Треугольная дилемма блокчейна была непреодолимым пробелом в индустрии в прошлом, и сменяющие друг друга проекты публичной цепочки всегда пытались преодолеть этот пробел, разрабатывая различные архитектуры, и стать так называемым "убийцей Ethereum". Однако факт остается фактом: за столько лет статус Ethereum под руководством одного человека так и не был превзойден, а невозможный треугольник блокчейна все еще остается неразрушенным. Так есть ли способ для публичных сетей заполнить пробелы, которые образуют невозможный треугольник? Именно здесь родилась идея Мустафы Альбасана о модульных блокчейнах.
Рождение модульных блокчейнов произошло из двух белых книг - статьи 2018 года, написанной в соавторстве Мустафой Альбасаном и Виталиком, под названием "Выборка доступности данных и доказательства мошенничества". В этой статье описывается, как масштабируемость блокчейна решается без ущерба для безопасности и децентрализации, позволяя легким клиентам получать и проверять доказательства мошенничества от полных узлов, а также разрабатывая системы доказательства доступности данных, которые уменьшают компромисс между пропускной способностью цепи и безопасностью.
Затем в 2019 году, когда Мустафа Альбасан написал технический документ для Lazy Ledger. Подробно описывает новую архитектуру, в которой блокчейн используется только для сортировки и гарантии доступности данных о транзакциях и не отвечает за их выполнение и проверку. Цель архитектуры - решить проблему масштабируемости существующей системы блокчейн. В то время он назвал ее "клиентом умных контрактов".
Смарт-контракты выполняются на этом клиенте через другой уровень исполнения, Celestia (первый модульный блокчейн). Затем появился Rollup, который сделал эту концепцию более определенной. Потому что логика Rollup заключается в том, чтобы выполнять смарт-контракты вне цепи, а затем объединять результаты в доказательства для загрузки на уровень исполнения "клиента".
Размышляя над архитектурой блокчейн и новыми технологиями масштабирования, он определил новую парадигму, которую он называет "модульный блокчейн".
Архитектура традиционного монолитного блокчейна обычно состоит из четырех функциональных уровней:
- Уровень исполнения - - Уровень исполнения в основном отвечает за обработку транзакций и выполнение смарт-контрактов. Она включает в себя проверку, выполнение и обновление статуса транзакций.
- Уровень доступности данных - - Уровень доступности данных в модульном блокчейне отвечает за то, чтобы к данным в сети можно было получить доступ и проверить их подлинность. Обычно она включает в себя такие функции, как хранение, передача и проверка данных, чтобы гарантировать прозрачность и доверие в сети блокчейн.
- Уровень консенсуса - - Отвечает за соглашения между узлами для достижения согласованности данных и транзакций в сети. Он проверяет транзакции и создает новые блоки с помощью специальных алгоритмов консенсуса, таких как доказательство работы (PoW) или доказательство доли (PoS).
- Расчетный уровень - - отвечает за завершение окончательного урегулирования транзакций, обеспечение постоянного хранения переданных активов и записей в блокчейне, определение окончательного состояния блокчейна.
Монолитный блокчейн делает работу этих компонентов интегрированной в одну систему, чтобы завершить ее, такая высокоинтегрированная конструкция неизбежно приведет к некоторым неотъемлемым проблемам, таким как плохая масштабируемость, низкая гибкость, трудности с обслуживанием и обновлением.
Однако Celestia считает, что монолитные блокчейны больше не должны делать все сами. Будущей эволюцией Web3 станут "модульные блокчейны", которые создадут более совершенную систему, сделав блокчейн модульным и разделив его процессы на несколько "проприетарных слоев", каждый из которых обрабатывает определенные функциональные уровни, и что система должна быть независимой, безопасной и масштабируемой.
Конструкция является модульной, если она разбивает систему на более мелкие части, которые можно менять или заменять. Основная идея заключается в том, чтобы сосредоточиться на том, чтобы хорошо делать только несколько вещей (детали или отдельные функциональные слои работают), а не пытаться делать все. Cosmos Zones, Polkadot Parachains и Polkadot Parachains - все это примеры модульных проектов, с которыми мы знакомы в прошлом.
Исходя из новой перспективы модульности, пространство для редизайна монолитного блокчейна и модульного стека, в который он входит, значительно расширится. Модульные блокчейны с различными специфическими назначениями и архитектурами могут быть объединены для совместной работы. Благодаря разнообразию дизайнерских возможностей эта схема породила множество интересных и инновационных проектов. Далее следует обсуждение текущих разногласий по поводу различных функциональных слоев и того, как Celestia интерпретирует "модульность" с точки зрения модульности.
Если мы подумаем о Rollup как об исполнительном слое для модульности, то обнаружим, что проекты модульного исполнительного слоя почти все построены на базе Ethereum. Причина этого очевидна: у Ethereum много ресурсов в качестве рва, а степень децентрализации - самая сильная, но его масштабируемость оставляет желать лучшего, поэтому у него большой потенциал в плане переделки функциональных слоев. Из недавнего удручающего контраста между недавним онлайновым движением системы языка публичной цепи (APT, SUI) и беспрецедентным бумом Layer2 на Ethereum нетрудно понять, что инфраструктурный нарратив блокчейна также сместился от выполнения публичной цепи к выполнению Ethereum Layer2. Так хорошо или плохо существование модульности? Сдерживает ли уровень исполнения, сосредоточенный вокруг Ethereum, инновации в публичных цепочках?
Во-первых, с точки зрения исполнительного уровня, существующая цепочка реклассифицируется. Вот ссылка на статью Nosleepjon "Двойное солнце Татуина", объясняющая текущую классификацию блокчейнов по уровню исполнения.
Современные блокчейны можно разделить на четыре категории:
1.Однопоточный монолитный блокчейн:
Единый блокчейн, который обрабатывает одну транзакцию за раз. Большинство из них из-за ограничений перешли на дорожные карты Rollup или горизонтального масштабирования.
Репрезентативные проекты: Ethereum, Polygon, Binance Chain, Avalanche
2.Монолитные блокчейны с параллельной обработкой: монолитные блокчейны, которые обрабатывают несколько транзакций одновременно.
Репрезентативные проекты: Solana, Monad, Aptos, Sui
3.Однопоточный модульный блокчейн: Модульный блокчейн, который обрабатывает одну транзакцию за раз.
