hat. Aus dem düsteren Kontrast zwischen der jüngsten Online-Bewegung der öffentlichen Kette (APT, SUI) und dem beispiellosen Boom von Layer2 auf Ethereum ist nicht schwer zu erkennen, dass sich auch die Infrastrukturerzählung der Blockchain von der öffentlichen Kette zur Ausführung von Ethereum Layer2 verlagert hat. Ist die Existenz der Modularität also gut oder schlecht? Konzentriert sich die Ausführungsebene auf Ethereum und unterdrückt damit Innovationen in öffentlichen Ketten?

Das Bild der Blockchain-Skalierung

Zunächst wird aus Sicht der Führungsebene die bestehende Kette neu klassifiziert. Hier ist ein Verweis auf den Nosleepjon-Artikel „Tatooine's Double Sun“, um die aktuelle Klassifizierung von Blockchains auf Ausführungsebene zu erläutern.

Aktuelle Blockchains lassen sich in vier Kategorien einteilen:

1.Monolithische Single-Threaded-Blockchain:

Eine einzelne Blockchain, die jeweils eine Transaktion verarbeitet. Die meisten davon wurden aufgrund von Einschränkungen auf Rollup- oder horizontal skalierbare Roadmaps umgestellt.

Repräsentative Projekte: Ethereum, Polygon, Binance Chain, Avalanche

2. Parallelverarbeitung monolithischer Blockchains: Monolithische Blockchains, die mehrere Transaktionen gleichzeitig verarbeiten.

Repräsentative Projekte: Solana, Monad, Aptos, Sui

3. Modulare Single-Threaded-Blockchain: Eine modulare Blockchain, die jeweils eine Transaktion verarbeitet.

Repräsentative Projekte: Arbitrum, Optimism, zkSync, Starknet

4. Parallelverarbeitung modularer Blockchains: Modulare Blockchains, die mehrere Transaktionen gleichzeitig verarbeiten.

Repräsentative Projekte: Eclipse, Fuel

Monolithische Parallelverarbeitungsarchitektur vs. modulare Architektur

Es wird viel darüber geredet, welcher Ansatz gewählt werden soll, insbesondere wenn es um das Konzept der Modularität versus globaler Parallelverarbeitung geht. Es gibt auch drei Lager:

Modularitätslager: Befürworter der Modularität (die meistens auch Befürworter von Ethereum sind) argumentieren, dass es für ein einzelnes Stück Blockchain unmöglich ist, das unmögliche Dreieck der Blockchain zu lösen. Das Stapeln von Legos auf Ethereum ist die einzige Möglichkeit, Skalierbarkeit zu erreichen und gleichzeitig sicher und dezentral zu sein. Und Modularität bietet mehr Kontrolle und Anpassbarkeit.

Monolithisches Parallelverarbeitungslager: Dieses Lager (zitiert Kodi und Espresso in Monolithic vs. Modular: Wer ist die Zukunft der Blockchain?) „Ansicht), dass die neue öffentliche Kettenarchitektur der Einzelchip-Parallelverarbeitung (Move-System, Solona usw.) hat Bei einem hohen Integrationsgrad ist die Gesamtleistung besser als beim modularen, fragmentierten Design, und die modulare Architektur ist nicht sicher, insbesondere ist eine große Anzahl kettenübergreifender Kommunikation erforderlich, und die Angriffsfläche von Hackern ist größer.

Neutrales Lager: Natürlich gibt es diejenigen, die eine neutrale Haltung vertreten und glauben, dass beides irgendwann koexistieren kann. Nosleepjon glaubt beispielsweise, dass das Endspiel darin besteht, dass beide ihre Vorzüge haben, der Wettbewerb der öffentlichen Kette weiterhin bestehen wird und die Rollups miteinander konkurrieren werden.

Endspiel

Der Fokus dieser Frage kann tatsächlich darauf reduziert werden, ob die Reibungsnachteile der Modularität (kettenübergreifende Unsicherheit, schlechter Systemfluss usw.) die Zentralisierungsprobleme der neuen öffentlichen Kette überwiegen. Was die Marktdebatte betrifft, haben weder die Mängel des Rollup-Zentralisierungs-Sequesters noch die Unsicherheiten der Cross-Chain-Brücke dazu geführt, dass Menschen zur neuen öffentlichen Kette wechseln. Das liegt daran, dass bei all diesen Problemen Raum für Verbesserungen zu bestehen scheint und die neue öffentliche Kette den massiven ökologischen Graben und die Dezentralisierungsvorteile der Ethereum-Kette nicht nachbilden kann.

Obwohl die neue öffentliche Kette andererseits die Vorteile von Leistung und Integration in die Architektur bietet, ist sie ökologisch gesehen eine einfache Abzweigung der Ethereum-Ökologie mit einem zu hohen Homogenisierungsgrad und einem Mangel an Liquidität. Keine exklusive Anwendung kann ihre eigenen architektonischen Vorteile widerspiegeln, und natürlich gibt es keinen Grund, warum Menschen auf die Ökologie von Ethereum verzichten müssen. Die Plastizität von Rollup ist hoch genug und es gibt noch viel Raum für zukünftige Rollup-Verbesserungen neuer Architekturen. Wenn Rollup auch die meisten Vorteile von Nicht-EVM-Ketten bietet, ist es sehr schwierig, dass es in Zukunft zu einem „Solana-Sommer“ kommt. In diesem Fall denke ich, dass der Reibungsnachteil der Modularität geringer ist als das Problem der Zentralisierung der öffentlichen Kette. Und die neutrale Situation scheint nicht zu existieren, der Siphoneffekt von Ethereum wird wie beim „iPhone“ sein und eine große Anzahl von Entwicklern anziehen, die sich auf die Skalierbarkeit der zweiten Ebene konzentrieren, und die neue öffentliche Kette wird zu einer Geisterstadt.

Was die Zukunft der Infrastruktur betrifft, bin ich zweifellos eher zur Modularität geneigt. Die Klassifizierungserweiterung von Ethereum wird auch der Beginn des öffentlichen Kettenspiels EndGame, des Layer2-Wettbewerbs zwischen der allgemeinen Kette und des Layer3-Wettbewerbs zwischen der Superanwendungskette sein.

Dies bestätigen derzeit auch die im Primärmarkt finanzierten Projekte. Neben einer großen Anzahl von Ethereum-Zweischichtprojekten, also dem Erweiterungsprojekt von Bitcoin, gibt es fast keine neue öffentliche Kette.

Aber andererseits basiert die Branche immer auf der Entwicklung von Ethereum und der aktuelle Trend geht zu einem etwas überkonzentrierten Geschmack. Ist dieser Status Quo wirklich gut? Mangelnder Wettbewerb kann eine Branche zum Erliegen bringen. Die Branche braucht Vielfalt und mehr Auswahl. Wenn die Benutzererfahrung allmählich zu einer Homogenisierung tendiert, ist bisher nicht erkennbar, wie die neue öffentliche Kette die Anzeichen dafür schaffen wird, dass das Spiel kaputt geht. Wenn Ethereum gleichzeitig seine eigenen Mängel weiter verbessert, muss man sich auf das Problem konzentrieren, wie man eine größere Lücke findet, um eine genaue Bekämpfung des Nicht-EVM-Systems durchzuführen.

