Глубокий анализ модульности: съемные решения для узких мест производительности Блокчейн
Модульный Блокчейн, разделяя различные функции Блокчейна на независимые модули, может обеспечить поддержку производительности и плавный пользовательский опыт в определенных функциях и в определенной степени решить проблему "невозможного треугольника".
Эфириум, как первая блокчейн-платформа, поддерживающая смарт-контракты, предоставил благоприятные условия для модульного дизайна. С развитием технологий блокчейн экосистема Биткойн также начала исследовать возможности модульности, добавляя новые модули для реализации более продвинутых функций, таких как улучшенная защита конфиденциальности, более эффективная обработка транзакций или расширенные функции смарт-контрактов.
Модульная технология представляет собой более "осознанный" подход к созданию взаимозаменяемых продуктов, в будущем появятся более гибкие и настраиваемые Блокчейн-решения, различные услуги и функции можно будет легко вставлять и извлекать, как детали конструктора Лего. Эта гибкость позволяет разработчикам быстро создавать и развертывать Блокчейн-решения в соответствии с потребностями конкретных сценариев применения.
Монолитный Блокчейн и Модульный Блокчейн
Когда мы обсуждаем модульный Блокчейн, необходимо сначала понять концепцию монолитного Блокчейна (Monolithic Blockchain). Монолитные цепочки, такие как Биткойн, Эфириум и другие, известны своей универсальностью, независимо выполняя все аспекты сети, от хранения данных до верификации транзакций и выполнения смарт-контрактов. В этом процессе монолитная цепочка играет роль универсала, охватывая все этапы.
В качестве примера с Эфириумом, зрелый монолитный Блокчейн обычно можно примерно разделить на четыре архитектуры:
Исполнительный уровень (Execution Layer)
Уровень расчетов(Settlement Layer)
Уровень доступности данных/ DA уровень (Уровень доступности данных)
Уровень консенсуса (Consensus Layer)
С помощью этой аналогии мы можем более четко понять, как различные архитектуры Блокчейн работают вместе. Монолитный Блокчейн — это выполнение всех функций на одной цепи, в то время как модульный Блокчейн (Modular Blockchain) представляет собой новый тип архитектуры Блокчейн, который разбивает Блокчейн-систему на несколько специализированных компонентов или уровней, каждый из которых отвечает за выполнение определенных задач, таких как консенсус, доступность данных, исполнение и расчет.
Модульный Блокчейн похож на группу специалистов, сосредоточенных на глубоком изучении и технических инновациях в своих областях. Эта концентрация позволяет модульному Блокчейну обеспечивать выдающуюся производительность и пользовательский опыт в определенных функциях, например, они могут обеспечить более быструю обработку транзакций по более низкой стоимости.
В отношении архитектуры узлов монолитная цепочка зависит от полных узлов, которые должны загружать и обрабатывать копию всех данных Блокчейн. Это предъявляет высокие требования как к хранилищу, так и к вычислительным ресурсам, а также ограничивает скорость масштабирования сети. В отличие от этого, модульный Блокчейн использует дизайн легких узлов, которые требуют обработки только информации заголовка блока, что значительно повышает скорость транзакций и эффективность сети.
Одно из заметных преимуществ модульного Блокчейна заключается в его гибкости и кооперативности. Они способны аутсорсить неосновные функции другим экспертам, создавая синергетический эффект, что приводит к значительному увеличению общей производительности. Эта философия дизайна напоминает конструкции из кубиков Лего, позволяя разработчикам свободно комбинировать различные модули в зависимости от потребностей проекта, создавая разнообразные решения.
Несмотря на то, что монолитные блокчейны имеют преимущества в глобальном контроле, безопасности и стабильности, они также сталкиваются с проблемами масштабируемости, сложности обновления и адаптации к новым требованиям. Модульные блокчейны выделяются своей высокой гибкостью и настраиваемостью, упрощая процесс создания и оптимизации новых блокчейнов.