Репрезентативные проекты: Arbitrum, Optimism, zkSync, Starknet
4.Модульные блокчейны с параллельной обработкой: Модульные блокчейны, которые обрабатывают несколько транзакций одновременно.
Репрезентативные проекты: Eclipse, Fuel
Существует много разговоров о том, какой подход следует принять, особенно когда речь идет о концепции модульности в сравнении с глобальной параллельной обработкой. Есть также три лагеря:
Лагерь модульности: Сторонники модульности (которые также в основном являются сторонниками Ethereum) утверждают, что невозможно, чтобы одна часть блокчейна решила проблему невозможного треугольника блокчейна. Складывание Лего на Ethereum - это единственный способ добиться масштабируемости при сохранении безопасности и децентрализации. А модульность дает больше возможностей для контроля и настройки.
Лагерь монолитной параллельной обработки: Этот лагерь (ссылаясь на Kodi и espresso в книге "Монолитный против модульного: За кем будущее блокчейна?) "Мнение), что новая архитектура публичной цепочки одночиповой параллельной обработки (Move system, Solona и т.д.) имеет высокую степень интеграции, общая производительность будет лучше, чем у модульной фрагментированной конструкции, а модульная архитектура небезопасна, особенно из-за необходимости большого количества межцепочечных коммуникаций, и поверхность атаки хакеров шире.
Нейтральный лагерь: Конечно, есть и те, кто придерживается нейтральной позиции и считает, что в конечном итоге эти две вещи могут сосуществовать. Например, Нослипджон считает, что в конечном итоге оба варианта будут иметь свои достоинства, конкуренция публичных цепочек все еще будет существовать, а Rollup будут конкурировать друг с другом.
На самом деле, суть этого вопроса можно свести к тому, перевешивают ли недостатки модульности, связанные с трением (отсутствие безопасности, плохое функционирование системы и т.д.), проблемы централизации новой публичной цепочки. С точки зрения рыночных дебатов, ни недостатки секвестра централизации Rollup, ни небезопасность межцепочечного моста не заставили людей перейти на новую публичную цепочку. Это потому, что все эти проблемы, похоже, требуют доработки, и новая публичная цепочка не сможет повторить огромный экологический ров и преимущества децентрализации цепочки Ethereum.
С другой стороны, хотя новая публичная цепочка имеет преимущества в производительности и интеграции в архитектуру, экологически она является простой развилкой экологии Ethereum, со слишком высокой степенью гомогенизации и отсутствием ликвидности. Ни одно эксклюзивное приложение не может отразить свои собственные архитектурные преимущества, и, естественно, нет причин, по которым люди должны отказываться от экологии Ethereum. Пластичность Rollup достаточно высока, и в будущем еще есть много возможностей для совершенствования Rollup в новых архитектурах. Когда Rollup также обладает большинством преимуществ не-EVM цепочек, очень трудно допустить, чтобы "лето Солана" произошло в будущем. Поэтому в данном случае я думаю, что недостаток модульности в виде трения меньше, чем проблема централизации публичной сети. И нейтральной ситуации, похоже, не существует, сифонный эффект Ethereum будет подобен "айфону", привлекая большое количество разработчиков, сосредоточенных на масштабируемости, на второй уровень, а новая публичная цепочка станет городом-призраком.
Что касается будущего инфраструктуры, то я, несомненно, больше склоняюсь к модульности, расширение классификации Ethereum также станет началом игры в публичные цепочки EndGame, соревнование на втором уровне между общими цепочками, соревнование на третьем уровне между цепочками суперприложений.
В настоящее время проекты, финансируемые на первичном рынке, также подтверждают это. Помимо большого количества двухуровневых проектов Ethereum, то есть проектов расширения Bitcoin, практически нет новых публичных цепочек.
Но, опять же, индустрия всегда строилась на развитии Ethereum, и нынешняя тенденция - это немного слишком концентрированный вкус, такой статус-кво действительно хорош? Отсутствие конкуренции может завести отрасль в тупик. Индустрия нуждается в разнообразии и большем выборе. Если пользовательский опыт постепенно становится однородным, то как новая публичная цепочка будет создавать признаки перелома в игре, пока не видно. Когда Ethereum продолжает одновременно улучшать свои собственные недостатки, как найти большую брешь, чтобы сделать точную борьбу с не-EVM-системой, необходимо сосредоточиться на этом вопросе.
Переходя от споров об уровне исполнения к спорам об уровне доступности данных (DA), дебаты о том, какую схему доступности данных следует принять Rollup, стали горячей темой в индустрии в последнее время, что было вызвано твитом исследователя Ethereum Foundation Данкрада Фейста (Dankrad Feist), обсуждающего связанные с этим аспекты темы. И если он четко заявит, что роллап без Ethereum DA - это не Layer2, перерастет ли прошлая война за Layer1 в войну между ортодоксальным (с Ethereum DA) Layer2 и неортодоксальным Layer2? В настоящее время в индустрии существует три основных решения для DA:
1.Общественная цепочка как расчетный уровень
Если взять в качестве примера Ethereum, то комиссии, поступающие в Ethereum при совершении транзакции в Rollup, в основном включают следующие категории:
Плата за выполнение: компенсация за вычислительные ресурсы, необходимые для выполнения транзакции. Она включает в себя плату за газ, необходимый для выполнения сделки, и обычно пропорциональна сложности сделки и времени, которое требуется для ее выполнения. В Rollup плата за выполнение транзакции, скорее всего, будет включать плату за выполнение транзакции вне цепи, а также плату за создание и проверку доказательства транзакции.
Государственная пошлина: Плата за состояние связана с обновлением состояния на Ethereum mainchain. В Rollup это включает плату за передачу нового корня состояния в главную цепочку. Каждый раз, когда агрегатор Rollup генерирует новый корень состояния и фиксирует его в основной цепочке, возникает плата за состояние. Эти расходы могут быть пропорциональны частоте и сложности обновления состояния.
Плата за доступность данных: Плата за публикацию данных на Layer1.
В этих сборах плата за доступность данных составляет наибольшую долю, и стоимость ее высока, например, Arbitrum 6 мая этого года из-за взрыва сборов за Ethereum GAS за один день заплатил за Ethereum 376,8ETH GAS.