Die Arena des DA-Schemas

Wenn man von der Kontroverse um die Ausführungsschicht zur Kontroverse um die Datenverfügbarkeitsschicht (DA-Schicht) übergeht, war die Debatte darüber, welches Datenverfügbarkeitsschema Rollup übernehmen sollte, in letzter Zeit ein heißes Thema in der Branche, ausgelöst durch einen Tweet des Forschers der Ethereum Foundation, Dankrad Feist, der ähnliche Themen diskutierte Aspekte des Themas. Und indem er seiner Meinung nach deutlich macht, dass Rollup ohne Ethereum DA nicht Layer2 ist, wird sich der Layer1-Krieg der Vergangenheit zu einem Krieg zwischen orthodoxem (mit Ethereum DA) Layer2 und unorthodoxem Layer2 entwickeln? Derzeit gibt es in der Branche drei Hauptlösungen für DA:

1.Öffentliche Kette als Abwicklungsschicht

Am Beispiel von Ethereum umfassen die an Ethereum übermittelten Gebühren bei der Durchführung einer Transaktion im Rollup hauptsächlich die folgenden Kategorien:

Ausführungsgebühr: Vergütung für die zur Ausführung einer Transaktion erforderlichen Rechenressourcen. Es beinhaltet die für die Ausführung der Transaktion erforderliche Gasgebühr und ist in der Regel proportional zur Komplexität der Transaktion und der für die Ausführung benötigten Zeit. Im Rollup umfasst die Ausführungsgebühr wahrscheinlich die Gebühr für die Ausführung der Transaktion außerhalb der Kette sowie die Gebühr für die Erstellung und Überprüfung des Transaktionsnachweises.

Staatsgebühr: Die Staatsgebühr bezieht sich auf die Aktualisierung des Status auf der Ethereum-Hauptkette. Im Rollup umfasst dies die Gebühr für die Übermittlung des neuen Statusstamms an die Hauptkette. Jedes Mal, wenn der Rollup-Aggregator einen neuen Statusstamm generiert und ihn an die Hauptkette übermittelt, fällt eine Statusgebühr an. Dieser Aufwand kann proportional zur Häufigkeit und Komplexität der Zustandsaktualisierungen sein.

Datenverfügbarkeitsgebühr: Eine Gebühr für die Veröffentlichung von Daten auf Layer1.

Bei diesen Gebühren macht die Datenverfügbarkeitsgebühr den größten Anteil aus, und die Kosten sind hoch, wie Arbitrum am 6. Mai dieses Jahres aufgrund der Explosion der GAS-Gebühren von Ethereum an einem einzigen Tag an Ethereum zahlte 376,8 ETH GAS-Gebühren.

Dies liegt daran, dass Rollup Daten in Form von Calldata-Uploads auf Ethereum hochlädt und diese Daten dauerhaft speichert, sodass die Kosten sehr hoch sind. Der Vorteil besteht jedoch darin, dass Rollup die beste Sicherheit und Legitimität der drei Systeme bietet und die Kostenreduzierung des Systems derzeit auf die Aktualisierung des aktualisierten EIP-4844 in Cancun wartet. Durch die Einführung eines Transaktionsformats mit Blob, das Transaktionen trägt. Machen Sie das Transaktionsformat um einen Blob-Platz mehr zum Transport der Layer2-Daten als das normale Transaktionsformat. Darüber hinaus werden Blob-Daten nach einem Monat vom Knoten gelöscht, wodurch erheblich Speicherplatz gespart wird.

Das Transaktionsformat von Blob bietet eine günstigere Datenverfügbarkeit als Calldata. Dafür gibt es zwei Hauptgründe: Einerseits existiert Callda in der Execution Payload, während Blob-Daten im Prysm-Knoten oder Lighthouse-Knoten (anstelle von Geth) gespeichert werden, was viel mehr Ressourcen verbraucht, wenn Calldata von Verträgen gelesen werden muss. Andererseits handelt es sich bei den Blob-Daten um eine kurzfristige Speicherung, und der Knoten löscht die Blob-Daten nach einem Monat. Die GAS-Kosten werden jedoch immer noch höher sein als bei den beiden letztgenannten Systemen.

2.Validiums DA-Modus

Für App-Chain-Rollups (wie das frühere dYdX, Immutable usw.) werden sie normalerweise mit der Layer-2-Skalierbarkeits-Engine erstellt, die durch das Header-Rollup-Projekt eingeführt wurde (derzeit ist StarkEx am gebräuchlichsten, aber alle Header-Projekte der Zk-Serie haben ähnliche Eigenschaften). Systeme). Im DA-Modus bevorzugen sie aufgrund der größeren Anwendungskettenberechnung die Verwendung von Validiums, einem kostengünstigen Schema mit hohem Durchsatz. Validien sind darauf ausgelegt, die Verfügbarkeit und Berechnung von Daten außerhalb der Kette zu nutzen, ähnlich wie beim ZK-Rollup, indem sie wissensfreie Beweise veröffentlichen, um Transaktionen außerhalb der Kette auf Ethereum zu verifizieren. Im Gegensatz zu ZK-Rollup, das die Daten in der Kette hält, hält Validiums die Daten jedoch außerhalb der Kette und kostet 90 % weniger als die Verwendung von Ethereum, was es im Alternativszenario zur kostengünstigsten Lösung macht.

Da die Daten jedoch außerhalb der Kette bleiben, können die physischen Betreiber von Validium die Gelder der Benutzer einfrieren. Um Extreme zu verhindern, musste erneut ein Data Availability Committees (DAC)-System eingeführt werden, wobei das DAC bestätigen musste, dass es die Daten erhalten hatte, indem es jede Statusaktualisierung durch sein Quorum unterzeichnete. Dies ist eine umstrittene Praxis, da man zuerst der Sicherheit der Entität und nicht der Kette vertrauen muss. Dankrad Feist (der Erfinder von EIP-4844 oben) hat dieses Schema in einem Tweet direkt angesprochen.

3. Modularer DA

Aus Sicht der Modularität gibt es viele Möglichkeiten, die DA-Schicht neu zu gestalten, was zur konkreten Umsetzung verschiedener Projekte führen kann. Daher benötigt die detaillierte Beschreibung des modularen DA-Projekts viel Platz und die Beschreibung des DA-Projekts wird von Celestia dargestellt.

Celestia

Als erster Befürworter des modularen Blockchain-Konzepts zu Beginn dieses Artikels ist Celestia das bekannteste und früheste Projekt in der Branche. Seine Vision zielt darauf ab, die Probleme der Skalierbarkeit und Modularität der Blockchain zu lösen. Celestia basiert auf der COSMOS-Architektur und bietet Entwicklern mehr Flexibilität, sodass sie Blockchain-Anwendungen einfacher bereitstellen und warten können. Gleichzeitig werden die Kosten und die Komplexität der Bereitstellung von Blockchains reduziert, indem dApp-Erstellern und Blockchain-Entwicklern eine modulare, skalierbare Blockchain-Architektur zur Verfügung gestellt wird, um die Anforderungen einer Vielzahl von Anwendungen und Diensten zu unterstützen.