Однако модульный Блокчейн также сталкивается со своими уникальными проблемами. Его сложная архитектура увеличивает объем работы для разработчиков в области проектирования, разработки и обслуживания. Будучи новой технологией, модульный Блокчейн еще не прошел полные тесты безопасности и испытания на рыночные колебания, его долгосрочная стабильность и безопасность все еще нуждаются в дальнейшем подтверждении.
Модульный Блокчейн и "невозможный треугольник"
Почему модульные технологии Блокчейн вызывают широкий интерес и предсказываются как "будущая тенденция"? Это тесно связано с известной теорией "невозможного треугольника" в области Блокчейн.
"Невозможный треугольник" блокчейна указывает на то, что блокчейн-сеть трудно одновременно достичь оптимального состояния по трем ключевым характеристикам: безопасности, децентрализованности и масштабируемости.
Масштабируемость касается способности сети обрабатывать большое количество транзакций и поддерживать эффективную и недорогую работу при росте числа пользователей и объемов транзакций. Обычно это измеряется с помощью TPS (транзакций в секунду) и задержки (времени, необходимого для подтверждения транзакции).
Безопасность касается стоимости и сложности защиты сети Блокчейн от атак. Например, механизм POW Биткойна требует, чтобы атакующий обладал более 51% вычислительной мощности сети, тогда как механизм POS Эфириума требует, чтобы более ⅓ узлов сговорились.
Децентрализованность описывает работу сети, которая не зависит от единой центральной узловой точки, а распределена по многим узлам; чем больше узлов и чем шире географическое распределение, тем выше степень децентрализации сети.
Основная идея "непосредственного треугольника" заключается в том, что блокчейн-системе трудно оптимизировать все три характеристики. Например, среди множества публичных блоков, Биткойн и Эфириум выделяются благодаря широкому распределению узлов и достаточному количеству узлов, демонстрируя выдающиеся результаты в области децентрализации и безопасности.
Однако они жертвуют некоторой масштабируемостью, что приводит к более медленной скорости транзакций и более высоким комиссиям: время создания блока биткойна составляет около 10 минут, TPS эфириума составляет примерно 13, а при резком увеличении объема транзакций комиссии эфириума могут достигать сотен долларов.
В таком контексте появилась модульная Блокчейн-технология, которая решает проблемы масштабируемости и стоимости транзакций традиционных публичных цепочек, распределяя различные функции по специализированным модулям. Например, сеть Lightning Bitcoin и технология Rollup Ethereum являются проявлением модульного мышления.
Преимущества модульного блокчейна заключаются в его многослойной архитектуре, которая позволяет оптимизировать каждый слой для конкретных нужд. Слой данных может сосредоточиться на хранении и верификации данных, в то время как слой выполнения может обрабатывать логику смарт-контрактов. Это разделение не только повышает производительность и эффективность, но и способствует взаимосвязанности между различными блокчейнами, создавая основу для построения открытой и взаимосвязанной экосистемы.
В заключение, модульная Блокчейн-технология предлагает новый способ решения ограничений традиционных публичных цепей. Она обеспечивает более высокую масштабируемость и более низкие транзакционные издержки, сохраняя при этом децентрализацию и безопасность, что имеет глубокое значение для широкого применения и долгосрочного развития Блокчейн-технологии.
Классификация модульного Блокчейна
Модульный Блокчейн можно классифицировать на различные типы в зависимости от его архитектурных особенностей. Среди этих типов, уровень доступности данных и уровень консенсуса часто проектируются как единое целое из-за их тесной взаимозависимости. Это происходит потому, что, когда узлы получают данные о транзакциях, они обычно также одновременно определяют порядок транзакций, что является основой безопасности и неизменности Блокчейна.
Основываясь на этих принципах проектирования, мы можем рассмотреть различные проекты модульного Блокчейн с трех сторон: уровня выполнения, уровня доступности данных и уровня консенсуса, а также уровня расчета.
