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模块化公链优势、现状及未来展望

2022-08-23

人们对模块化的概念提出了更高的要求。模块化指的是将区块链的共识层、数据可用层、结算层、交易执行层划分为多个区块链,而非单一的链组。

以太坊 Rollup是一个模块化的交易执行。然而,以太坊只是“半路”走上了模块化的道路,历史上的大量数据积累给以太坊带来了很大的负担,导致了其规模的扩大。

因为 Rollup需要向L1提交必需数据,以检验 Rollup交易的有效性,所以在L1中, DAPP将会与L1的历史数据、 DAPP竞争。

在L1中, DAPP的交互数量越多, Rollup的交易费用就越高。另外,以太坊的数据状况也在“蚕食”着有限的空间资源。实际上,以太坊 Rollup的扩展上限并不高。

与此形成鲜明对比的是,模块化区块链自诞生之日起,便已决定仅负责区块链的某一块,它可以是 DA,可以是结算,可以是交易的执行,也可以是单纯的记录。虽然在合并时,这些模块的分离需要考虑安全性、兼容性、分散化和性能等因素,但是他们也表现出了更加合理的多链架构。

模块化的链条有什么区别?

模块化的链条自身也是具有网路结点的区块链。与单一的链路不同,它们仅仅集中在一种类型的工作上,例如,仅仅关注 DA,仅仅关注事务的执行,或者仅仅关注于网络一致。

就拿 Celestia来说吧,它主要关注的是数据可用性。它鼓励节点向其它的链接/Rollup提供 DA,并对节点的行为给予奖励和惩罚。

Celestia对每笔交易都一视同仁, Celestia会接受,订单,复制这些交易。Celestia不会对这些交易进行检验,也不会实施。

九大模块公链的解析与展望

来源:德尔菲数字

交易的确认和执行由 Celestia DA的 Rollup来完成。在没有效率的交易中, Rollup将会无视他们,而 Celestia也不会“处置”那些没有效率的交易。

如果发生了纠纷,则由模块化的清算层来进行仲裁。最后的状态判定也是通过结算层来进行的。

可以看出,模块化的链条就像是生产线上的各种工序,彼此之间有联系,分工明确,从而提高了整体的生产效率。

组合式链条的优点

1、更轻巧,可以互相组装

例如,以 Celestia DA为基础的模块执行层,他们能够分享 Celestia的安全。如果能够得到全部的数据, Rollup将在执行同样的有效规则时计算出同样的状态。也就是说,即便是模块化的执行层受到了攻击,但在分叉之后,它们也会计算出同样的结果。

这些执行层不必再为自己的安全设计、权衡复杂的基础一致和代币经济模式而苦思冥想,也不必费劲心思劝说节点参与进来,以保持网络的正常运转,并推动分散化。他们甚至可以稍稍集中一点。他们可以更轻,更容易部署。

不同的模块化链条,即使是模块化的或单一的链间,也可以彼此结合,例如 DA、执行层、 Celestia和 Ethernet。当然,在融合的时候,肯定会考虑到安全性、兼容性、性能等方面。

2、治理解耦,执行层能够迅速响应,共享层的鲁棒性改善

如果你查看项目管理建议,你会发现很多建议都与实施相关,比如冻结的代币。这种建议不能迅速作出决定,因为它会在黑天鹅事件中造成交易失败。

而对于某些基础的治理方案,为了安全起见,修改后的协议常常要经过很长一段时间的协调、尝试、调整,最后才能完成。

在模块化区块链的情况下,由于共识层、执行层、 DA层、结算层等是相互独立的,所以管理也是独立的。因此,执行层对周围的情况有了更多的了解,管理共识层也不需要太过着急。

治理解耦是各个模块化企业之间差异化发展的一个重要趋势。接近共识、状态的核心层能够坚守分散的、安全的堡垒。而在执行层,可以增强系统的可伸缩性,让系统的性能达到最大。