Wie es funktioniert und die Architektur

Entkoppelte Ausführung: Die Logik von Celestia besteht darin, das Protokoll in verschiedene Schichten zu unterteilen, die sich jeweils auf eine bestimmte Funktion konzentrieren und dann neu kombiniert werden können, um Blockchains und Anwendungen zu erstellen. Celestia wiederum konzentriert sich auf die Konsens- und Datenverfügbarkeitsebenen innerhalb der Hierarchie. Ähnlich wie einige Layer1s verwendet Celestia Tendermint, einen byzantinischen fehlertoleranten (BFT) Konsensalgorithmus, um Transaktionen zu sortieren, unterscheidet sich jedoch von anderen Layer1s. Celestia macht sich keine Gedanken über die Gültigkeit der Transaktion und führt die Transaktion auch nicht aus. Lediglich die Paketreihenfolge der Transaktion, die Übertragung und alle Regeln für die Gültigkeit der Transaktion werden vom Rollup-Knoten auf der Clientseite durchgesetzt (d. h entkoppelte Konsensschicht und Ausführungsschicht). Beachten Sie dann einen wichtigen Punkt: „Denken Sie nicht über die Gültigkeit der Transaktion nach.“ Auch bösartige Sperren, die Transaktionsdaten verschleiern, können bei Celestia gepostet werden. Wie sollte der Verifizierungsprozess umgesetzt werden? Celestia stellt hier zwei Kerne vor: 2D-Reed-Solomon-Codierung und Data Availability Sampling (DAS).

Die Gesamtarchitektur der monolithischen Blockchain steht im Gegensatz zur modularen Architektur von Celestia

DAS: Dieses Schema wird für Light-Knoten verwendet, um die Verfügbarkeit von Blockdaten so zu überprüfen, dass Knoten nicht den gesamten Block herunterladen müssen. Zum Abtasten der Daten wird nur ein Teil des Blocks benötigt (die spezifische Implementierung erfordert eine 2D-Reed-Solomon-Kodierung, die weiter unten ausführlich erläutert wird). Im Gegensatz zu den oben erwähnten DACs muss DAS der Sicherheit der Entität nicht vertrauen, lediglich die Kette muss ausreichend dezentralisiert sein, damit den Daten vertraut werden kann.

Zweidimensionale Reed-Solomon-Codierung

(Löschkorrekturcode): Die Grundidee der zweidimensionalen Reed-Solomon-Codierung besteht darin, die Reed-Solomon-Codierung sowohl auf Zeilen als auch auf Spalten separat anzuwenden. Selbst wenn in einigen Zeilen und Spalten von 2D-Daten Fehler auftreten, können diese auf diese Weise korrigiert werden. Durch Codieren der Blockdaten werden die Blockdaten dann in kk Blöcke aufgeteilt, in einer Matrix von kk angeordnet und durch mehrfache Reed-Solomon-Codierung zu einer erweiterten 2k2k-Matrix erweitert. Berechnen Sie 4k unabhängige Merkle-Wurzeln von Zeilen und Spalten der erweiterten Matrix. Die Merkel-Wurzeln dieser Wurzeln werden als Blockdatenzusagen in den Bulks verwendet. Celestia-Lichtknoten tasten 2k2k-Datenblöcke ab. Jeder Lichtknoten wählt zufällig einen Satz eindeutiger Koordinaten in der erweiterten Matrix aus und fragt den gesamten Knoten nach Datenblöcken zu diesen Koordinaten und entsprechenden Merkle-Beweisen ab. Jeder empfangene Datenblock mit dem korrekten Merkle-Beweis wird an das Netzwerk gesendet.

Abstrahiert kann man auch sagen, dass die Blockdaten in eine quadratische Matrix (z. B. 8x8) unterteilt werden und durch die Codierung den Originaldaten zusätzliche „Prüfzeilen“ und -spalten hinzugefügt werden, um eine größere quadratische Matrix (16x16) zu bilden ). Durch die zufällige Stichprobe eines Teils der Daten in diesem großen Quadrat und die Überprüfung ihrer Genauigkeit kann die Integrität und Verfügbarkeit der Gesamtdaten sichergestellt werden. Selbst wenn ein Teil der Daten verloren geht oder beschädigt wird, kann das gesamte Datenstück mithilfe der Prüfsummendaten wiederhergestellt werden.

Blockskalierung: Celestia skaliert mit zunehmender Anzahl der Lichtknoten. Solange es genügend Knoten im Netzwerk gibt, um den gesamten Block abzutasten, bleibt Celestia sicher. Das bedeutet, dass sich die Blockgröße entsprechend erhöhen kann, je mehr Knoten dem Netzwerk zum Sampling beitreten, ohne dass die Sicherheit oder Dezentralisierung darunter leidet. Und wenn dies auf einer herkömmlichen monolithischen Blockchain geschieht, geht die Dezentralisierung verloren, da größere Blockgrößen höhere Hardwareanforderungen für Knoten zum Herunterladen und Überprüfen von Daten mit sich bringen.

Sovereign Rollup: Dies ist ebenfalls ein von Celestia entwickeltes Konzept, das Elemente verschiedener Blockchain-Designs kombiniert, darunter die Layer-1-Blockchain, Rollup und frühe Bitcoin-Netzwerke wie Mastercoin. Der Hauptunterschied zwischen Sovereign Rollup und Smart Contract Rollup (OP, Arb, ZKS usw.) besteht darin, wie Transaktionen überprüft werden. Beim Smart Contract Rollup werden Transaktionen durch einen Smart Contract auf Ethereum verifiziert. Im Gegensatz dazu verifizieren beim Sovereign Rollup die Knoten des Rollups selbst die Transaktion.

Der Sovereign Rollup veröffentlicht seine Transaktionen zur Sequenzierung und Datenverfügbarkeit auf einer anderen Blockchain (z. B. Celestia). Die Knoten der souveränen Rollups bestimmen dann die richtige Kette. Dieses Design ermöglicht es souveränen Rollups, mehrere Sicherheitsaspekte von der Datenverfügbarkeitsschicht (DA) zu erben, einschließlich Aktivität, Sicherheit, Rekombinationsresistenz und Überprüfungsresistenz.

Beim Smart-Contract-Rollup hängen Upgrades vom Smart-Contract auf der Abrechnungsebene ab. Für die Aktualisierung des Rollups sind Änderungen am Smart Contract erforderlich. Möglicherweise sind mehrere Signaturen erforderlich, um zu steuern, wer Aktualisierungen des Smart Contracts initiieren kann. Obwohl es bei der Teamkontrolle üblich ist, Mehrfachsignaturen zu eskalieren, ist es möglich, Mehrfachsignaturen durch Governance zu kontrollieren. Da Smart Contracts auf der Abwicklungsschicht existieren, unterliegen sie auch dem sozialen Konsens der Abwicklungsschicht.

Der Sovereign Rollup wird durch einen Fork wie die Layer-1-Blockchain aktualisiert. Neue Softwareversionen werden veröffentlicht und Knoten haben die Möglichkeit, ihre Software auf die neueste Version zu aktualisieren. Sollten die Knoten dem Upgrade nicht zustimmen, können sie die alte Software weiterhin nutzen. Durch die Bereitstellung von Optionen kann die Community, also die Personen, die die Knoten betreiben, entscheiden, ob sie den neuen Änderungen zustimmen. Selbst wenn die meisten Knoten ein Upgrade durchführen, können sie nicht gezwungen werden, das Upgrade zu akzeptieren. Diese Funktion macht das Souverän-Rollup im Vergleich zum Smart-Contract-Rollup zu einem „souveränen“ Rollup.

Quantum Gravity Bridge (QGB): Eine Schlüsselkomponente des Celestia-Ökosystems, die als Brücke zwischen Celestia und Ethereum (oder anderen EVM L1-Ketten) fungiert und die Übertragung von Daten und Vermögenswerten zwischen den beiden Netzwerken ermöglicht. Durch die Einführung des Konzepts von Celestium (EVM L2-Rollup) nutzen Sie Celestia für die Datenverfügbarkeit, entscheiden sich aber für Ethereum. Dadurch werden die Vorteile der Nutzung beider Netzwerke erreicht: die Skalierbarkeit und Datenverfügbarkeit von Celestia sowie die Sicherheit und Dezentralisierung von Ethereum. Validatoren auf Celestia können QGB ausführen, wodurch Celestium starke Datenverfügbarkeitsgarantien für Blockdaten zu einem Bruchteil der Kosten der Aufrufdaten von Ethereum bieten kann.