Это связано с тем, что Rollup загружает данные в Ethereum в виде Calldata upload, а также постоянно хранит эти данные, поэтому их стоимость очень высока. Но преимущество заключается в том, что Rollup обладает лучшей безопасностью и легитимностью из всех трех схем, а снижение стоимости схемы в настоящее время ожидает обновления модернизированного EIP-4844 в Канкуне. Введя формат транзакций с помощью Blob carrying Transactions. Сделайте в формате транзакции на одно место Blob для переноса данных Layer2 больше, чем в обычном формате транзакции. Более того, Blob-данные удаляются узлом через месяц, что значительно экономит место для хранения.
Формат транзакций Blob обеспечивает более низкую доступность данных, чем Calldata. Есть две основные причины: С одной стороны, Callda существует в Execution Payload, в то время как данные Blob хранятся в узле Prysm или Lighthouse (вместо Geth), что потребляет гораздо больше ресурсов, когда Calldata должны быть прочитаны контрактами. С другой стороны, данные Blob - это краткосрочное хранилище, и узел удалит данные Blob через месяц. Однако стоимость GAS все равно будет выше, чем в двух последних схемах.
2.Validiums DA Mode
Для роллапов типа app chain (таких как бывшие dYdX, Immutable и т.д.) обычно используется механизм масштабирования второго уровня, представленный проектом header Rollup (в настоящее время наиболее распространенным является StarkEx, но проекты header серии Zk имеют похожие схемы). В режиме DA, в связи с большим объемом вычислений цепочки приложений, они предпочитают использовать Validiums, который является недорогой, высокопроизводительной схемой. Валидиумы предназначены для использования преимуществ доступности данных и вычислений вне цепочки, подобно ZK-rollup, путем публикации доказательств с нулевым знанием для проверки транзакций вне цепочки в Ethereum. Однако, в отличие от ZK-rollup, который хранит данные на цепочке, Validiums хранит данные вне цепочки и стоит на 90% меньше, чем использование Ethereum, что делает его наиболее экономически эффективным решением в альтернативном сценарии.
Но поскольку данные остаются вне цепи, физические операторы Validium могут заморозить средства пользователей. Чтобы не допустить крайностей, пришлось снова ввести схему комитетов по доступности данных (DAC), при которой DAC должен был подтверждать получение данных, подписывая каждое обновление статуса своим кворумом. Это спорная практика, потому что в первую очередь Вы должны доверять безопасности сущности, а не цепочки. Данкрад Фейст (создатель вышеупомянутого EIP-4844) прямо назвал эту схему в своем твите.
3.Модульная DA
С точки зрения модульности, существует множество способов перепроектирования слоя DA, что может привести к конкретной реализации различных проектов. Поэтому подробное описание модульного проекта DA требует много места, и описание проекта DA представлено на сайте Celestia.
Будучи первым сторонником концепции модульного блокчейна, о которой говорилось в начале этой статьи, Celestia является самым известным и самым ранним проектом в этой схеме. Его концепция направлена на решение проблем масштабируемости и модульности блокчейна. Celestia основана на архитектуре COSMOS и предлагает разработчикам большую гибкость, позволяя им легче развертывать и поддерживать приложения для блокчейна. В то же время она снижает стоимость и сложность развертывания блокчейн-систем, предоставляя создателям dApp и разработчикам блокчейн-систем модульную, масштабируемую архитектуру блокчейн-систем для поддержки потребностей широкого спектра приложений и сервисов.
Раздельное исполнение: Логика Celestia заключается в разделении протокола на различные уровни, каждый из которых ориентирован на выполнение определенной функции, которые затем могут быть объединены для создания блокчейн и приложений. Celestia, в свою очередь, фокусируется на уровнях консенсуса и доступности данных в иерархии. Подобно некоторым Layer1, Celestia использует Tendermint, византийский отказоустойчивый (BFT) алгоритм консенсуса, для сортировки транзакций, но отличается от других Layer1. Celestia не рассуждает о валидности транзакции и не выполняет ее, только упорядочивание транзакции, трансляция и все правила валидности транзакции обеспечиваются узлом Rollup на стороне клиента (т.е. разделенный уровень консенсуса и уровень выполнения). Затем обратите внимание на ключевой момент: "Не рассуждайте о достоверности транзакций". Вредоносные блоки, скрывающие данные о транзакциях, также могут быть размещены в Celestia. Так как же должен осуществляться процесс проверки? Celestia представляет здесь два ядра: 2D кодирование Рида-Соломона и выборка доступных данных (DAS).
Общая архитектура монолитного блокчейна контрастирует с модульной архитектурой Celestia
DAS: Эта схема используется на легких узлах для проверки доступности данных блока таким образом, чтобы не требовать от узлов загрузки всего блока. Для выборки данных требуется только часть блока (для конкретной реализации требуется 2D кодирование Рида-Соломона, которое будет подробно описано ниже). В отличие от Dacs, упомянутых выше, DAS не нужно доверять безопасности сущности, только цепочка должна быть достаточно децентрализованной, чтобы данные вызывали доверие.
(код с коррекцией стирания): Основная идея двумерного кодирования Рида-Соломона заключается в том, чтобы применять кодирование Рида-Соломона отдельно к строкам и столбцам. Таким образом, даже если в некоторых строках и столбцах двумерных данных возникнут ошибки, их можно будет исправить. Затем, кодируя данные блока, данные блока разбиваются на kk блоков, упорядочиваются в матрицу kk и расширяются в расширенную матрицу 2k2k путем многократного кодирования Рида-Соломона. Вычислите 4k независимых корней Меркле из строк и столбцов расширенной матрицы; корни Меркле из этих корней используются в качестве блочных обязательств данных в блоках. Световые узлы Celestia выбирают 2k2k блоков данных. Каждый легкий узел случайным образом выбирает набор уникальных координат в расширенной матрице и запрашивает у полного узла блоки данных об этих координатах и соответствующие доказательства Меркла. Каждый полученный блок данных с правильным доказательством Меркла транслируется в сеть.
