blockchain modulaire : déconstruction de l'architecture pluggable pour surmonter les goulots d'étranglement de performance

blockchain modulaire : analyse approfondie de la manière dont l'architecture pluggable résout les goulets d'étranglement de performance du Blockchain

La blockchain monolithique est connue pour sa globalité, prenant en charge tous les aspects du réseau, du stockage des données à la validation des transactions, etc. En revanche, la blockchain modulaire, en séparant les différentes fonctions de la blockchain en modules indépendants, peut offrir un support de performance et une expérience utilisateur fluide sur des fonctionnalités spécifiques, résolvant ainsi dans une certaine mesure le problème du "triangle impossible".

Ethereum, en tant que première plateforme blockchain à prendre en charge les contrats intelligents, a fourni un terreau fertile pour le design modulaire. Avec l'évolution de la technologie blockchain, l'écosystème Bitcoin commence également à explorer les possibilités de modularité, en ajoutant de nouveaux modules pour réaliser des fonctionnalités plus avancées, telles que l'amélioration de la protection de la vie privée, un traitement des transactions plus efficace ou des fonctionnalités de contrat intelligent renforcées.

La technologie modulaire représente une approche de produit "plus spirituelle" et plug-and-play, où des solutions Blockchain plus flexibles et personnalisables émergeront à l'avenir, permettant d'ajouter et de retirer facilement divers services et fonctions comme des briques LEGO. Cette flexibilité permet aux développeurs de construire et déployer rapidement des solutions Blockchain en fonction des besoins de scénarios d'application spécifiques.

Analyse approfondie du blockchain modulaire : solutions plug-in pour les goulets d'étranglement de performance

Architecture centrale du blockchain modulaire

Lorsque nous explorons le blockchain modulaire, il est essentiel de comprendre d'abord le concept de blockchain monolithique. Les chaînes monolithiques, comme Bitcoin et Ethereum, sont connues pour leur exhaustivité, prenant en charge tous les aspects du réseau, du stockage des données à la validation des transactions, en passant par l'exécution des contrats intelligents. Dans ce processus, la chaîne monolithique joue un rôle polyvalent, s'impliquant dans tous les segments.

Prenons l'exemple d'Ethereum, une blockchain modulaire mature peut généralement être grossièrement divisée en quatre architectures :

  • couche d'exécution
  • Couche de règlement
  • Couche de disponibilité des données / couche DA
  • couche de consensus

Analyse approfondie du modulaire : solutions plug-in pour les goulots d'étranglement des performances de la Blockchain

La blockchain modulaire est une nouvelle architecture de blockchain qui décompose le système blockchain en plusieurs composants ou couches spécialisés, chaque composant étant responsable du traitement de tâches spécifiques, telles que le consensus, la disponibilité des données, l'exécution et le règlement.

Le blockchain modulaire est comme un groupe d'experts, se concentrant sur l'exploration approfondie et l'innovation technologique dans leurs domaines respectifs. Cette concentration permet au blockchain modulaire de fournir des performances et une expérience utilisateur exceptionnelles dans des fonctions spécifiques, par exemple, il peut offrir des vitesses de traitement des transactions plus rapides à un coût inférieur.

En ce qui concerne l'architecture des nœuds, la chaîne monolithique dépend des nœuds complets, qui doivent télécharger et traiter une copie complète des données de la Blockchain. Cela nécessite non seulement des ressources de stockage et de calcul élevées, mais limite également la vitesse d'expansion du réseau. En revanche, la blockchain modulaire adopte une conception de nœuds légers, qui n'ont besoin de traiter que les informations d'en-tête de bloc, ce qui améliore considérablement la vitesse des transactions et l'efficacité du réseau.

Un avantage notable de la blockchain modulaire est sa flexibilité et sa collaboration. Elles peuvent externaliser des fonctions non essentielles à d'autres experts, créant ainsi un effet de synergie qui permet d'améliorer de manière significative la performance globale. Cette philosophie de conception ressemble à celle des briques LEGO, permettant aux développeurs de combiner librement différents modules en fonction des besoins du projet, créant ainsi des solutions diversifiées.

Bien que les chaînes monolithiques présentent des avantages en termes de contrôle global, de sécurité et de stabilité, elles sont également confrontées à des défis de scalabilité, de difficulté de mise à niveau et d'adaptation aux nouvelles exigences. La blockchain modulaire se distingue par sa grande flexibilité et sa personnalisation, simplifiant ainsi le processus de création et d'optimisation de nouvelles blockchains.