QGB ist ein wichtiger Teil der Vision von Celestia für ein skalierbares, sicheres und dezentrales Blockchain-Ökosystem. Es ermöglicht die für die Zukunft der Blockchain-Technologie erforderliche Interoperabilität. Das Projekt arbeitet derzeit an einem Zk QGB, um die Gaskosten für die Verifizierung weiter zu senken.

DA Wirtschaftswissenschaften

Lassen Sie uns darüber sprechen, welchen wirtschaftlichen Wert DA in Zukunft haben wird.

Diese Annahme wird von Jon Charbonneau, einem wissenschaftlichen Mitarbeiter bei Delphi, getroffen und basiert auf der Vorhersage von Polygon Hermez, dass sie in Danksharding letztendlich nur 14 Bytes pro Transaktion benötigen werden. Auch die obige EIP-4844)-Spezifikation bei 1,3 MB/s, Laeyr2 kann rund 100.000 TPS erreichen, dann wird der prognostizierte Umsatz die unglaubliche Zahl von 30 Milliarden US-Dollar erreichen.

Unter einem so großen Kuchen werden die künftigen Streitigkeiten auf dem DA-Markt sehr heftig sein. Zusätzlich zu den drei Hauptlösungen werden sich Starks Layer3, zkPorter und mehrere modulare DA-Projekte dem Kampf anschließen. Ausgehend vom bestehenden Layer2-Projekt ist die Universal Chain also voll und ganz dazu geneigt, Ethereum DA zu nutzen. Und Anwendungsketten und Long-Tail-Ketten werden die Hauptkunden der „unorthodoxen DA“ sein. Meine persönliche Meinung ist, dass modulare DA und bald auch Layer3 die Mainstream-Wahl in der Zukunft sein werden.

Epilog

Die Weiterentwicklung der Dezentralisierung ist immer noch das Mainstream-Konzept in der Branche, und die modulare Blockchain ist im Wesentlichen eine Erweiterung des Wertes von Ethereum und ein Versuch, das unmögliche Dreieck der Blockchain zu durchbrechen, obwohl das Design voller Vielfalt ist, aber auch macht Konstruktion komplizierter. Da es beim modularen Aufbau eine große Auswahl an Modulen gibt, besteht die Gefahr, dass unterschiedliche Module blind sind. Wie ein stabileres modulares System aufgebaut werden kann, muss beachtet werden. Getrieben durch den modularen Trend werden hingegen Dutzende von Layer2 auch wieder die Liquidität reduzieren und auch die kettenübergreifende Kommunikation und Sicherheit werden künftig im Fokus stehen. Die Modularität von Bitcoin ist ebenfalls ein aktueller Trend, und angesichts einiger einigermaßen realisierbarer Pläne kann es angebracht sein, darauf zu achten.

Über YBB

YBB ist ein Web3-Fonds, der sich der Identifizierung von Web3-definierenden Projekten mit der Vision widmet, einen besseren Online-Lebensraum für alle Internetbewohner zu schaffen. YBB wurde von einer Gruppe von Blockchain-Anhängern gegründet, die seit 2013 aktiv in dieser Branche tätig sind, und ist stets bereit, Frühphasenprojekten dabei zu helfen, sich von 0 auf 1 zu entwickeln. Dabei legen wir Wert auf Innovation, eigenverantwortliche Leidenschaft und benutzerorientierte Produkte Erkennen des Potenzials von Kryptos und Blockchain-Anwendungen.

Website |https://twitter.com/YBBCapitalTwi: @YBBCapital

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Modulare Blockchain: Eine neue Perspektive auf Kontroversen um Funktionsschichten und DA-Ökonomie

Erweitert12/26/2023, 6:21:24 AM
Der Artikel stellt die Ursprünge, Definitionen und Designprinzipien modularer Blockchains vor, führt auch zu einer Diskussion über die Datenverfügbarkeitsschicht durch eine Analyse der Ausführungsschicht, stellt schließlich Celestia und die Ausführungsschicht vor und führt schließlich schließlich ein.

Vorwort

Das Dreiecksdilemma der Blockchain war in der Vergangenheit eine unüberwindbare Lücke in der Branche, und die aufeinanderfolgenden Projekte der öffentlichen Kette versuchen immer, diese Lücke durch die Gestaltung unterschiedlicher Architekturen zu schließen und zum sogenannten „Ethereum-Killer“ zu werden. Die Tatsache ist jedoch grausam, denn seit so vielen Jahren wurde der Status von Ethereum unter einer Person nie übertroffen, und das unmögliche Dreieck der Blockchain ist immer noch unzerbrechlich. Gibt es also eine Möglichkeit für öffentliche Ketten, die Lücken zu schließen, die das unmögliche Dreieck füllen? Hier entstand Mustafa Albasans Idee für modulare Blockchains.

Die Ursprünge der Modularität

Die Geburt modularer Blockchains ging auf zwei White Papers zurück, ein von Mustafa Albasan und Vitalik gemeinsam verfasstes Papier aus dem Jahr 2018 mit dem Titel „Data Availability Sampling and Fraud Proofs“. In diesem Dokument wird beschrieben, wie die Blockchain-Skalierbarkeit ohne Einbußen bei Sicherheit und Dezentralisierung erreicht wird, indem Light-Clients ermöglicht werden, Betrugsnachweise von vollständigen Knoten zu empfangen und zu überprüfen, und Systeme zum Nachweis der Datenverfügbarkeit entworfen werden, die den Kompromiss zwischen Kapazität und Sicherheit in der Kette verringern.

Dann im Jahr 2019, als Mustafa Albasan das Whitepaper für Lazy Ledger schrieb. Beschreibt eine neue Architektur, in der Blockchain nur zum Sortieren und Sicherstellen der Verfügbarkeit von Transaktionsdaten verwendet wird und nicht für die Ausführung und Überprüfung von Transaktionen verantwortlich ist. Der Zweck der Architektur besteht darin, das Skalierbarkeitsproblem des bestehenden Blockchain-Systems zu lösen. Damals nannte er es einen „Smart Contract Client“.

Smart Contracts werden auf diesem Client über eine andere Ausführungsschicht, Celestia (die erste modulare Blockchain), ausgeführt. Dann kam Rollup und machte dieses Konzept endgültiger. Denn die Logik von Rollup besteht darin, intelligente Verträge außerhalb der Kette auszuführen und die Ergebnisse dann in Beweisen zusammenzufassen, um sie auf die Ausführungsebene des „Clients“ hochzuladen.

Indem er über die Architektur von Blockchains und neue Skalierungstechnologien nachdenkt, hat er ein neues Paradigma definiert, das er „modulare Blockchain“ nennt.

Was ist eine modulare Blockchain?

Die Architektur einer traditionellen monolithischen Blockchain besteht typischerweise aus vier Funktionsschichten:

· Ausführungsschicht – – Die Ausführungsschicht ist hauptsächlich für die Verarbeitung von Transaktionen und die Ausführung intelligenter Verträge verantwortlich. Es umfasst die Überprüfung, Ausführung und Statusaktualisierung von Transaktionen.