Если абстрагироваться, то можно также сказать, что блочные данные разбиваются на квадратную матрицу (например, 8x8), а при кодировании к исходным данным добавляются дополнительные "проверочные" строки и столбцы, образуя большую квадратную матрицу (16x16). Случайно выбрав часть данных на этом большом квадрате и проверив их точность, можно обеспечить целостность и доступность всех данных. Даже если часть данных потеряна или повреждена, весь фрагмент данных все равно можно восстановить, используя данные контрольной суммы.
Масштабирование блоков: Celestia масштабируется по мере увеличения количества световых узлов. До тех пор, пока в сети достаточно узлов для выборки всего блока, Celestia остается в безопасности. Это означает, что по мере того, как все больше узлов присоединяются к сети для выборки, размер блока может соответственно увеличиваться, без ущерба для безопасности и децентрализации. А при работе с традиционным монолитным блокчейном в жертву приносится децентрализация, поскольку большие размеры блоков требуют от узлов большего количества аппаратного обеспечения для загрузки и проверки данных.
Суверенный роллап: Это также концепция, разработанная Celestia, сочетающая в себе элементы различных блокчейнов, включая блокчейн первого уровня, роллап и ранние сети Биткойн, такие как Mastercoin. Ключевое различие между суверенным ролловером и ролловером смарт-контрактов (op, arb, zks и т.д.) заключается в том, как проверяются транзакции. При свертывании смарт-контрактов транзакции проверяются смарт-контрактом на Ethereum. В отличие от этого, в суверенном роллапе узлы самого роллапа проверяют транзакцию.
Суверенный блокчейн публикует свои транзакции в другом блокчейне (например, Celestia) для последовательности и доступности данных. Затем узлы суверенных рулонов определяют правильную цепочку. Такая конструкция позволяет суверенным рулонам наследовать множество аспектов безопасности от уровня доступности данных (DA), включая активность, безопасность, устойчивость к рекомбинации и устойчивость к пересмотру.
При сворачивании смарт-контракта обновления зависят от смарт-контракта на расчетном уровне. Обновление rollup требует внесения изменений в смарт-контракт. Может потребоваться несколько подписей, чтобы контролировать, кто может инициировать обновления смарт-контракта. Несмотря на то, что обычно командный контроль эскалирует мультиподписи, есть возможность сделать мультиподписи контролируемыми с помощью управления. Поскольку смарт-контракты существуют на расчетном уровне, они также подчиняются социальному консенсусу расчетного уровня.
Суверенный ролловер обновляется через форк, как блокчейн 1-го уровня. Выходят новые версии программного обеспечения, и у узлов есть возможность обновить свое программное обеспечение до последней версии. Если узлы не согласны на обновление, они могут продолжать использовать старое программное обеспечение. Предоставление вариантов позволяет сообществу, людям, управляющим узлами, решить, согласны ли они с новыми изменениями. Даже если большинство узлов обновятся, их нельзя заставить принять обновление. Эта особенность делает суверенный сворачивание "суверенным" сворачиванием по сравнению со сворачиванием смарт-контракта.
Квантовый гравитационный мост (QGB) : Ключевой компонент экосистемы Celestia, который действует как мост между Celestia и Ethereum (или другими цепочками EVM L1), обеспечивая передачу данных и активов между двумя сетями. Внедряя концепцию Celestium (EVM L2 rollup), используйте Celestia для доступности данных, но остановитесь на Ethereum. Таким образом, достигаются преимущества использования преимуществ обеих сетей: масштабируемость и доступность данных Celestia, а также безопасность и децентрализация Ethereum. Валидаторы на Celestia могут запускать QGB, что позволяет Celestium обеспечивать надежные гарантии доступности данных в блоках за долю стоимости calldata от Ethereum.
QGB - это ключевая часть концепции Celestia по созданию масштабируемой, безопасной и децентрализованной экосистемы блокчейн. Она обеспечивает совместимость, необходимую для будущего технологии блокчейн. В настоящее время проект работает над Zk QGB, чтобы еще больше снизить стоимость проверки газа.
Давайте поговорим о том, какую экономическую ценность DA будет иметь в будущем.
Это предположение сделано Джоном Шарбонно, научным сотрудником компании delphi, и основано на предсказании Полигона Хермеза о том, что в конечном итоге в данкшардинге им понадобится всего 14 байт на транзакцию. Кроме того, согласно приведенной выше спецификации EIP-4844) при скорости 1,3 МБ/с, Laeyr2 сможет достичь около 100 000 TPS, тогда прогнозируемый доход достигнет ошеломляющей цифры в $30 млрд.
Под таким огромным пирогом будущие споры на рынке DA будут очень ожесточенными. Помимо трех основных решений, к ним присоединятся Layer3 от Stark, zkPorter и несколько модульных проектов DA. Таким образом, из существующего проекта Layer2 универсальная цепочка полностью склоняется к использованию Ethereum DA. А сети приложений и длиннохвостые сети станут основными потребителями "неортодоксального DA". Мое личное мнение заключается в том, что модульная система DA и вскоре Layer3 станут основным выбором в будущем.
Движение вперед по пути децентрализации все еще является основной концепцией в индустрии, и модульный блокчейн, по сути, является расширением ценности Ethereum и попыткой разорвать невозможный треугольник блокчейна, хотя его дизайн полон разнообразия, но также усложняет конструкцию. А модульное строительство потому, что у модуля есть множество вариантов, риск того, что разные модули окажутся "глухой коробкой", как построить более стабильную модульную систему - это то место, которое требует внимания. С другой стороны, под влиянием модульной тенденции десятки Layer2 также снова сократят ликвидность, а межцепочечные коммуникации и безопасность также будут в центре внимания в будущем. Модульность Биткойна также является актуальным направлением в последнее время, и при наличии некоторых немного осуществимых схем, на нее также стоит обратить внимание.
YBB - это фонд web3, который занимается выявлением проектов, определяющих Web3, с целью создания лучшей среды обитания в сети для всех жителей интернета. Основанная группой верующих в блокчейн людей, которые активно участвуют в этой индустрии с 2013 года, компания YBB всегда готова помочь проектам ранних стадий превратиться из 0 в 1. Мы ценим инновации, самоотверженную страсть и ориентированные на пользователя продукты, признавая потенциал криптовалют и блокчейн-приложений.