Cependant, la blockchain modulaire fait également face à ses propres défis. Sa structure complexe augmente la charge de travail des développeurs en matière de conception, de développement et de maintenance. En tant que technologie émergente, la blockchain modulaire n'a pas encore subi de tests de sécurité complets ni d'épreuves face aux fluctuations du marché, et sa stabilité et sa sécurité à long terme doivent encore être vérifiées.

Analyse approfondie de la modularité : solutions plug-in pour surmonter les goulots d'étranglement de performance du blockchain

Comment la blockchain modulaire résout le problème du "triangle impossible"

Pourquoi la technologie blockchain modulaire suscite-t-elle un large intérêt et est-elle prédite comme "tendance future" ? Cela est étroitement lié à la célèbre théorie du "triangle impossible" dans le domaine de la blockchain.

Le "triangle impossible" de la blockchain fait référence à la difficulté pour un réseau blockchain d'atteindre un état optimal simultanément en matière de sécurité, de décentralisation et d'évolutivité.

  • L'évolutivité concerne la capacité du réseau à traiter un grand nombre de transactions, ainsi que sa capacité à fonctionner de manière efficace et à faible coût lors de l'augmentation du nombre d'utilisateurs et de transactions. Elle est généralement mesurée par le TPS et la latence.
  • La sécurité concerne le coût et la difficulté de protéger le réseau Blockchain contre les attaques. Par exemple, le mécanisme POW du Bitcoin exige que l'attaquant contrôle plus de 51 % de la puissance de calcul du réseau, tandis que le mécanisme POS d'Ethereum nécessite que plus d'un tiers des nœuds conspirent.
  • La décentralisation décrit le fonctionnement d'un réseau qui ne dépend pas d'un unique nœud central, mais qui est réparti sur de nombreux nœuds. Plus il y a de nœuds et plus la répartition géographique est large, plus le degré de décentralisation du réseau est élevé.

Le point central du "triangle impossible" est qu'il est difficile pour un système de blockchain d'optimiser ces trois caractéristiques. Par exemple : parmi de nombreuses blockchains publiques, Bitcoin et Ethereum se distinguent par leur large distribution de nœuds et leur nombre suffisant de nœuds, en matière de décentralisation et de sécurité.

Cependant, elles sacrifient une certaine scalabilité, ce qui entraîne une vitesse de transaction plus lente et des frais de transaction plus élevés : le temps de création de blocs de Bitcoin est d'environ 10 minutes, le TPS d'Ethereum est d'environ 13, et lors d'une augmentation du volume des transactions, les frais de transaction d'Ethereum peuvent atteindre plusieurs centaines de dollars.

C'est dans ce contexte que la technologie blockchain modulaire est née, en attribuant différentes fonctions à des modules spécialisés, elle résout les défis d'évolutivité et de coût des transactions des blockchains publiques traditionnelles. Par exemple, le réseau Lightning de Bitcoin et la technologie Rollup d'Ethereum sont des manifestations de la pensée modulaire.

L'avantage de la blockchain modulaire réside dans sa structure hiérarchique, permettant à chaque couche d'être optimisée pour des besoins spécifiques. La couche de données peut se concentrer sur le stockage et la validation des données, tandis que la couche d'exécution peut traiter la logique des contrats intelligents. Cette séparation améliore non seulement les performances et l'efficacité, mais favorise également l'interopérabilité entre différentes blockchains, fournissant une base pour construire un écosystème ouvert et interconnecté.

En résumé, la technologie de blockchain modulaire fournit une nouvelle approche pour résoudre les limitations des chaînes publiques traditionnelles. Elle permet une plus grande évolutivité et des coûts de transaction plus bas tout en maintenant la décentralisation et la sécurité, ce qui a des implications profondes pour l'application étendue et le développement à long terme de la technologie blockchain.

Analyse approfondie de la modularité : solutions plug-in pour les goulets d'étranglement de performance du Blockchain

Types principaux de blockchain modulaire

La blockchain modulaire, en fonction de ses caractéristiques d'architecture, peut être divisée en différents types. Parmi ces types, la couche de disponibilité des données et la couche de consensus, en raison de leur interdépendance étroite, sont souvent conçues comme un tout uni. Cela s'explique par le fait que lorsque les nœuds reçoivent des données de transaction, ils déterminent généralement également l'ordre des transactions, ce qui est au cœur de la sécurité et de l'immutabilité de la blockchain.