· Datenverfügbarkeitsschicht – – Die Datenverfügbarkeitsschicht in einer modularen Blockchain ist dafür verantwortlich, sicherzustellen, dass auf Daten im Netzwerk zugegriffen und diese überprüft werden können. Es umfasst typischerweise Funktionen wie die Speicherung, Übertragung und Überprüfung von Daten, um Transparenz und Vertrauen im Blockchain-Netzwerk zu gewährleisten.

· Konsensschicht – Verantwortlich für Vereinbarungen zwischen Knoten, um Konsistenz von Daten und Transaktionen im Netzwerk zu erreichen. Es verifiziert Transaktionen und erstellt neue Blöcke durch spezifische Konsensalgorithmen wie Proof of Work (PoW) oder Proof of Stake (PoS).

· Die Abwicklungsschicht ist für die endgültige Abwicklung von Transaktionen verantwortlich und stellt sicher, dass die Übertragung von Vermögenswerten und Aufzeichnungen dauerhaft in der Blockchain gespeichert wird, wodurch der endgültige Zustand der Blockchain bestimmt wird.

Die monolithische Blockchain vervollständigt die Arbeit dieser in dasselbe System integrierten Komponenten. Dieses hochintegrierte Design führt unweigerlich zu einigen inhärenten Problemen, wie z. B. schlechter Skalierbarkeit, schlechter Flexibilität sowie Wartungs- und Aktualisierungsschwierigkeiten.

Celestia ist jedoch davon überzeugt, dass monolithische Blockchains nicht mehr alles selbst erledigen müssen. Die zukünftige Weiterentwicklung von Web3 werden „modulare Blockchains“ sein, die ein besseres System schaffen, indem sie die Blockchain modular gestalten und ihre Prozesse in mehrere „proprietäre Schichten“ unterteilen, von denen jede spezifische Funktionsschichten verwaltet, und dass das System unabhängig und sicher sein sollte und skalierbar.

Modulare Designprinzipien:

Ein Design ist modular, wenn es das System in kleinere Teile zerlegt, die ausgetauscht oder ersetzt werden können. Der Kerngedanke besteht darin, sich darauf zu konzentrieren, nur wenige Dinge gut zu machen (funktionierende Teile oder einzelne Funktionsschichten), anstatt zu versuchen, alles zu machen. Cosmos Zones, Polkadot Parachains und Polkadot Parachains sind Beispiele für modulare Projekte, die uns aus der Vergangenheit bekannt sind.

Eine neue Perspektive

Basierend auf der neuen Perspektive der Modularität wird der Raum für die Neugestaltung der monolithischen Blockchain und des modularen Stapels, zu dem sie gehört, erheblich verbessert. Modulare Blockchains mit unterschiedlichen spezifischen Verwendungszwecken und Architekturen können alle kombiniert werden, um zusammenzuarbeiten. Aufgrund der vielfältigen Gestaltungsmöglichkeiten hat die Rennstrecke auch eine Reihe interessanter und innovativer Projekte hervorgebracht. Was folgt, ist eine Diskussion der aktuellen Kontroversen über die verschiedenen Funktionsschichten und wie Celestia „Modularität“ aus einer Modularitätsperspektive interpretiert.

Die Ausführungsschicht konzentriert sich auf Ethereum

Wenn wir uns Rollup als die Executive-Schicht für Modularität vorstellen, werden wir feststellen, dass die Projekte der modularen Executive-Schicht fast alle auf Ethereum aufbauen. Der Grund dafür liegt auf der Hand: Ethereum verfügt über viele Ressourcen als Burggraben und der Grad der Dezentralisierung ist die stärkste Wahl, aber seine Skalierbarkeit ist schlecht, sodass es ein großes Potenzial für die Neugestaltung der Funktionsschicht hat. Aus dem düsteren Kontrast zwischen der jüngsten Online-Bewegung der öffentlichen Kette (APT, SUI) und dem beispiellosen Boom von Layer2 auf Ethereum ist nicht schwer zu erkennen, dass sich auch die Infrastrukturerzählung der Blockchain von der öffentlichen Kette zur Ausführung von Ethereum Layer2 verlagert hat. Ist die Existenz der Modularität also gut oder schlecht? Konzentriert sich die Ausführungsebene auf Ethereum und unterdrückt damit Innovationen in öffentlichen Ketten?

Das Bild der Blockchain-Skalierung

Zunächst wird aus Sicht der Führungsebene die bestehende Kette neu klassifiziert. Hier ist ein Verweis auf den Nosleepjon-Artikel „Tatooine's Double Sun“, um die aktuelle Klassifizierung von Blockchains auf Ausführungsebene zu erläutern.

Aktuelle Blockchains lassen sich in vier Kategorien einteilen:

1.Monolithische Single-Threaded-Blockchain:

Eine einzelne Blockchain, die jeweils eine Transaktion verarbeitet. Die meisten davon wurden aufgrund von Einschränkungen auf Rollup- oder horizontal skalierbare Roadmaps umgestellt.

Repräsentative Projekte: Ethereum, Polygon, Binance Chain, Avalanche

2. Parallelverarbeitung monolithischer Blockchains: Monolithische Blockchains, die mehrere Transaktionen gleichzeitig verarbeiten.

Repräsentative Projekte: Solana, Monad, Aptos, Sui

3. Modulare Single-Threaded-Blockchain: Eine modulare Blockchain, die jeweils eine Transaktion verarbeitet.

Repräsentative Projekte: Arbitrum, Optimism, zkSync, Starknet

4. Parallelverarbeitung modularer Blockchains: Modulare Blockchains, die mehrere Transaktionen gleichzeitig verarbeiten.

Repräsentative Projekte: Eclipse, Fuel

Monolithische Parallelverarbeitungsarchitektur vs. modulare Architektur

Es wird viel darüber geredet, welcher Ansatz gewählt werden soll, insbesondere wenn es um das Konzept der Modularität versus globaler Parallelverarbeitung geht. Es gibt auch drei Lager:

Modularitätslager: Befürworter der Modularität (die meistens auch Befürworter von Ethereum sind) argumentieren, dass es für ein einzelnes Stück Blockchain unmöglich ist, das unmögliche Dreieck der Blockchain zu lösen. Das Stapeln von Legos auf Ethereum ist die einzige Möglichkeit, Skalierbarkeit zu erreichen und gleichzeitig sicher und dezentral zu sein. Und Modularität bietet mehr Kontrolle und Anpassbarkeit.

Monolithisches Parallelverarbeitungslager: Dieses Lager (zitiert Kodi und Espresso in Monolithic vs. Modular: Wer ist die Zukunft der Blockchain?) „Ansicht), dass die neue öffentliche Kettenarchitektur der Einzelchip-Parallelverarbeitung (Move-System, Solona usw.) hat Bei einem hohen Integrationsgrad ist die Gesamtleistung besser als beim modularen, fragmentierten Design, und die modulare Architektur ist nicht sicher, insbesondere ist eine große Anzahl kettenübergreifender Kommunikation erforderlich, und die Angriffsfläche von Hackern ist größer.

Neutrales Lager: Natürlich gibt es diejenigen, die eine neutrale Haltung vertreten und glauben, dass beides irgendwann koexistieren kann. Nosleepjon glaubt beispielsweise, dass das Endspiel darin besteht, dass beide ihre Vorzüge haben, der Wettbewerb der öffentlichen Kette weiterhin bestehen wird und die Rollups miteinander konkurrieren werden.