Сайт | <a href="https://twitter.com/YBBCapital"" > Twi: @YBBCapital
Треугольная дилемма блокчейна была непреодолимым пробелом в индустрии в прошлом, и сменяющие друг друга проекты публичной цепочки всегда пытались преодолеть этот пробел, разрабатывая различные архитектуры, и стать так называемым "убийцей Ethereum". Однако факт остается фактом: за столько лет статус Ethereum под руководством одного человека так и не был превзойден, а невозможный треугольник блокчейна все еще остается неразрушенным. Так есть ли способ для публичных сетей заполнить пробелы, которые образуют невозможный треугольник? Именно здесь родилась идея Мустафы Альбасана о модульных блокчейнах.
Рождение модульных блокчейнов произошло из двух белых книг - статьи 2018 года, написанной в соавторстве Мустафой Альбасаном и Виталиком, под названием "Выборка доступности данных и доказательства мошенничества". В этой статье описывается, как масштабируемость блокчейна решается без ущерба для безопасности и децентрализации, позволяя легким клиентам получать и проверять доказательства мошенничества от полных узлов, а также разрабатывая системы доказательства доступности данных, которые уменьшают компромисс между пропускной способностью цепи и безопасностью.
Затем в 2019 году, когда Мустафа Альбасан написал технический документ для Lazy Ledger. Подробно описывает новую архитектуру, в которой блокчейн используется только для сортировки и гарантии доступности данных о транзакциях и не отвечает за их выполнение и проверку. Цель архитектуры - решить проблему масштабируемости существующей системы блокчейн. В то время он назвал ее "клиентом умных контрактов".
Смарт-контракты выполняются на этом клиенте через другой уровень исполнения, Celestia (первый модульный блокчейн). Затем появился Rollup, который сделал эту концепцию более определенной. Потому что логика Rollup заключается в том, чтобы выполнять смарт-контракты вне цепи, а затем объединять результаты в доказательства для загрузки на уровень исполнения "клиента".
Размышляя над архитектурой блокчейн и новыми технологиями масштабирования, он определил новую парадигму, которую он называет "модульный блокчейн".
Архитектура традиционного монолитного блокчейна обычно состоит из четырех функциональных уровней:
- Уровень исполнения - - Уровень исполнения в основном отвечает за обработку транзакций и выполнение смарт-контрактов. Она включает в себя проверку, выполнение и обновление статуса транзакций.
- Уровень доступности данных - - Уровень доступности данных в модульном блокчейне отвечает за то, чтобы к данным в сети можно было получить доступ и проверить их подлинность. Обычно она включает в себя такие функции, как хранение, передача и проверка данных, чтобы гарантировать прозрачность и доверие в сети блокчейн.
- Уровень консенсуса - - Отвечает за соглашения между узлами для достижения согласованности данных и транзакций в сети. Он проверяет транзакции и создает новые блоки с помощью специальных алгоритмов консенсуса, таких как доказательство работы (PoW) или доказательство доли (PoS).
- Расчетный уровень - - отвечает за завершение окончательного урегулирования транзакций, обеспечение постоянного хранения переданных активов и записей в блокчейне, определение окончательного состояния блокчейна.
Монолитный блокчейн делает работу этих компонентов интегрированной в одну систему, чтобы завершить ее, такая высокоинтегрированная конструкция неизбежно приведет к некоторым неотъемлемым проблемам, таким как плохая масштабируемость, низкая гибкость, трудности с обслуживанием и обновлением.
Однако Celestia считает, что монолитные блокчейны больше не должны делать все сами. Будущей эволюцией Web3 станут "модульные блокчейны", которые создадут более совершенную систему, сделав блокчейн модульным и разделив его процессы на несколько "проприетарных слоев", каждый из которых обрабатывает определенные функциональные уровни, и что система должна быть независимой, безопасной и масштабируемой.
Конструкция является модульной, если она разбивает систему на более мелкие части, которые можно менять или заменять. Основная идея заключается в том, чтобы сосредоточиться на том, чтобы хорошо делать только несколько вещей (детали или отдельные функциональные слои работают), а не пытаться делать все. Cosmos Zones, Polkadot Parachains и Polkadot Parachains - все это примеры модульных проектов, с которыми мы знакомы в прошлом.
Исходя из новой перспективы модульности, пространство для редизайна монолитного блокчейна и модульного стека, в который он входит, значительно расширится. Модульные блокчейны с различными специфическими назначениями и архитектурами могут быть объединены для совместной работы. Благодаря разнообразию дизайнерских возможностей эта схема породила множество интересных и инновационных проектов. Далее следует обсуждение текущих разногласий по поводу различных функциональных слоев и того, как Celestia интерпретирует "модульность" с точки зрения модульности.
Если мы подумаем о Rollup как об исполнительном слое для модульности, то обнаружим, что проекты модульного исполнительного слоя почти все построены на базе Ethereum. Причина этого очевидна: у Ethereum много ресурсов в качестве рва, а степень децентрализации - самая сильная, но его масштабируемость оставляет желать лучшего, поэтому у него большой потенциал в плане переделки функциональных слоев. Из недавнего удручающего контраста между недавним онлайновым движением системы языка публичной цепи (APT, SUI) и беспрецедентным бумом Layer2 на Ethereum нетрудно понять, что инфраструктурный нарратив блокчейна также сместился от выполнения публичной цепи к выполнению Ethereum Layer2. Так хорошо или плохо существование модульности? Сдерживает ли уровень исполнения, сосредоточенный вокруг Ethereum, инновации в публичных цепочках?
Во-первых, с точки зрения исполнительного уровня, существующая цепочка реклассифицируется. Вот ссылка на статью Nosleepjon "Двойное солнце Татуина", объясняющая текущую классификацию блокчейнов по уровню исполнения.
Современные блокчейны можно разделить на четыре категории:
1.Однопоточный монолитный блокчейн:
Единый блокчейн, который обрабатывает одну транзакцию за раз. Большинство из них из-за ограничений перешли на дорожные карты Rollup или горизонтального масштабирования.
Репрезентативные проекты: Ethereum, Polygon, Binance Chain, Avalanche
2.Монолитные блокчейны с параллельной обработкой: монолитные блокчейны, которые обрабатывают несколько транзакций одновременно.
Репрезентативные проекты: Solana, Monad, Aptos, Sui
3.Однопоточный модульный блокчейн: Модульный блокчейн, который обрабатывает одну транзакцию за раз.