Исполнительный уровень
Технология Layer 2, как расширение уровня исполнения в архитектуре блокчейна, является одной из реализаций концепции модульного блокчейна. Она направлена на повышение масштабируемости основной цепи путем создания сетей, систем или технологий вне цепи, построенных на нижележащем блокчейне.
Решения Layer 2 позволяют более быстрое и экономически эффективное обработку транзакций, при этом сохраняя безопасность и децентрализованные характеристики базового Блокчейн. Согласно дашборду dune, созданному @0xning, можно увидеть, что доля газа, используемого для верификации и клиринга на Layer 2 в экосистеме Ethereum, в среднем составляет менее 10%, что значительно экономит транзакционные расходы пользователей.
Технология Rollup является самой распространенной решением второго уровня, ее основная идея заключается в "выполнении вне цепи и проверке на цепи", при этом вычисления и другие работы выполняются вне цепи, а затем данные calldata загружаются обратно в основную сеть.
Внецепочечное выполнение
В модели Rollup транзакции выполняются вне цепи, а основная блокчейн отвечает только за проверку доказательства транзакций в смарт-контракте и хранение оригинальных данных транзакций. Этот дизайн значительно уменьшает вычислительную нагрузку на основную цепь и снижает требования к хранению, что позволяет более эффективно обрабатывать транзакции.
Для дальнейшего снижения затрат Rollup использует технологию упаковки транзакций. Это можно сравнить с контейнеризацией грузов в логистике, поскольку отправка каждой единицы груза по отдельности приводит к высоким транспортным расходам. Технология Rollup, упаковывая множество транзакций вместе, требует лишь одной "транспортировки", что значительно снижает стоимость каждой транзакции.
Проверка на Блокчейне
Онлайн-верификация является ключевым элементом безопасности сети второго уровня. Сети второго уровня должны предоставлять криптографические доказательства для решения потенциальных разногласий на базовом блокчейне. В настоящее время двумя основными механизмами доказательства являются доказательство ошибки и доказательство действительности, которые соответственно поддерживают Optimistic Rollups и ZK Rollups.
Ошибка доказательства Optimistic Rollups
Оптимистичные Роллапсы используют оптимистичное предположение, что все транзакции по умолчанию действительны, если нет явных доказательств ошибок. Эта модель полагается на доказательства ошибок (доказательства мошенничества) в течение периода вызова, и любой участник сети может представить доказательства для оспаривания состояния смарт-контракта, что обеспечивает справедливость и прозрачность сети.
Согласно данным L2BEAT, в настоящее время существует 16 Layer 2, использующих механизм Optimistic Rollups, таких как: Arbitrum, OP, Base, Blast и так далее.
Доказательство эффективности ZK Rollups
В отличие от Оптимистичных Роллапов, ZK Роллапы используют более осторожный подход, требуя, чтобы все транзакции прошли проверку на корректность перед их принятием. Эта механика доказательства аналогична процессу верификации, который обеспечивает точность каждой транзакции и вычислений в сети второго уровня.
Короче говоря, доказательство действительности является краеугольным камнем ZK-Rollups, оно требует, чтобы каждая партия транзакций сопровождалась соответствующим доказательством, тем самым обеспечивая возможность проверки и утверждения изменений состояния смарт-контрактов на базовом Блокчейн. Для узлов проверки ZK Rollups предоставляют механизм расчетов с нулевой ошибкой, поскольку каждая транзакция должна проходить строгую проверку действительности.
Согласно данным L2BEAT, в настоящее время существует 11 Layer 2, использующих механизм ZK Rollups, таких как: Linea, Starknet, zkSync и так далее.