Endspiel

Der Fokus dieser Frage kann tatsächlich darauf reduziert werden, ob die Reibungsnachteile der Modularität (kettenübergreifende Unsicherheit, schlechter Systemfluss usw.) die Zentralisierungsprobleme der neuen öffentlichen Kette überwiegen. Was die Marktdebatte betrifft, haben weder die Mängel des Rollup-Zentralisierungs-Sequesters noch die Unsicherheiten der Cross-Chain-Brücke dazu geführt, dass Menschen zur neuen öffentlichen Kette wechseln. Das liegt daran, dass bei all diesen Problemen Raum für Verbesserungen zu bestehen scheint und die neue öffentliche Kette den massiven ökologischen Graben und die Dezentralisierungsvorteile der Ethereum-Kette nicht nachbilden kann.

Obwohl die neue öffentliche Kette andererseits die Vorteile von Leistung und Integration in die Architektur bietet, ist sie ökologisch gesehen eine einfache Abzweigung der Ethereum-Ökologie mit einem zu hohen Homogenisierungsgrad und einem Mangel an Liquidität. Keine exklusive Anwendung kann ihre eigenen architektonischen Vorteile widerspiegeln, und natürlich gibt es keinen Grund, warum Menschen auf die Ökologie von Ethereum verzichten müssen. Die Plastizität von Rollup ist hoch genug und es gibt noch viel Raum für zukünftige Rollup-Verbesserungen neuer Architekturen. Wenn Rollup auch die meisten Vorteile von Nicht-EVM-Ketten bietet, ist es sehr schwierig, dass es in Zukunft zu einem „Solana-Sommer“ kommt. In diesem Fall denke ich, dass der Reibungsnachteil der Modularität geringer ist als das Problem der Zentralisierung der öffentlichen Kette. Und die neutrale Situation scheint nicht zu existieren, der Siphoneffekt von Ethereum wird wie beim „iPhone“ sein und eine große Anzahl von Entwicklern anziehen, die sich auf die Skalierbarkeit der zweiten Ebene konzentrieren, und die neue öffentliche Kette wird zu einer Geisterstadt.

Was die Zukunft der Infrastruktur betrifft, bin ich zweifellos eher zur Modularität geneigt. Die Klassifizierungserweiterung von Ethereum wird auch der Beginn des öffentlichen Kettenspiels EndGame, des Layer2-Wettbewerbs zwischen der allgemeinen Kette und des Layer3-Wettbewerbs zwischen der Superanwendungskette sein.

Dies bestätigen derzeit auch die im Primärmarkt finanzierten Projekte. Neben einer großen Anzahl von Ethereum-Zweischichtprojekten, also dem Erweiterungsprojekt von Bitcoin, gibt es fast keine neue öffentliche Kette.

Aber andererseits basiert die Branche immer auf der Entwicklung von Ethereum und der aktuelle Trend geht zu einem etwas überkonzentrierten Geschmack. Ist dieser Status Quo wirklich gut? Mangelnder Wettbewerb kann eine Branche zum Erliegen bringen. Die Branche braucht Vielfalt und mehr Auswahl. Wenn die Benutzererfahrung allmählich zu einer Homogenisierung tendiert, ist bisher nicht erkennbar, wie die neue öffentliche Kette die Anzeichen dafür schaffen wird, dass das Spiel kaputt geht. Wenn Ethereum gleichzeitig seine eigenen Mängel weiter verbessert, muss man sich auf das Problem konzentrieren, wie man eine größere Lücke findet, um eine genaue Bekämpfung des Nicht-EVM-Systems durchzuführen.

Die Arena des DA-Schemas

Wenn man von der Kontroverse um die Ausführungsschicht zur Kontroverse um die Datenverfügbarkeitsschicht (DA-Schicht) übergeht, war die Debatte darüber, welches Datenverfügbarkeitsschema Rollup übernehmen sollte, in letzter Zeit ein heißes Thema in der Branche, ausgelöst durch einen Tweet des Forschers der Ethereum Foundation, Dankrad Feist, der ähnliche Themen diskutierte Aspekte des Themas. Und indem er seiner Meinung nach deutlich macht, dass Rollup ohne Ethereum DA nicht Layer2 ist, wird sich der Layer1-Krieg der Vergangenheit zu einem Krieg zwischen orthodoxem (mit Ethereum DA) Layer2 und unorthodoxem Layer2 entwickeln? Derzeit gibt es in der Branche drei Hauptlösungen für DA:

1.Öffentliche Kette als Abwicklungsschicht

Am Beispiel von Ethereum umfassen die an Ethereum übermittelten Gebühren bei der Durchführung einer Transaktion im Rollup hauptsächlich die folgenden Kategorien:

Ausführungsgebühr: Vergütung für die zur Ausführung einer Transaktion erforderlichen Rechenressourcen. Es beinhaltet die für die Ausführung der Transaktion erforderliche Gasgebühr und ist in der Regel proportional zur Komplexität der Transaktion und der für die Ausführung benötigten Zeit. Im Rollup umfasst die Ausführungsgebühr wahrscheinlich die Gebühr für die Ausführung der Transaktion außerhalb der Kette sowie die Gebühr für die Erstellung und Überprüfung des Transaktionsnachweises.

Staatsgebühr: Die Staatsgebühr bezieht sich auf die Aktualisierung des Status auf der Ethereum-Hauptkette. Im Rollup umfasst dies die Gebühr für die Übermittlung des neuen Statusstamms an die Hauptkette. Jedes Mal, wenn der Rollup-Aggregator einen neuen Statusstamm generiert und ihn an die Hauptkette übermittelt, fällt eine Statusgebühr an. Dieser Aufwand kann proportional zur Häufigkeit und Komplexität der Zustandsaktualisierungen sein.

Datenverfügbarkeitsgebühr: Eine Gebühr für die Veröffentlichung von Daten auf Layer1.

Bei diesen Gebühren macht die Datenverfügbarkeitsgebühr den größten Anteil aus, und die Kosten sind hoch, wie Arbitrum am 6. Mai dieses Jahres aufgrund der Explosion der GAS-Gebühren von Ethereum an einem einzigen Tag an Ethereum zahlte 376,8 ETH GAS-Gebühren.

Dies liegt daran, dass Rollup Daten in Form von Calldata-Uploads auf Ethereum hochlädt und diese Daten dauerhaft speichert, sodass die Kosten sehr hoch sind. Der Vorteil besteht jedoch darin, dass Rollup die beste Sicherheit und Legitimität der drei Systeme bietet und die Kostenreduzierung des Systems derzeit auf die Aktualisierung des aktualisierten EIP-4844 in Cancun wartet. Durch die Einführung eines Transaktionsformats mit Blob, das Transaktionen trägt. Machen Sie das Transaktionsformat um einen Blob-Platz mehr zum Transport der Layer2-Daten als das normale Transaktionsformat. Darüber hinaus werden Blob-Daten nach einem Monat vom Knoten gelöscht, wodurch erheblich Speicherplatz gespart wird.

Das Transaktionsformat von Blob bietet eine günstigere Datenverfügbarkeit als Calldata. Dafür gibt es zwei Hauptgründe: Einerseits existiert Callda in der Execution Payload, während Blob-Daten im Prysm-Knoten oder Lighthouse-Knoten (anstelle von Geth) gespeichert werden, was viel mehr Ressourcen verbraucht, wenn Calldata von Verträgen gelesen werden muss. Andererseits handelt es sich bei den Blob-Daten um eine kurzfristige Speicherung, und der Knoten löscht die Blob-Daten nach einem Monat. Die GAS-Kosten werden jedoch immer noch höher sein als bei den beiden letztgenannten Systemen.