Репрезентативные проекты: Arbitrum, Optimism, zkSync, Starknet
4.Модульные блокчейны с параллельной обработкой: Модульные блокчейны, которые обрабатывают несколько транзакций одновременно.
Репрезентативные проекты: Eclipse, Fuel
Существует много разговоров о том, какой подход следует принять, особенно когда речь идет о концепции модульности в сравнении с глобальной параллельной обработкой. Есть также три лагеря:
Лагерь модульности: Сторонники модульности (которые также в основном являются сторонниками Ethereum) утверждают, что невозможно, чтобы одна часть блокчейна решила проблему невозможного треугольника блокчейна. Складывание Лего на Ethereum - это единственный способ добиться масштабируемости при сохранении безопасности и децентрализации. А модульность дает больше возможностей для контроля и настройки.
Лагерь монолитной параллельной обработки: Этот лагерь (ссылаясь на Kodi и espresso в книге "Монолитный против модульного: За кем будущее блокчейна?) "Мнение), что новая архитектура публичной цепочки одночиповой параллельной обработки (Move system, Solona и т.д.) имеет высокую степень интеграции, общая производительность будет лучше, чем у модульной фрагментированной конструкции, а модульная архитектура небезопасна, особенно из-за необходимости большого количества межцепочечных коммуникаций, и поверхность атаки хакеров шире.
Нейтральный лагерь: Конечно, есть и те, кто придерживается нейтральной позиции и считает, что в конечном итоге эти две вещи могут сосуществовать. Например, Нослипджон считает, что в конечном итоге оба варианта будут иметь свои достоинства, конкуренция публичных цепочек все еще будет существовать, а Rollup будут конкурировать друг с другом.
На самом деле, суть этого вопроса можно свести к тому, перевешивают ли недостатки модульности, связанные с трением (отсутствие безопасности, плохое функционирование системы и т.д.), проблемы централизации новой публичной цепочки. С точки зрения рыночных дебатов, ни недостатки секвестра централизации Rollup, ни небезопасность межцепочечного моста не заставили людей перейти на новую публичную цепочку. Это потому, что все эти проблемы, похоже, требуют доработки, и новая публичная цепочка не сможет повторить огромный экологический ров и преимущества децентрализации цепочки Ethereum.
С другой стороны, хотя новая публичная цепочка имеет преимущества в производительности и интеграции в архитектуру, экологически она является простой развилкой экологии Ethereum, со слишком высокой степенью гомогенизации и отсутствием ликвидности. Ни одно эксклюзивное приложение не может отразить свои собственные архитектурные преимущества, и, естественно, нет причин, по которым люди должны отказываться от экологии Ethereum. Пластичность Rollup достаточно высока, и в будущем еще есть много возможностей для совершенствования Rollup в новых архитектурах. Когда Rollup также обладает большинством преимуществ не-EVM цепочек, очень трудно допустить, чтобы "лето Солана" произошло в будущем. Поэтому в данном случае я думаю, что недостаток модульности в виде трения меньше, чем проблема централизации публичной сети. И нейтральной ситуации, похоже, не существует, сифонный эффект Ethereum будет подобен "айфону", привлекая большое количество разработчиков, сосредоточенных на масштабируемости, на второй уровень, а новая публичная цепочка станет городом-призраком.
Что касается будущего инфраструктуры, то я, несомненно, больше склоняюсь к модульности, расширение классификации Ethereum также станет началом игры в публичные цепочки EndGame, соревнование на втором уровне между общими цепочками, соревнование на третьем уровне между цепочками суперприложений.
В настоящее время проекты, финансируемые на первичном рынке, также подтверждают это. Помимо большого количества двухуровневых проектов Ethereum, то есть проектов расширения Bitcoin, практически нет новых публичных цепочек.
Но, опять же, индустрия всегда строилась на развитии Ethereum, и нынешняя тенденция - это немного слишком концентрированный вкус, такой статус-кво действительно хорош? Отсутствие конкуренции может завести отрасль в тупик. Индустрия нуждается в разнообразии и большем выборе. Если пользовательский опыт постепенно становится однородным, то как новая публичная цепочка будет создавать признаки перелома в игре, пока не видно. Когда Ethereum продолжает одновременно улучшать свои собственные недостатки, как найти большую брешь, чтобы сделать точную борьбу с не-EVM-системой, необходимо сосредоточиться на этом вопросе.
Переходя от споров об уровне исполнения к спорам об уровне доступности данных (DA), дебаты о том, какую схему доступности данных следует принять Rollup, стали горячей темой в индустрии в последнее время, что было вызвано твитом исследователя Ethereum Foundation Данкрада Фейста (Dankrad Feist), обсуждающего связанные с этим аспекты темы. И если он четко заявит, что роллап без Ethereum DA - это не Layer2, перерастет ли прошлая война за Layer1 в войну между ортодоксальным (с Ethereum DA) Layer2 и неортодоксальным Layer2? В настоящее время в индустрии существует три основных решения для DA:
1.Общественная цепочка как расчетный уровень
Если взять в качестве примера Ethereum, то комиссии, поступающие в Ethereum при совершении транзакции в Rollup, в основном включают следующие категории:
Плата за выполнение: компенсация за вычислительные ресурсы, необходимые для выполнения транзакции. Она включает в себя плату за газ, необходимый для выполнения сделки, и обычно пропорциональна сложности сделки и времени, которое требуется для ее выполнения. В Rollup плата за выполнение транзакции, скорее всего, будет включать плату за выполнение транзакции вне цепи, а также плату за создание и проверку доказательства транзакции.
Государственная пошлина: Плата за состояние связана с обновлением состояния на Ethereum mainchain. В Rollup это включает плату за передачу нового корня состояния в главную цепочку. Каждый раз, когда агрегатор Rollup генерирует новый корень состояния и фиксирует его в основной цепочке, возникает плата за состояние. Эти расходы могут быть пропорциональны частоте и сложности обновления состояния.
Плата за доступность данных: Плата за публикацию данных на Layer1.
В этих сборах плата за доступность данных составляет наибольшую долю, и стоимость ее высока, например, Arbitrum 6 мая этого года из-за взрыва сборов за Ethereum GAS за один день заплатил за Ethereum 376,8ETH GAS.