Уровень доступности данных и уровень согласия
Селестия
Celestia как пионер в области модульных Блокчейнов по своей сути является слоем доступности данных, который предоставляет прочную основу для разработки dApps и Rollup. Размещая приложение на слое доступности данных и консенсуса Celestia, разработчики приложений могут сосредоточиться на выполнении
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
11 Лайков
Награда
11
6
Репост
Поделиться
комментарий
0/400
LiquidityWizard
· 20ч назад
Модульность - это здорово!
Посмотреть ОригиналОтветить0
MysteriousZhang
· 20ч назад
Совершенное решение для разделения труда
Посмотреть ОригиналОтветить0
ClassicDumpster
· 20ч назад
Производительность всегда была больной темой
Посмотреть ОригиналОтветить0
AirdropHunterXM
· 20ч назад
Модульность — это действительно хорошая вещь
Посмотреть ОригиналОтветить0
AirdropSweaterFan
· 20ч назад
Улучшение производительности действительно неплохое.
Модульный блокчейн破解Нечестивая Троица提升性能重塑行业格局
Глубокий анализ модульности: съемные решения для узких мест производительности Блокчейн
Модульный Блокчейн, разделяя различные функции Блокчейна на независимые модули, может обеспечить поддержку производительности и плавный пользовательский опыт в определенных функциях и в определенной степени решить проблему "невозможного треугольника".
Эфириум, как первая блокчейн-платформа, поддерживающая смарт-контракты, предоставил благоприятные условия для модульного дизайна. С развитием технологий блокчейн экосистема Биткойн также начала исследовать возможности модульности, добавляя новые модули для реализации более продвинутых функций, таких как улучшенная защита конфиденциальности, более эффективная обработка транзакций или расширенные функции смарт-контрактов.
Модульная технология представляет собой более "осознанный" подход к созданию взаимозаменяемых продуктов, в будущем появятся более гибкие и настраиваемые Блокчейн-решения, различные услуги и функции можно будет легко вставлять и извлекать, как детали конструктора Лего. Эта гибкость позволяет разработчикам быстро создавать и развертывать Блокчейн-решения в соответствии с потребностями конкретных сценариев применения.
Монолитный Блокчейн и Модульный Блокчейн
Когда мы обсуждаем модульный Блокчейн, необходимо сначала понять концепцию монолитного Блокчейна (Monolithic Blockchain). Монолитные цепочки, такие как Биткойн, Эфириум и другие, известны своей универсальностью, независимо выполняя все аспекты сети, от хранения данных до верификации транзакций и выполнения смарт-контрактов. В этом процессе монолитная цепочка играет роль универсала, охватывая все этапы.
В качестве примера с Эфириумом, зрелый монолитный Блокчейн обычно можно примерно разделить на четыре архитектуры:
С помощью этой аналогии мы можем более четко понять, как различные архитектуры Блокчейн работают вместе. Монолитный Блокчейн — это выполнение всех функций на одной цепи, в то время как модульный Блокчейн (Modular Blockchain) представляет собой новый тип архитектуры Блокчейн, который разбивает Блокчейн-систему на несколько специализированных компонентов или уровней, каждый из которых отвечает за выполнение определенных задач, таких как консенсус, доступность данных, исполнение и расчет.
Модульный Блокчейн похож на группу специалистов, сосредоточенных на глубоком изучении и технических инновациях в своих областях. Эта концентрация позволяет модульному Блокчейну обеспечивать выдающуюся производительность и пользовательский опыт в определенных функциях, например, они могут обеспечить более быструю обработку транзакций по более низкой стоимости.
В отношении архитектуры узлов монолитная цепочка зависит от полных узлов, которые должны загружать и обрабатывать копию всех данных Блокчейн. Это предъявляет высокие требования как к хранилищу, так и к вычислительным ресурсам, а также ограничивает скорость масштабирования сети. В отличие от этого, модульный Блокчейн использует дизайн легких узлов, которые требуют обработки только информации заголовка блока, что значительно повышает скорость транзакций и эффективность сети.