2.Validiums DA-Modus

Für App-Chain-Rollups (wie das frühere dYdX, Immutable usw.) werden sie normalerweise mit der Layer-2-Skalierbarkeits-Engine erstellt, die durch das Header-Rollup-Projekt eingeführt wurde (derzeit ist StarkEx am gebräuchlichsten, aber alle Header-Projekte der Zk-Serie haben ähnliche Eigenschaften). Systeme). Im DA-Modus bevorzugen sie aufgrund der größeren Anwendungskettenberechnung die Verwendung von Validiums, einem kostengünstigen Schema mit hohem Durchsatz. Validien sind darauf ausgelegt, die Verfügbarkeit und Berechnung von Daten außerhalb der Kette zu nutzen, ähnlich wie beim ZK-Rollup, indem sie wissensfreie Beweise veröffentlichen, um Transaktionen außerhalb der Kette auf Ethereum zu verifizieren. Im Gegensatz zu ZK-Rollup, das die Daten in der Kette hält, hält Validiums die Daten jedoch außerhalb der Kette und kostet 90 % weniger als die Verwendung von Ethereum, was es im Alternativszenario zur kostengünstigsten Lösung macht.

Da die Daten jedoch außerhalb der Kette bleiben, können die physischen Betreiber von Validium die Gelder der Benutzer einfrieren. Um Extreme zu verhindern, musste erneut ein Data Availability Committees (DAC)-System eingeführt werden, wobei das DAC bestätigen musste, dass es die Daten erhalten hatte, indem es jede Statusaktualisierung durch sein Quorum unterzeichnete. Dies ist eine umstrittene Praxis, da man zuerst der Sicherheit der Entität und nicht der Kette vertrauen muss. Dankrad Feist (der Erfinder von EIP-4844 oben) hat dieses Schema in einem Tweet direkt angesprochen.

3. Modularer DA

Aus Sicht der Modularität gibt es viele Möglichkeiten, die DA-Schicht neu zu gestalten, was zur konkreten Umsetzung verschiedener Projekte führen kann. Daher benötigt die detaillierte Beschreibung des modularen DA-Projekts viel Platz und die Beschreibung des DA-Projekts wird von Celestia dargestellt.

Celestia

Als erster Befürworter des modularen Blockchain-Konzepts zu Beginn dieses Artikels ist Celestia das bekannteste und früheste Projekt in der Branche. Seine Vision zielt darauf ab, die Probleme der Skalierbarkeit und Modularität der Blockchain zu lösen. Celestia basiert auf der COSMOS-Architektur und bietet Entwicklern mehr Flexibilität, sodass sie Blockchain-Anwendungen einfacher bereitstellen und warten können. Gleichzeitig werden die Kosten und die Komplexität der Bereitstellung von Blockchains reduziert, indem dApp-Erstellern und Blockchain-Entwicklern eine modulare, skalierbare Blockchain-Architektur zur Verfügung gestellt wird, um die Anforderungen einer Vielzahl von Anwendungen und Diensten zu unterstützen.

Wie es funktioniert und die Architektur

Entkoppelte Ausführung: Die Logik von Celestia besteht darin, das Protokoll in verschiedene Schichten zu unterteilen, die sich jeweils auf eine bestimmte Funktion konzentrieren und dann neu kombiniert werden können, um Blockchains und Anwendungen zu erstellen. Celestia wiederum konzentriert sich auf die Konsens- und Datenverfügbarkeitsebenen innerhalb der Hierarchie. Ähnlich wie einige Layer1s verwendet Celestia Tendermint, einen byzantinischen fehlertoleranten (BFT) Konsensalgorithmus, um Transaktionen zu sortieren, unterscheidet sich jedoch von anderen Layer1s. Celestia macht sich keine Gedanken über die Gültigkeit der Transaktion und führt die Transaktion auch nicht aus. Lediglich die Paketreihenfolge der Transaktion, die Übertragung und alle Regeln für die Gültigkeit der Transaktion werden vom Rollup-Knoten auf der Clientseite durchgesetzt (d. h entkoppelte Konsensschicht und Ausführungsschicht). Beachten Sie dann einen wichtigen Punkt: „Denken Sie nicht über die Gültigkeit der Transaktion nach.“ Auch bösartige Sperren, die Transaktionsdaten verschleiern, können bei Celestia gepostet werden. Wie sollte der Verifizierungsprozess umgesetzt werden? Celestia stellt hier zwei Kerne vor: 2D-Reed-Solomon-Codierung und Data Availability Sampling (DAS).

Die Gesamtarchitektur der monolithischen Blockchain steht im Gegensatz zur modularen Architektur von Celestia

DAS: Dieses Schema wird für Light-Knoten verwendet, um die Verfügbarkeit von Blockdaten so zu überprüfen, dass Knoten nicht den gesamten Block herunterladen müssen. Zum Abtasten der Daten wird nur ein Teil des Blocks benötigt (die spezifische Implementierung erfordert eine 2D-Reed-Solomon-Kodierung, die weiter unten ausführlich erläutert wird). Im Gegensatz zu den oben erwähnten DACs muss DAS der Sicherheit der Entität nicht vertrauen, lediglich die Kette muss ausreichend dezentralisiert sein, damit den Daten vertraut werden kann.

Zweidimensionale Reed-Solomon-Codierung

(Löschkorrekturcode): Die Grundidee der zweidimensionalen Reed-Solomon-Codierung besteht darin, die Reed-Solomon-Codierung sowohl auf Zeilen als auch auf Spalten separat anzuwenden. Selbst wenn in einigen Zeilen und Spalten von 2D-Daten Fehler auftreten, können diese auf diese Weise korrigiert werden. Durch Codieren der Blockdaten werden die Blockdaten dann in kk Blöcke aufgeteilt, in einer Matrix von kk angeordnet und durch mehrfache Reed-Solomon-Codierung zu einer erweiterten 2k2k-Matrix erweitert. Berechnen Sie 4k unabhängige Merkle-Wurzeln von Zeilen und Spalten der erweiterten Matrix. Die Merkel-Wurzeln dieser Wurzeln werden als Blockdatenzusagen in den Bulks verwendet. Celestia-Lichtknoten tasten 2k2k-Datenblöcke ab. Jeder Lichtknoten wählt zufällig einen Satz eindeutiger Koordinaten in der erweiterten Matrix aus und fragt den gesamten Knoten nach Datenblöcken zu diesen Koordinaten und entsprechenden Merkle-Beweisen ab. Jeder empfangene Datenblock mit dem korrekten Merkle-Beweis wird an das Netzwerk gesendet.

Abstrahiert kann man auch sagen, dass die Blockdaten in eine quadratische Matrix (z. B. 8x8) unterteilt werden und durch die Codierung den Originaldaten zusätzliche „Prüfzeilen“ und -spalten hinzugefügt werden, um eine größere quadratische Matrix (16x16) zu bilden ). Durch die zufällige Stichprobe eines Teils der Daten in diesem großen Quadrat und die Überprüfung ihrer Genauigkeit kann die Integrität und Verfügbarkeit der Gesamtdaten sichergestellt werden. Selbst wenn ein Teil der Daten verloren geht oder beschädigt wird, kann das gesamte Datenstück mithilfe der Prüfsummendaten wiederhergestellt werden.