Это связано с тем, что Rollup загружает данные в Ethereum в виде Calldata upload, а также постоянно хранит эти данные, поэтому их стоимость очень высока. Но преимущество заключается в том, что Rollup обладает лучшей безопасностью и легитимностью из всех трех схем, а снижение стоимости схемы в настоящее время ожидает обновления модернизированного EIP-4844 в Канкуне. Введя формат транзакций с помощью Blob carrying Transactions. Сделайте в формате транзакции на одно место Blob для переноса данных Layer2 больше, чем в обычном формате транзакции. Более того, Blob-данные удаляются узлом через месяц, что значительно экономит место для хранения.
Формат транзакций Blob обеспечивает более низкую доступность данных, чем Calldata. Есть две основные причины: С одной стороны, Callda существует в Execution Payload, в то время как данные Blob хранятся в узле Prysm или Lighthouse (вместо Geth), что потребляет гораздо больше ресурсов, когда Calldata должны быть прочитаны контрактами. С другой стороны, данные Blob - это краткосрочное хранилище, и узел удалит данные Blob через месяц. Однако стоимость GAS все равно будет выше, чем в двух последних схемах.
2.Validiums DA Mode
Для роллапов типа app chain (таких как бывшие dYdX, Immutable и т.д.) обычно используется механизм масштабирования второго уровня, представленный проектом header Rollup (в настоящее время наиболее распространенным является StarkEx, но проекты header серии Zk имеют похожие схемы). В режиме DA, в связи с большим объемом вычислений цепочки приложений, они предпочитают использовать Validiums, который является недорогой, высокопроизводительной схемой. Валидиумы предназначены для использования преимуществ доступности данных и вычислений вне цепочки, подобно ZK-rollup, путем публикации доказательств с нулевым знанием для проверки транзакций вне цепочки в Ethereum. Однако, в отличие от ZK-rollup, который хранит данные на цепочке, Validiums хранит данные вне цепочки и стоит на 90% меньше, чем использование Ethereum, что делает его наиболее экономически эффективным решением в альтернативном сценарии.
Но поскольку данные остаются вне цепи, физические операторы Validium могут заморозить средства пользователей. Чтобы не допустить крайностей, пришлось снова ввести схему комитетов по доступности данных (DAC), при которой DAC должен был подтверждать получение данных, подписывая каждое обновление статуса своим кворумом. Это спорная практика, потому что в первую очередь Вы должны доверять безопасности сущности, а не цепочки. Данкрад Фейст (создатель вышеупомянутого EIP-4844) прямо назвал эту схему в своем твите.
3.Модульная DA
С точки зрения модульности, существует множество способов перепроектирования слоя DA, что может привести к конкретной реализации различных проектов. Поэтому подробное описание модульного проекта DA требует много места, и описание проекта DA представлено на сайте Celestia.
Будучи первым сторонником концепции модульного блокчейна, о которой говорилось в начале этой статьи, Celestia является самым известным и самым ранним проектом в этой схеме. Его концепция направлена на решение проблем масштабируемости и модульности блокчейна. Celestia основана на архитектуре COSMOS и предлагает разработчикам большую гибкость, позволяя им легче развертывать и поддерживать приложения для блокчейна. В то же время она снижает стоимость и сложность развертывания блокчейн-систем, предоставляя создателям dApp и разработчикам блокчейн-систем модульную, масштабируемую архитектуру блокчейн-систем для поддержки потребностей широкого спектра приложений и сервисов.
Раздельное исполнение: Логика Celestia заключается в разделении протокола на различные уровни, каждый из которых ориентирован на выполнение определенной функции, которые затем могут быть объединены для создания блокчейн и приложений. Celestia, в свою очередь, фокусируется на уровнях консенсуса и доступности данных в иерархии. Подобно некоторым Layer1, Celestia использует Tendermint, византийский отказоустойчивый (BFT) алгоритм консенсуса, для сортировки транзакций, но отличается от других Layer1. Celestia не рассуждает о валидности транзакции и не выполняет ее, только упорядочивание транзакции, трансляция и все правила валидности транзакции обеспечиваются узлом Rollup на стороне клиента (т.е. разделенный уровень консенсуса и уровень выполнения). Затем обратите внимание на ключевой момент: "Не рассуждайте о достоверности транзакций". Вредоносные блоки, скрывающие данные о транзакциях, также могут быть размещены в Celestia. Так как же должен осуществляться процесс проверки? Celestia представляет здесь два ядра: 2D кодирование Рида-Соломона и выборка доступных данных (DAS).
Общая архитектура монолитного блокчейна контрастирует с модульной архитектурой Celestia
DAS: Эта схема используется на легких узлах для проверки доступности данных блока таким образом, чтобы не требовать от узлов загрузки всего блока. Для выборки данных требуется только часть блока (для конкретной реализации требуется 2D кодирование Рида-Соломона, которое будет подробно описано ниже). В отличие от Dacs, упомянутых выше, DAS не нужно доверять безопасности сущности, только цепочка должна быть достаточно децентрализованной, чтобы данные вызывали доверие.
(код с коррекцией стирания): Основная идея двумерного кодирования Рида-Соломона заключается в том, чтобы применять кодирование Рида-Соломона отдельно к строкам и столбцам. Таким образом, даже если в некоторых строках и столбцах двумерных данных возникнут ошибки, их можно будет исправить. Затем, кодируя данные блока, данные блока разбиваются на kk блоков, упорядочиваются в матрицу kk и расширяются в расширенную матрицу 2k2k путем многократного кодирования Рида-Соломона. Вычислите 4k независимых корней Меркле из строк и столбцов расширенной матрицы; корни Меркле из этих корней используются в качестве блочных обязательств данных в блоках. Световые узлы Celestia выбирают 2k2k блоков данных. Каждый легкий узел случайным образом выбирает набор уникальных координат в расширенной матрице и запрашивает у полного узла блоки данных об этих координатах и соответствующие доказательства Меркла. Каждый полученный блок данных с правильным доказательством Меркла транслируется в сеть.
