探讨模块化架构及其在以太坊终局中的作用

进阶3/5/2024, 12:54:40 AM
本文讨论了单一架构和模块化架构之间的当前动态,探讨了它们各自在效率、可扩展性和去中心化问题方面的优缺点。

单一架构时代?

Solana如今备受瞩目,这是理所当然的。它已经从Alameda危机的黑暗时期走过来,迎来了强劲的价格走势,不再频繁停机,并且成功处理了历史上最繁忙的空投申领之一,同时还保持着极低的费用。从吸引新用户的角度来看,Solana是一个不错的选择:以太坊第2层协议仍收取高达1美元的交易费(我们真的不赞成从BSC或Tron开始)。

Solana的另一个优势是它的单一全局状态,能立即反映出所有市场信号,而无需在Rollup或分片之间进行套利和桥接跳跃。就好像在全球所有交易所上交易一样,每天24小时都是无缝的,事件立即反映在所有交易所的价格变动中,无论地理位置或时区如何。

这些都是单体区块链设计的最大优势,但这种设计选择仍存在不足之处。最值得注意的是,Solana验证者集趋向于中心化,因为硬件要求非常高。这是因为Solana单一地处理了区块链的三个层面:执行、共识和数据可用性。

在设计谱系的另一端,模块化架构 - 特别是外包的数据可用性层 - 正在日益流行。这种方法可以降低交易成本,同时保持较低的硬件要求(尽管MEV对其造成威胁)。模块化设计还允许为特定应用程序提供更多专门化的链和硬件,dYdX就是一个最佳的例子。

Celestia处于模块化运动的前沿。它是一条针对Rollup数据效率进行优化的链。另一方面,以太坊则也已逐步采用了模块化方法,如同在边飞行边建造飞机。现在数据可用性层的竞争(以及模块化堆栈的其他部分)正加剧,我们相信Rollup是扩展和降低交易成本的关键。

扩展和数据障碍

数据可用性问题最早在早期区块链扩展竞争中被发现。重点是尽量减少存储数据量,以便最大程度地增加网络中的节点数量。同样的动态也支撑了比特币的区块大小之争。数据可用性指的是区块链使其数据对所有网络参与者可访问的能力。解决这个问题的关键突破是引入了数据可用性采样(DAS),正如Bridget Harris所解释的那样:

“通过DAS,轻节点可以通过参与对区块数据的随机抽样轮次来确认数据是否可用,而不必下载每个完整的区块。一旦完成多轮抽样 - 并且达到了一定的置信度阈值表明数据可用 - 其余的交易过程就可以安全进行。这样,一个链可以扩展其区块大小,但仍然保持简单的数据可用性验证。并且也实现了相当大的成本节省:这些新兴的层可以将数据可用性成本降低多达99%。”

Celestia、Avail、NearDA和EigenDA是最重要的数据可用性项目。它们不需要验证交易,而只需检查每个区块是否由共识添加,并且新区块是否对网络可用。它们依赖于第三方顺序执行者来执行和验证交易。Celestia于2023年10月推出,Avail和EigenDA在接下来的几个月将主网上线,而Near则最近宣布了其数据可用性解决方案。让我们来看看每个项目的独特功能:

  1. Celestia选择了最快的市场路径,采用了欺诈证明(这也是乐观Rollup所使用的)。折衷之处在于,在当前配置下,Celestia将无法支持ZK Rollup。Celestia的团队声称,大约70%的新Arbitrum Orbit链正在使用Celestia进行数据可用性。
  2. Avail(前身为Polygon Avail)作为一个独立的区块链,提供了一个快速和安全的数据和共识层,为开发人员提供了启动Rollup(无论是ZK还是乐观)所需的内容。
  3. EigenDA可能是与以太坊最为一致的,因为它是一个数据可用性模块,而不是一个区块链。此外,EigenLayer中重新质押的ETH将用于支持使用EigenDA的Rollup。它的弱点在于它没有使用数据采样或数据可用性证明。
  4. NearDA通过将数据存储在Near的分片区块链上,可以节省Rollup的数据可用性费用。NearDA利用了Near共识机制的一个重要部分,将网络分为多个分片。

启动大量Rollup

然后我们就有了汇总本身。在基于这些 DA 提供程序构建的rollup中,有许多工具可以更轻松地启动rollyp:

  1. 通过利用 Celestia 的模块化数据可用性,Manta Pacific 与单片 L2 解决方案相比,成本显著降低,并且已经节省了100万美元 以太坊Gas费。Manta 也使用定制操作码用于验证 ZK 技术,这使得他们在协议中拥有隐私和本机随机性变得非常便宜。
  2. Mantle Network 基于模块化架构构建,该架构将optimistic rollup协议与 EigenDA 的数据可用性解决方案合并。这种集成使 Mantle 网络能够继承以太坊的安全性,同时还提供更实惠且易于访问的数据可用性。
  3. Kinto 是一条 KYC 链,每个用户和开发者都必须在网络上进行交易之前完成护照 KYC 实名流程。它使用 Celestia 来降低成本。

以真正模块化的方式,每一层的模块都是根据特定需求选择的。可以在这里看到各种组合选项:


RaaS(rollup-as-a-service:rollup即服务)项目(如Eclipse)使启动rollup变得更加容易,开发人员可以选择为三个模块中的每个模块使用的技术。

相似地,Conduit 允许您在15分钟内部署一个 Rollup,支持 Optimism、Arbitrum Orbit 和 Celestia 堆栈。每月向 Conduit 支付托管基础设施费用,并向提供商支付单独的数据可用性费用。

模块化所创造的丰富的可能组合无疑是向前迈出的一大步。与如今 Squarespace 的易用性和定制性相比,这是否类似于构建早期网站的难度?

但接下来就是权衡

尽管DA项目增长迅速,但许多人对外包DA持有保留意见。Vitalik明确表示:“您的数据层必须是您的安全层。”以太坊基金会的另一位成员Dankrad Feist也表示同意:“如果它不使用以太坊进行数据可用性,那么它就不是(以太坊Rollup),因此也不是以太坊L2。”

我们同意。使用外包数据可用性的Rollup将比使用相同链进行数据和共识的Rollup安全性更低(实际上应该被称为“有效性”),尽管对于某些应用程序来说足够安全。使用此类Rollup的短期项目将迅速出现,也会很快消失,这使其成为一个良好的试验和测试场。然而,对于长期持有金融资产,以太坊或使用它们进行数据和共识的Rollup仍将是风险最低的网络。

以太坊正在走向模块化

尽管对外包数据可用性持怀疑态度,但以太坊非常重视模块化架构。通过分片进行扩展的早期愿景被抛弃,而转而采用了模块化。

实现这一愿景所需的三个主要更新是Rollup(我们之前已经讨论过)、提议者-构建者分离(“与其由区块提议者自己生成一个‘收入最大化’的区块,不如将任务委托给外部参与者(构建者)市场”)和数据采样。后者是轻节点验证区块发布的一种方式,只需下载几个随机选择的数据片段即可。这在技术上比其他两个更具挑战性,需要两到三年的时间来实现。

重要说明:EIP-4844是在数据采样上线之前改进以太坊数据可用性层的第一步。正如之前讨论的那样,增强以太坊类似于在飞行中建造飞机;一旦以太坊基金会意识到需要Rollup(也就是Vitalik提出著名的Rollup中心未来时),团队选择通过增加Blob(专门为Rollup数据量设计的空间)来扩展区块。预计Blob将使Rollup交易成本降低多达10倍。EIP-4844计划在3月/4月的Dencun升级中上线。虽然这是一个为期两到三年的暂时解决方案,以保持以太坊的竞争力,但长期解决方案将是在主网本身上支持有效性证明,这将使Rollup的成本降低数个数量级。

尽管Solana可能会坚定地捍卫其单体架构的理念(对于许多用例可能是正确的),但该行业似乎正在朝着模块化方向汇聚。在以太坊的情况下,只有模块化架构才能实现以下未来:

  1. 对亏了Rollup,数百万用户享受低交易成本低廉(可扩展性);
  2. 网络受到审查和51%攻击等威胁的保护(安全性);
  3. 普通PC甚至移动设备都可以运行节点来验证交易(去中心化)。

人们可能会问,以太坊的模块化架构是否解决了原本无法解决的区块链三难困境?技术上来说并不是,因为以太坊不再是一个单体网络,但作为一个模块化网络,它能做到如此。

在这三者中,我们认为去中心化是三难问题中最重要的部分,亟待解决。创新最终将降低交易成本;优先考虑去中心化(尤其是地理位置)是确保网络长期安全的唯一途径。以太坊通过拥有最分散的验证者集合,超过80万个验证者,在去中心化方面处于领先地位。同时,通过模块化方法,它可以通过定制Rollup来适应新的设计创新。Celestia和其他项目无疑也分享了这一愿景。剩下的问题是以太坊是否能够以足够快的速度朝着这个模块化方向发展,以跟上从头开始构建而不是边飞行边修复的竞争对手。


结语&附加信息

  • Uniswap 基金会提议在治理中对代币持有者进行费用转换:点击查阅
  • Superstate 推出链上、受监管的基金追踪国库券:点击查阅
  • DEX 聚合器 Jupiter 向 Solana 用户空投 7 亿美元:详细资讯
  • Synthetix 2024 路线图:点击查阅
  • Dirt Roads 作家推出 M^0,“数字时代的货币中间件”:点击查阅
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想法&预测

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探讨模块化架构及其在以太坊终局中的作用

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本文讨论了单一架构和模块化架构之间的当前动态,探讨了它们各自在效率、可扩展性和去中心化问题方面的优缺点。

单一架构时代?