Blockskalierung: Celestia skaliert mit zunehmender Anzahl der Lichtknoten. Solange es genügend Knoten im Netzwerk gibt, um den gesamten Block abzutasten, bleibt Celestia sicher. Das bedeutet, dass sich die Blockgröße entsprechend erhöhen kann, je mehr Knoten dem Netzwerk zum Sampling beitreten, ohne dass die Sicherheit oder Dezentralisierung darunter leidet. Und wenn dies auf einer herkömmlichen monolithischen Blockchain geschieht, geht die Dezentralisierung verloren, da größere Blockgrößen höhere Hardwareanforderungen für Knoten zum Herunterladen und Überprüfen von Daten mit sich bringen.

Sovereign Rollup: Dies ist ebenfalls ein von Celestia entwickeltes Konzept, das Elemente verschiedener Blockchain-Designs kombiniert, darunter die Layer-1-Blockchain, Rollup und frühe Bitcoin-Netzwerke wie Mastercoin. Der Hauptunterschied zwischen Sovereign Rollup und Smart Contract Rollup (OP, Arb, ZKS usw.) besteht darin, wie Transaktionen überprüft werden. Beim Smart Contract Rollup werden Transaktionen durch einen Smart Contract auf Ethereum verifiziert. Im Gegensatz dazu verifizieren beim Sovereign Rollup die Knoten des Rollups selbst die Transaktion.

Der Sovereign Rollup veröffentlicht seine Transaktionen zur Sequenzierung und Datenverfügbarkeit auf einer anderen Blockchain (z. B. Celestia). Die Knoten der souveränen Rollups bestimmen dann die richtige Kette. Dieses Design ermöglicht es souveränen Rollups, mehrere Sicherheitsaspekte von der Datenverfügbarkeitsschicht (DA) zu erben, einschließlich Aktivität, Sicherheit, Rekombinationsresistenz und Überprüfungsresistenz.

Beim Smart-Contract-Rollup hängen Upgrades vom Smart-Contract auf der Abrechnungsebene ab. Für die Aktualisierung des Rollups sind Änderungen am Smart Contract erforderlich. Möglicherweise sind mehrere Signaturen erforderlich, um zu steuern, wer Aktualisierungen des Smart Contracts initiieren kann. Obwohl es bei der Teamkontrolle üblich ist, Mehrfachsignaturen zu eskalieren, ist es möglich, Mehrfachsignaturen durch Governance zu kontrollieren. Da Smart Contracts auf der Abwicklungsschicht existieren, unterliegen sie auch dem sozialen Konsens der Abwicklungsschicht.

Der Sovereign Rollup wird durch einen Fork wie die Layer-1-Blockchain aktualisiert. Neue Softwareversionen werden veröffentlicht und Knoten haben die Möglichkeit, ihre Software auf die neueste Version zu aktualisieren. Sollten die Knoten dem Upgrade nicht zustimmen, können sie die alte Software weiterhin nutzen. Durch die Bereitstellung von Optionen kann die Community, also die Personen, die die Knoten betreiben, entscheiden, ob sie den neuen Änderungen zustimmen. Selbst wenn die meisten Knoten ein Upgrade durchführen, können sie nicht gezwungen werden, das Upgrade zu akzeptieren. Diese Funktion macht das Souverän-Rollup im Vergleich zum Smart-Contract-Rollup zu einem „souveränen“ Rollup.

Quantum Gravity Bridge (QGB): Eine Schlüsselkomponente des Celestia-Ökosystems, die als Brücke zwischen Celestia und Ethereum (oder anderen EVM L1-Ketten) fungiert und die Übertragung von Daten und Vermögenswerten zwischen den beiden Netzwerken ermöglicht. Durch die Einführung des Konzepts von Celestium (EVM L2-Rollup) nutzen Sie Celestia für die Datenverfügbarkeit, entscheiden sich aber für Ethereum. Dadurch werden die Vorteile der Nutzung beider Netzwerke erreicht: die Skalierbarkeit und Datenverfügbarkeit von Celestia sowie die Sicherheit und Dezentralisierung von Ethereum. Validatoren auf Celestia können QGB ausführen, wodurch Celestium starke Datenverfügbarkeitsgarantien für Blockdaten zu einem Bruchteil der Kosten der Aufrufdaten von Ethereum bieten kann.

QGB ist ein wichtiger Teil der Vision von Celestia für ein skalierbares, sicheres und dezentrales Blockchain-Ökosystem. Es ermöglicht die für die Zukunft der Blockchain-Technologie erforderliche Interoperabilität. Das Projekt arbeitet derzeit an einem Zk QGB, um die Gaskosten für die Verifizierung weiter zu senken.

DA Wirtschaftswissenschaften

Lassen Sie uns darüber sprechen, welchen wirtschaftlichen Wert DA in Zukunft haben wird.

Diese Annahme wird von Jon Charbonneau, einem wissenschaftlichen Mitarbeiter bei Delphi, getroffen und basiert auf der Vorhersage von Polygon Hermez, dass sie in Danksharding letztendlich nur 14 Bytes pro Transaktion benötigen werden. Auch die obige EIP-4844)-Spezifikation bei 1,3 MB/s, Laeyr2 kann rund 100.000 TPS erreichen, dann wird der prognostizierte Umsatz die unglaubliche Zahl von 30 Milliarden US-Dollar erreichen.

Unter einem so großen Kuchen werden die künftigen Streitigkeiten auf dem DA-Markt sehr heftig sein. Zusätzlich zu den drei Hauptlösungen werden sich Starks Layer3, zkPorter und mehrere modulare DA-Projekte dem Kampf anschließen. Ausgehend vom bestehenden Layer2-Projekt ist die Universal Chain also voll und ganz dazu geneigt, Ethereum DA zu nutzen. Und Anwendungsketten und Long-Tail-Ketten werden die Hauptkunden der „unorthodoxen DA“ sein. Meine persönliche Meinung ist, dass modulare DA und bald auch Layer3 die Mainstream-Wahl in der Zukunft sein werden.

Epilog

Die Weiterentwicklung der Dezentralisierung ist immer noch das Mainstream-Konzept in der Branche, und die modulare Blockchain ist im Wesentlichen eine Erweiterung des Wertes von Ethereum und ein Versuch, das unmögliche Dreieck der Blockchain zu durchbrechen, obwohl das Design voller Vielfalt ist, aber auch macht Konstruktion komplizierter. Da es beim modularen Aufbau eine große Auswahl an Modulen gibt, besteht die Gefahr, dass unterschiedliche Module blind sind. Wie ein stabileres modulares System aufgebaut werden kann, muss beachtet werden. Getrieben durch den modularen Trend werden hingegen Dutzende von Layer2 auch wieder die Liquidität reduzieren und auch die kettenübergreifende Kommunikation und Sicherheit werden künftig im Fokus stehen. Die Modularität von Bitcoin ist ebenfalls ein aktueller Trend, und angesichts einiger einigermaßen realisierbarer Pläne kann es angebracht sein, darauf zu achten.

Über YBB

YBB ist ein Web3-Fonds, der sich der Identifizierung von Web3-definierenden Projekten mit der Vision widmet, einen besseren Online-Lebensraum für alle Internetbewohner zu schaffen. YBB wurde von einer Gruppe von Blockchain-Anhängern gegründet, die seit 2013 aktiv in dieser Branche tätig sind, und ist stets bereit, Frühphasenprojekten dabei zu helfen, sich von 0 auf 1 zu entwickeln. Dabei legen wir Wert auf Innovation, eigenverantwortliche Leidenschaft und benutzerorientierte Produkte Erkennen des Potenzials von Kryptos und Blockchain-Anwendungen.

Website |https://twitter.com/YBBCapitalTwi: @YBBCapital

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