Одно из заметных преимуществ модульного Блокчейна заключается в его гибкости и кооперативности. Они способны аутсорсить неосновные функции другим экспертам, создавая синергетический эффект, что приводит к значительному увеличению общей производительности. Эта философия дизайна напоминает конструкции из кубиков Лего, позволяя разработчикам свободно комбинировать различные модули в зависимости от потребностей проекта, создавая разнообразные решения.
Несмотря на то, что монолитные блокчейны имеют преимущества в глобальном контроле, безопасности и стабильности, они также сталкиваются с проблемами масштабируемости, сложности обновления и адаптации к новым требованиям. Модульные блокчейны выделяются своей высокой гибкостью и настраиваемостью, упрощая процесс создания и оптимизации новых блокчейнов.
Однако модульный Блокчейн также сталкивается со своими уникальными проблемами. Его сложная архитектура увеличивает объем работы для разработчиков в области проектирования, разработки и обслуживания. Будучи новой технологией, модульный Блокчейн еще не прошел полные тесты безопасности и испытания на рыночные колебания, его долгосрочная стабильность и безопасность все еще нуждаются в дальнейшем подтверждении.
Модульный Блокчейн и "невозможный треугольник"
Почему модульные технологии Блокчейн вызывают широкий интерес и предсказываются как "будущая тенденция"? Это тесно связано с известной теорией "невозможного треугольника" в области Блокчейн.
"Невозможный треугольник" блокчейна указывает на то, что блокчейн-сеть трудно одновременно достичь оптимального состояния по трем ключевым характеристикам: безопасности, децентрализованности и масштабируемости.
Основная идея "непосредственного треугольника" заключается в том, что блокчейн-системе трудно оптимизировать все три характеристики. Например, среди множества публичных блоков, Биткойн и Эфириум выделяются благодаря широкому распределению узлов и достаточному количеству узлов, демонстрируя выдающиеся результаты в области децентрализации и безопасности.
Однако они жертвуют некоторой масштабируемостью, что приводит к более медленной скорости транзакций и более высоким комиссиям: время создания блока биткойна составляет около 10 минут, TPS эфириума составляет примерно 13, а при резком увеличении объема транзакций комиссии эфириума могут достигать сотен долларов.
В таком контексте появилась модульная Блокчейн-технология, которая решает проблемы масштабируемости и стоимости транзакций традиционных публичных цепочек, распределяя различные функции по специализированным модулям. Например, сеть Lightning Bitcoin и технология Rollup Ethereum являются проявлением модульного мышления.
Преимущества модульного блокчейна заключаются в его многослойной архитектуре, которая позволяет оптимизировать каждый слой для конкретных нужд. Слой данных может сосредоточиться на хранении и верификации данных, в то время как слой выполнения может обрабатывать логику смарт-контрактов. Это разделение не только повышает производительность и эффективность, но и способствует взаимосвязанности между различными блокчейнами, создавая основу для построения открытой и взаимосвязанной экосистемы.
В заключение, модульная Блокчейн-технология предлагает новый способ решения ограничений традиционных публичных цепей. Она обеспечивает более высокую масштабируемость и более низкие транзакционные издержки, сохраняя при этом децентрализацию и безопасность, что имеет глубокое значение для широкого применения и долгосрочного развития Блокчейн-технологии.
Классификация модульного Блокчейна
Модульный Блокчейн можно классифицировать на различные типы в зависимости от его архитектурных особенностей. Среди этих типов, уровень доступности данных и уровень консенсуса часто проектируются как единое целое из-за их тесной взаимозависимости. Это происходит потому, что, когда узлы получают данные о транзакциях, они обычно также одновременно определяют порядок транзакций, что является основой безопасности и неизменности Блокчейна.
Основываясь на этих принципах проектирования, мы можем рассмотреть различные проекты модульного Блокчейн с трех сторон: уровня выполнения, уровня доступности данных и уровня консенсуса, а также уровня расчета.