Solana如今备受瞩目,这是理所当然的。它已经从Alameda危机的黑暗时期走过来,迎来了强劲的价格走势,不再频繁停机,并且成功处理了历史上最繁忙的空投申领之一,同时还保持着极低的费用。从吸引新用户的角度来看,Solana是一个不错的选择:以太坊第2层协议仍收取高达1美元的交易费(我们真的不赞成从BSC或Tron开始)。

Solana的另一个优势是它的单一全局状态,能立即反映出所有市场信号,而无需在Rollup或分片之间进行套利和桥接跳跃。就好像在全球所有交易所上交易一样,每天24小时都是无缝的,事件立即反映在所有交易所的价格变动中,无论地理位置或时区如何。

这些都是单体区块链设计的最大优势,但这种设计选择仍存在不足之处。最值得注意的是,Solana验证者集趋向于中心化,因为硬件要求非常高。这是因为Solana单一地处理了区块链的三个层面:执行、共识和数据可用性。

在设计谱系的另一端,模块化架构 - 特别是外包的数据可用性层 - 正在日益流行。这种方法可以降低交易成本,同时保持较低的硬件要求(尽管MEV对其造成威胁)。模块化设计还允许为特定应用程序提供更多专门化的链和硬件,dYdX就是一个最佳的例子。

Celestia处于模块化运动的前沿。它是一条针对Rollup数据效率进行优化的链。另一方面,以太坊则也已逐步采用了模块化方法,如同在边飞行边建造飞机。现在数据可用性层的竞争(以及模块化堆栈的其他部分)正加剧,我们相信Rollup是扩展和降低交易成本的关键。

扩展和数据障碍

数据可用性问题最早在早期区块链扩展竞争中被发现。重点是尽量减少存储数据量,以便最大程度地增加网络中的节点数量。同样的动态也支撑了比特币的区块大小之争。数据可用性指的是区块链使其数据对所有网络参与者可访问的能力。解决这个问题的关键突破是引入了数据可用性采样(DAS),正如Bridget Harris所解释的那样:

“通过DAS,轻节点可以通过参与对区块数据的随机抽样轮次来确认数据是否可用,而不必下载每个完整的区块。一旦完成多轮抽样 - 并且达到了一定的置信度阈值表明数据可用 - 其余的交易过程就可以安全进行。这样,一个链可以扩展其区块大小,但仍然保持简单的数据可用性验证。并且也实现了相当大的成本节省:这些新兴的层可以将数据可用性成本降低多达99%。”

Celestia、Avail、NearDA和EigenDA是最重要的数据可用性项目。它们不需要验证交易,而只需检查每个区块是否由共识添加,并且新区块是否对网络可用。它们依赖于第三方顺序执行者来执行和验证交易。Celestia于2023年10月推出,Avail和EigenDA在接下来的几个月将主网上线,而Near则最近宣布了其数据可用性解决方案。让我们来看看每个项目的独特功能:

  1. Celestia选择了最快的市场路径,采用了欺诈证明(这也是乐观Rollup所使用的)。折衷之处在于,在当前配置下,Celestia将无法支持ZK Rollup。Celestia的团队声称,大约70%的新Arbitrum Orbit链正在使用Celestia进行数据可用性。
  2. Avail(前身为Polygon Avail)作为一个独立的区块链,提供了一个快速和安全的数据和共识层,为开发人员提供了启动Rollup(无论是ZK还是乐观)所需的内容。
  3. EigenDA可能是与以太坊最为一致的,因为它是一个数据可用性模块,而不是一个区块链。此外,EigenLayer中重新质押的ETH将用于支持使用EigenDA的Rollup。它的弱点在于它没有使用数据采样或数据可用性证明。
  4. NearDA通过将数据存储在Near的分片区块链上,可以节省Rollup的数据可用性费用。NearDA利用了Near共识机制的一个重要部分,将网络分为多个分片。

启动大量Rollup

然后我们就有了汇总本身。在基于这些 DA 提供程序构建的rollup中,有许多工具可以更轻松地启动rollyp:

  1. 通过利用 Celestia 的模块化数据可用性,Manta Pacific 与单片 L2 解决方案相比,成本显著降低,并且已经节省了100万美元 以太坊Gas费。Manta 也使用定制操作码用于验证 ZK 技术,这使得他们在协议中拥有隐私和本机随机性变得非常便宜。
  2. Mantle Network 基于模块化架构构建,该架构将optimistic rollup协议与 EigenDA 的数据可用性解决方案合并。这种集成使 Mantle 网络能够继承以太坊的安全性,同时还提供更实惠且易于访问的数据可用性。
  3. Kinto 是一条 KYC 链,每个用户和开发者都必须在网络上进行交易之前完成护照 KYC 实名流程。它使用 Celestia 来降低成本。

以真正模块化的方式,每一层的模块都是根据特定需求选择的。可以在这里看到各种组合选项:


RaaS(rollup-as-a-service:rollup即服务)项目(如Eclipse)使启动rollup变得更加容易,开发人员可以选择为三个模块中的每个模块使用的技术。

相似地,Conduit 允许您在15分钟内部署一个 Rollup,支持 Optimism、Arbitrum Orbit 和 Celestia 堆栈。每月向 Conduit 支付托管基础设施费用,并向提供商支付单独的数据可用性费用。

模块化所创造的丰富的可能组合无疑是向前迈出的一大步。与如今 Squarespace 的易用性和定制性相比,这是否类似于构建早期网站的难度?

但接下来就是权衡

尽管DA项目增长迅速,但许多人对外包DA持有保留意见。Vitalik明确表示:“您的数据层必须是您的安全层。”以太坊基金会的另一位成员Dankrad Feist也表示同意:“如果它不使用以太坊进行数据可用性,那么它就不是(以太坊Rollup),因此也不是以太坊L2。”

我们同意。使用外包数据可用性的Rollup将比使用相同链进行数据和共识的Rollup安全性更低(实际上应该被称为“有效性”),尽管对于某些应用程序来说足够安全。使用此类Rollup的短期项目将迅速出现,也会很快消失,这使其成为一个良好的试验和测试场。然而,对于长期持有金融资产,以太坊或使用它们进行数据和共识的Rollup仍将是风险最低的网络。

以太坊正在走向模块化

尽管对外包数据可用性持怀疑态度,但以太坊非常重视模块化架构。通过分片进行扩展的早期愿景被抛弃,而转而采用了模块化。

实现这一愿景所需的三个主要更新是Rollup(我们之前已经讨论过)、提议者-构建者分离(“与其由区块提议者自己生成一个‘收入最大化’的区块,不如将任务委托给外部参与者(构建者)市场”)和数据采样。后者是轻节点验证区块发布的一种方式,只需下载几个随机选择的数据片段即可。这在技术上比其他两个更具挑战性,需要两到三年的时间来实现。

重要说明:EIP-4844是在数据采样上线之前改进以太坊数据可用性层的第一步。正如之前讨论的那样,增强以太坊类似于在飞行中建造飞机;一旦以太坊基金会意识到需要Rollup(也就是Vitalik提出著名的Rollup中心未来时),团队选择通过增加Blob(专门为Rollup数据量设计的空间)来扩展区块。预计Blob将使Rollup交易成本降低多达10倍。EIP-4844计划在3月/4月的Dencun升级中上线。虽然这是一个为期两到三年的暂时解决方案,以保持以太坊的竞争力,但长期解决方案将是在主网本身上支持有效性证明,这将使Rollup的成本降低数个数量级。

尽管Solana可能会坚定地捍卫其单体架构的理念(对于许多用例可能是正确的),但该行业似乎正在朝着模块化方向汇聚。在以太坊的情况下,只有模块化架构才能实现以下未来:

  1. 对亏了Rollup,数百万用户享受低交易成本低廉(可扩展性);
  2. 网络受到审查和51%攻击等威胁的保护(安全性);
  3. 普通PC甚至移动设备都可以运行节点来验证交易(去中心化)。

人们可能会问,以太坊的模块化架构是否解决了原本无法解决的区块链三难困境?技术上来说并不是,因为以太坊不再是一个单体网络,但作为一个模块化网络,它能做到如此。

在这三者中,我们认为去中心化是三难问题中最重要的部分,亟待解决。创新最终将降低交易成本;优先考虑去中心化(尤其是地理位置)是确保网络长期安全的唯一途径。以太坊通过拥有最分散的验证者集合,超过80万个验证者,在去中心化方面处于领先地位。同时,通过模块化方法,它可以通过定制Rollup来适应新的设计创新。Celestia和其他项目无疑也分享了这一愿景。剩下的问题是以太坊是否能够以足够快的速度朝着这个模块化方向发展,以跟上从头开始构建而不是边飞行边修复的竞争对手。


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