3、建立“最大限度信任”的集群

区块链是通过桥梁来实现的。桥梁按安全程度分为两类:一类是必须信任的桥梁,一类是信任最低的桥梁。通过最少信任度的桥梁来连接两个链路,必须具备两个条件:1)具有相同的可信度保证;2)能够提供交易的合法性/欺骗性的证据。

在 Rollup和 Rollup之间建立了一个“最小信任化桥”,这是由于 Rollup向L1提供了必需的 DDA,L1还可以使用zk-Rollup、Optimistic-Rollup等来证明 Rollup交易是否有效、欺诈。

在模块化区块链的情况下,两个 Rollup使用 Celestia (每个 Rollup的交易顺序相同)可以构成一个“最小化桥”,这两个 Rollup可以更安全地传递资金和消息。

9个模块化的链条

模块化的公链在市场上受到了越来越多的关注。然而,就目前而言,关于这方面的研究,特别是几种常用的方法并不多。

除了 Cosmos、 Polkadot等模块化的架构,还有以太坊的执行层 Rollup,哔哔新闻搜集了9个相关的解决方案,即 Cevmos、 Celestium、 Polygon Avail、 EigenDA、 Fuel、 Assembly、 zk Porter、 StarkEx DAC、 Arbitrum Anytrust、 Adamantium。

从目前的模块化尝试中可以看出,目前的模块化尝试多集中于执行层, DA。

特别是在实施层面上,实现模块化更容易。由于执行层模块化通常不需要对去中心化进行过多的思考,而且在执行级和主链之间的连接上,也有一个安全的解决办法,比如:有效性验证/欺骗验证。

模块化的 DA也更易于部署。Celestia的前身是 LazyLedger (Ledger),由于它不涉及事务的执行和效率,仅仅是存储和提供数据。DA自身也会着重于 TPS,也就是怎样储存更多 DA。

在模块化结算层面, Celestia和 Evmos公司为 EVM Rollup开发的专有结算层 Cevmos,是当前唯一的客户。

另外,目前很多模块化的解决方案都是针对特定的系统,例如 ZK Porter、 StarkEx DAC、 Arbitrum Anytrust、 EigenDA等都是针对以太坊开发的 DA解决方案, Assembly为 IOTA生态提供了支持。

目前,通用的模块化解决方案很少,目前以 Celestia和 Polygon Avail为主。以下介绍了9种模块方案的特点、融资状况、现状。

1. Celestia

Https://celestia.org/

进步:典型的模块化组合解决方案。第一个测试网络 Mamaki于五月发布。第四季度将发布激励测试网络。主要网络将于2023年推出,并提供代币。

融资:在2021年三月,公司将获得一百五十万美元的种子轮融资,由国际基金会、金牛实验室、KR1等机构进行投资。

特色: Celestia采用与以太坊 Danksharding相同的 DAS技术来改进 TPS。

我们了解到,当使用区块链时,会产生大量的数据。这使得整个节点都需要下载所有的数据,并确认所有的事务。

同时,轻节点仅需要下载并确认区域块。因此,在网络中,轻节点占据了很大的比重,并且有越来越多的趋势。但轻节点的问题在于,当邪恶的节点发布了一个区块,并且隐藏了一个无效的交易时,它就不能作出正确的判决。

DAS中使用了校正代码。其基本思想是将资料进行分割,加上特定的检验,以建立各资料区段的相关关系。在此条件下,即使数据遗失,只要各轻节点采集的数据达到某一百分比,就可以得到全部的数据,使得较轻的节点可以得到 DA。

其优点在于,轻节点自身可以减少硬件需求,手机、笔记本等都可以作为轻节点,从而有利于分散式的网络。其次, DAS允许更多的轻节点出现在网络中。此外,更多的轻节点参与了数据取样,使得网路更安全,同时也能适当地支持区块空间的扩充,以实现整体的扩充。

无可否认,区块空间确实是一个消耗品,而且现在还没有一个很好的解决办法来保证所有的区块链都可以使用。

就算是以太坊现在的扩展模式,也仅仅是将交易进行打包,适度的扩展,并进行数据采集,以降低存储和校验的冗余,从而增加了区块的使用效率。在新的公共网络中,这也是一样的。