Исполнительный уровень
Технология Layer 2, как расширение уровня исполнения в архитектуре блокчейна, является одной из реализаций концепции модульного блокчейна. Она направлена на повышение масштабируемости основной цепи путем создания сетей, систем или технологий вне цепи, построенных на нижележащем блокчейне.
Решения Layer 2 позволяют более быстрое и экономически эффективное обработку транзакций, при этом сохраняя безопасность и децентрализованные характеристики базового Блокчейн. Согласно дашборду dune, созданному @0xning, можно увидеть, что доля газа, используемого для верификации и клиринга на Layer 2 в экосистеме Ethereum, в среднем составляет менее 10%, что значительно экономит транзакционные расходы пользователей.
Технология Rollup является самой распространенной решением второго уровня, ее основная идея заключается в "выполнении вне цепи и проверке на цепи", при этом вычисления и другие работы выполняются вне цепи, а затем данные calldata загружаются обратно в основную сеть.
Внецепочечное выполнение
В модели Rollup транзакции выполняются вне цепи, а основная блокчейн отвечает только за проверку доказательства транзакций в смарт-контракте и хранение оригинальных данных транзакций. Этот дизайн значительно уменьшает вычислительную нагрузку на основную цепь и снижает требования к хранению, что позволяет более эффективно обрабатывать транзакции.
Для дальнейшего снижения затрат Rollup использует технологию упаковки транзакций. Это можно сравнить с контейнеризацией грузов в логистике, поскольку отправка каждой единицы груза по отдельности приводит к высоким транспортным расходам. Технология Rollup, упаковывая множество транзакций вместе, требует лишь одной "транспортировки", что значительно снижает стоимость каждой транзакции.
Проверка на Блокчейне
Онлайн-верификация является ключевым элементом безопасности сети второго уровня. Сети второго уровня должны предоставлять криптографические доказательства для решения потенциальных разногласий на базовом блокчейне. В настоящее время двумя основными механизмами доказательства являются доказательство ошибки и доказательство действительности, которые соответственно поддерживают Optimistic Rollups и ZK Rollups.
Ошибка доказательства Optimistic Rollups
Оптимистичные Роллапсы используют оптимистичное предположение, что все транзакции по умолчанию действительны, если нет явных доказательств ошибок. Эта модель полагается на доказательства ошибок (доказательства мошенничества) в течение периода вызова, и любой участник сети может представить доказательства для оспаривания состояния смарт-контракта, что обеспечивает справедливость и прозрачность сети.
Согласно данным L2BEAT, в настоящее время существует 16 Layer 2, использующих механизм Optimistic Rollups, таких как: Arbitrum, OP, Base, Blast и так далее.
Доказательство эффективности ZK Rollups
В отличие от Оптимистичных Роллапов, ZK Роллапы используют более осторожный подход, требуя, чтобы все транзакции прошли проверку на корректность перед их принятием. Эта механика доказательства аналогична процессу верификации, который обеспечивает точность каждой транзакции и вычислений в сети второго уровня.
Короче говоря, доказательство действительности является краеугольным камнем ZK-Rollups, оно требует, чтобы каждая партия транзакций сопровождалась соответствующим доказательством, тем самым обеспечивая возможность проверки и утверждения изменений состояния смарт-контрактов на базовом Блокчейн. Для узлов проверки ZK Rollups предоставляют механизм расчетов с нулевой ошибкой, поскольку каждая транзакция должна проходить строгую проверку действительности.
Согласно данным L2BEAT, в настоящее время существует 11 Layer 2, использующих механизм ZK Rollups, таких как: Linea, Starknet, zkSync и так далее.
Уровень доступности данных и уровень согласия
Селестия
Celestia как пионер в области модульных Блокчейнов по своей сути является слоем доступности данных, который предоставляет прочную основу для разработки dApps и Rollup. Размещая приложение на слое доступности данных и консенсуса Celestia, разработчики приложений могут сосредоточиться на выполнении