Если абстрагироваться, то можно также сказать, что блочные данные разбиваются на квадратную матрицу (например, 8x8), а при кодировании к исходным данным добавляются дополнительные "проверочные" строки и столбцы, образуя большую квадратную матрицу (16x16). Случайно выбрав часть данных на этом большом квадрате и проверив их точность, можно обеспечить целостность и доступность всех данных. Даже если часть данных потеряна или повреждена, весь фрагмент данных все равно можно восстановить, используя данные контрольной суммы.
Масштабирование блоков: Celestia масштабируется по мере увеличения количества световых узлов. До тех пор, пока в сети достаточно узлов для выборки всего блока, Celestia остается в безопасности. Это означает, что по мере того, как все больше узлов присоединяются к сети для выборки, размер блока может соответственно увеличиваться, без ущерба для безопасности и децентрализации. А при работе с традиционным монолитным блокчейном в жертву приносится децентрализация, поскольку большие размеры блоков требуют от узлов большего количества аппаратного обеспечения для загрузки и проверки данных.
Суверенный роллап: Это также концепция, разработанная Celestia, сочетающая в себе элементы различных блокчейнов, включая блокчейн первого уровня, роллап и ранние сети Биткойн, такие как Mastercoin. Ключевое различие между суверенным ролловером и ролловером смарт-контрактов (op, arb, zks и т.д.) заключается в том, как проверяются транзакции. При свертывании смарт-контрактов транзакции проверяются смарт-контрактом на Ethereum. В отличие от этого, в суверенном роллапе узлы самого роллапа проверяют транзакцию.
Суверенный блокчейн публикует свои транзакции в другом блокчейне (например, Celestia) для последовательности и доступности данных. Затем узлы суверенных рулонов определяют правильную цепочку. Такая конструкция позволяет суверенным рулонам наследовать множество аспектов безопасности от уровня доступности данных (DA), включая активность, безопасность, устойчивость к рекомбинации и устойчивость к пересмотру.
При сворачивании смарт-контракта обновления зависят от смарт-контракта на расчетном уровне. Обновление rollup требует внесения изменений в смарт-контракт. Может потребоваться несколько подписей, чтобы контролировать, кто может инициировать обновления смарт-контракта. Несмотря на то, что обычно командный контроль эскалирует мультиподписи, есть возможность сделать мультиподписи контролируемыми с помощью управления. Поскольку смарт-контракты существуют на расчетном уровне, они также подчиняются социальному консенсусу расчетного уровня.
Суверенный ролловер обновляется через форк, как блокчейн 1-го уровня. Выходят новые версии программного обеспечения, и у узлов есть возможность обновить свое программное обеспечение до последней версии. Если узлы не согласны на обновление, они могут продолжать использовать старое программное обеспечение. Предоставление вариантов позволяет сообществу, людям, управляющим узлами, решить, согласны ли они с новыми изменениями. Даже если большинство узлов обновятся, их нельзя заставить принять обновление. Эта особенность делает суверенный сворачивание "суверенным" сворачиванием по сравнению со сворачиванием смарт-контракта.
Квантовый гравитационный мост (QGB) : Ключевой компонент экосистемы Celestia, который действует как мост между Celestia и Ethereum (или другими цепочками EVM L1), обеспечивая передачу данных и активов между двумя сетями. Внедряя концепцию Celestium (EVM L2 rollup), используйте Celestia для доступности данных, но остановитесь на Ethereum. Таким образом, достигаются преимущества использования преимуществ обеих сетей: масштабируемость и доступность данных Celestia, а также безопасность и децентрализация Ethereum. Валидаторы на Celestia могут запускать QGB, что позволяет Celestium обеспечивать надежные гарантии доступности данных в блоках за долю стоимости calldata от Ethereum.
QGB - это ключевая часть концепции Celestia по созданию масштабируемой, безопасной и децентрализованной экосистемы блокчейн. Она обеспечивает совместимость, необходимую для будущего технологии блокчейн. В настоящее время проект работает над Zk QGB, чтобы еще больше снизить стоимость проверки газа.
Давайте поговорим о том, какую экономическую ценность DA будет иметь в будущем.
Это предположение сделано Джоном Шарбонно, научным сотрудником компании delphi, и основано на предсказании Полигона Хермеза о том, что в конечном итоге в данкшардинге им понадобится всего 14 байт на транзакцию. Кроме того, согласно приведенной выше спецификации EIP-4844) при скорости 1,3 МБ/с, Laeyr2 сможет достичь около 100 000 TPS, тогда прогнозируемый доход достигнет ошеломляющей цифры в $30 млрд.
Под таким огромным пирогом будущие споры на рынке DA будут очень ожесточенными. Помимо трех основных решений, к ним присоединятся Layer3 от Stark, zkPorter и несколько модульных проектов DA. Таким образом, из существующего проекта Layer2 универсальная цепочка полностью склоняется к использованию Ethereum DA. А сети приложений и длиннохвостые сети станут основными потребителями "неортодоксального DA". Мое личное мнение заключается в том, что модульная система DA и вскоре Layer3 станут основным выбором в будущем.
Движение вперед по пути децентрализации все еще является основной концепцией в индустрии, и модульный блокчейн, по сути, является расширением ценности Ethereum и попыткой разорвать невозможный треугольник блокчейна, хотя его дизайн полон разнообразия, но также усложняет конструкцию. А модульное строительство потому, что у модуля есть множество вариантов, риск того, что разные модули окажутся "глухой коробкой", как построить более стабильную модульную систему - это то место, которое требует внимания. С другой стороны, под влиянием модульной тенденции десятки Layer2 также снова сократят ликвидность, а межцепочечные коммуникации и безопасность также будут в центре внимания в будущем. Модульность Биткойна также является актуальным направлением в последнее время, и при наличии некоторых немного осуществимых схем, на нее также стоит обратить внимание.
YBB - это фонд web3, который занимается выявлением проектов, определяющих Web3, с целью создания лучшей среды обитания в сети для всех жителей интернета. Основанная группой верующих в блокчейн людей, которые активно участвуют в этой индустрии с 2013 года, компания YBB всегда готова помочь проектам ранних стадий превратиться из 0 в 1. Мы ценим инновации, самоотверженную страсть и ориентированные на пользователя продукты, признавая потенциал криптовалют и блокчейн-приложений.
Сайт | <a href="https://twitter.com/YBBCapital"" > Twi: @YBBCapital