Cevmos: Celestia也提供了 Cevmos和 Celestium的解决方案.Cevmos是 Celestia与 EVM Cosmos的 EVM Center合作开发的,它是一个模块化的结算层,它与 Rollup的 EVM兼容。

Celestium: Celestium为以太坊提供了 DA。Celestium是以太坊L2,以太坊为协商与结算,并在 Celestia的 Celestium基础上,提供 DA。如果以太坊L2使用了 Validium (DAC),那么基于 Celestia的 DA将会比 DAC (DAC)的 DA更加安全。

2. Polygon Avail

Https://polygon.technology/solutions/polygon-avail/

进步:提供 DA的通用模块解决方案。今年6月推出了 Beta网站。现在,像 Twitter这样的媒体在这方面取得的进步要小得多。

简介: Polygon Avail的解决办法与 Celestia十分类似。的确, Celestia公司的共同创办人穆斯塔法•阿尔·巴萨姆说, Avail公司涉嫌剽窃 Celestia。Avail的简介几乎是照搬了 Celestia在2019年所作的简介。

3. zkPorter

Https://zkporter.io/#/

进步: zkPorter是一个由 zkSync开发的 DDA解决方案.zkSync在6月份发布了2.0 beta网络, zkEVM和 zkPorter是两个主要特性。主要网络 zkSync2.0将于十月末十一月上旬发布。

特性: zkSync支持zk-Rollup和 zkPorter两种模式.前者的 DA位于链上,后者的 DA位于链下。zkPorter的 DDA是由 zkSync的 Guardians (zkSync代币持有人)来维持的,并且提供了一个惩罚机制。以 Guardians为基础进行 DA的维护是一种更集中的方法。

The StarkEx DAC

Https://starkware.co/starkex/

特性:星火 DAC是星火公司的一种链下 DA解决方案。DA是由 DAC (DAC)来维持的,它的维护要比 zkPorter更加集中。StarkEx还有一个 Volition, DDA可以放在一个链条上,也可以选择在一个链条上。

5. Arbitrum Anytrust

进步: Arbitrum在八月发布了 Nova链, Nova就是以 Anytrust技术为基础的。现在, Nova的主网已经开始运行。Nova公司说, Nova适合在一些高频率,如游戏,社交,以及对交易费用非常敏感的场合。

特性: Anytrust是 Arbitrum的一种链下 DA解决方案.Anytrust的 DDA还被 DAC (DAC)维持,因而更加集中。官方发布的 NovaDAC成员有 ConsenSys, FTX,谷歌云, Reddit,官方 Offchain实验室,等等。

九大模块公链的解析与展望

6. EigenDA

Https://www.eigenlayer.xyz/

特性: EigenDA是由 EigenLayer所提出的 DA系统。EigenLayer自身就是以太坊的重新部署。

创建者 Sreeram Kannan认为,区块链和 DAPP之间的信任是彼此分离的,每个都要付出巨大的资本代价来维护生态系统的信任。比如以太坊的信标链,目前质押的 ETH数量已经超过了1300万,而要保持这样的数量,目前以太坊为抵押客户提供了大约5%的 APR。

EigenLayer所做的,就是一种“restaking”,让被抵押的人,不仅可以抵押 PoS,还可以通过中间件、预言机、 DAPP等方式,提高了资金的使用效率,降低了信用成本。

EigenLayer自身是建立在 Danksharding和 ETH抵押之上的。EigenDA是 EigenLayer开发的一个 DA解决方案,它专门用于Optimistic-Rollup,ZK-Rollup。关于这个项目的资料很少。

7. Fuel

Https://fuel.network/

进步: Fuel是一个模块化的执行层。六月发布了 SwaySwap,它是一款以开发人员为基础的软件。

融资:在2021年九月,由 CoinFund投资, Fenbushi资本、 Origin资本参与投资。

特色: Fuel是以太坊的 Optimistic Rollup,最初使用 UTXO技术扩展以太坊。1.0的主要功能是用于支付的。

但在主网推出之后,因为使用案例太少,不支持智能合约,所以交互性较低。因此, Fuel2.0开始向模块化的执行层转变。该计划的共同创办人 John Adler也是 Celestia公司的共同创办人。

Fuel的主要技术有三个:一是利用 UTXO技术,使交易的并行执行,以改善系统的性能;2)引入 FuelVM (Fuel VM),对传统的虚拟机进行优化,并在此基础上,实现 EVM的兼容性;3)开发人员开发了 Sway和 Forc的编程语言。

8. Assembly

Https://assembly.sc/

进步:模块化智能合同在 IOTA中的应用。现在是第三个抵押。在firefly.iota.org抵押 MIOTA,抵押人可以得到0.000001个 ASMB作为抵押。您的钱包需要超过1个 ASMB才能接受。20%的 ASMB将被划拨到 IOTA抵押公司。Assembly的主要网络有望在今年开通 ASMB转移服务。

筹资:筹资总额为1.18亿。投资商有华宝资本、香港资本、新光资本等。

特性:基于 IOTA。与以太坊的帐号模式不同, IOTA是以 UTXO帐簿为基础,支持高并发性,但是 UTXO没有帐户模式那么适合智能合约。另外, IOTA还使用了 DAG (DAG)的数据结构,对高并发性也是有利的。

IOTA+ Assembly的结合,由于 UTXO和 DAG, IOTA可以达到很高的性能。由于 UTXO与智能合同不兼容,所以 IOTA很适合仅专注于 DA和结算的L1 (在L1中没有 DAPP和执行层之间的竞争)。而 Assembly是基于 IOTA的一种智能合同,它可以支持 Rollup的智能合同。

Rollup到 IOTA的主链(交易的正确性/欺骗性)是通过专门配置在 Assembly上的智能合同来进行的。

与 IOTA+ Assembly、 Polkadot+ Moonbeam、 Cosmos+ Evmos等相似的构造。模块化的智能合约层,可以为 Rollup、平行链等智能合约提供支持.

9. Adamantium

特性: Adamantium还是一个链下的 DA解决方案。可得到的消息却是寥寥无几。我们仅知道,它保持了 DDA在链下的扩展优势,但不受 DAC (DAC)的支持,允许用户在其链下存储 DA。即便使用者下线,资金也不会被偷走或冻结,而且会自动回到L1。

当前和将来的前景

总体而言,模块化链技术还处在起步阶段。

Celestia和 Fuel在 Twitter上的更新比较多,但是更多的是关于模块化的知识,还有关于队员们在网上和线下的活动。项目的合作信息很少。可以看出,模块化工程仍在讲道和初期。

在哔哔新闻的9个模块化链条中,目前主网中仅有两个可以使用,一个是 Arbitrum Anytrust技术的 Arbitrum Nova链和 StarkEx DAC。其它诸如 Celestia、 Polygon Avail、 Fuel、 zkPorter等都还处在 Beta网络中,而有些还处在概念上。

然而,有一种可能性是,我们很快就会看到模块化的链条。Celestia公司宣称,主要网络将于2023年上线,而 zkSync2.0的主要网络将在10月底和11月初上线。随着新的公链和以太坊L2的开发,这些重大的进步将会吸引更多的注意力在模块化链条上。

另外,我们发现,以太坊 Rollup在 DA领域进行了更多的模块化尝试。他们都在尝试将集中的人群进行对比,例如 Guardians, DAC (DAC), DAC (DAC),以此来解决本文开头提到的 DDA高成本问题。这也是一个很好的解决方法,它需要频繁的交易。

在不同的情况下,我们需要在去中心化、性能等方面做出不同的选择和选择。因此,在模块化的生态系统中,我们也可以看到一些其他的方案。即使在将来, BNB Chain, Solana的生态系统,也可能会进行模块化的尝试。

但在这之前,像 Celestia这样的早期模块化的链条首先要面对市场的考验,而模块化的链条也会产生新的问题。比如,当他们彼此连接时,当他们与L1连接时,他们会不会带来一些新的安全问题,比如,模块化的链条会不会打破原有的以太坊 DAPP之间的结合?