Sur la base de ce principe de conception, nous pouvons comprendre les différents projets de blockchain modulaire sous trois aspects : la couche d'exécution, la couche de disponibilité des données et la couche de consensus, ainsi que la couche de règlement.

Analyse approfondie de la modularité : Solutions plug-in pour surmonter les goulets d'étranglement des performances de la Blockchain

couche d'exécution : technologie Layer 2

La technologie de couche 2, en tant qu'extension de la couche d'exécution dans l'architecture blockchain, est une manifestation du concept de blockchain modulaire. Elle vise à améliorer l'évolutivité de la chaîne principale en construisant des réseaux, systèmes ou technologies hors chaîne sur la blockchain sous-jacente.

Les solutions de Layer 2 permettent un traitement des transactions plus rapide et plus rentable, tout en maintenant la sécurité et la décentralisation de la blockchain sous-jacente. Selon le tableau de bord des données, on peut voir que la part de gas consommée par la validation et la liquidation de Layer 2 dans l'écosystème Ethereum est en moyenne inférieure à 10%, ce qui permet d'économiser considérablement les coûts de transaction des utilisateurs.

Analyse approfondie de la modularité : solutions plug-in pour surmonter les goulets d'étranglement des performances de la Blockchain

La technologie Rollup est actuellement la solution Layer 2 la plus courante, dont le principe fondamental est "exécution hors chaîne, validation sur chaîne", en exécutant des calculs et d'autres travaux hors chaîne, puis en téléchargeant les données de calldata sur la chaîne principale.

Exécution hors chaîne:

Dans le modèle Rollup, les transactions sont exécutées hors chaîne, tandis que la blockchain sous-jacente est uniquement responsable de la vérification des preuves de transaction dans les contrats intelligents et du stockage des données de transaction brutes. Ce design allège considérablement la charge computationnelle de la chaîne principale, réduit les besoins de stockage, permettant ainsi un traitement des transactions plus efficace.

Pour réduire davantage les coûts, le Rollup utilise une technologie d'emballage des transactions. On peut le comparer au regroupement des marchandises dans la logistique; envoyer chaque marchandise séparément engendrerait des frais d'expédition élevés. La technologie Rollup, en regroupant plusieurs transactions ensemble, nécessite seulement un "transport", ce qui réduit considérablement le coût de chaque transaction.

Validation sur la Blockchain:

La vérification sur la chaîne est la clé de la sécurité des réseaux Layer 2. Les réseaux Layer 2 doivent fournir des preuves cryptographiques pour résoudre les divergences potentielles sur la blockchain sous-jacente. Actuellement, les deux mécanismes de preuve principaux sont la preuve d'erreur et la preuve de validité, qui soutiennent respectivement les Optimistic Rollups et les ZK Rollups.

Preuve d'erreur des Optimistic Rollups :

Les Optimistic Rollups adoptent une hypothèse optimiste, à savoir que toutes les transactions sont par défaut valides, sauf preuve explicite du contraire. Ce modèle repose sur la preuve d'erreur pendant la période de contestation, permettant à tout participant au réseau de soumettre une preuve pour contester l'état du contrat intelligent, garantissant ainsi l'équité et la transparence du réseau.

Actuellement, il existe 16 Layer 2 utilisant le mécanisme des Optimistic Rollups, tels que : Arbitrum, OP, Base, Blast, etc.

Analyse approfondie de la modularité : solutions plug-in pour les goulets d'étranglement des performances de la Blockchain

Preuve de validité des ZK Rollups :

Contrairement aux Optimistic Rollups, les ZK Rollups adoptent une approche plus prudente, exigeant que toutes les transactions soient validées avant d'être acceptées. Ce mécanisme de preuve est similaire à un processus de vérification, garantissant que chaque transaction et calcul sur le réseau Layer 2 est exact.

En résumé, la preuve d'efficacité est la pierre angulaire des ZK-Rollups, qui exige que chaque lot de transactions soit accompagné de la preuve correspondante, garantissant ainsi que les contrats intelligents sur la blockchain sous-jacente peuvent vérifier et approuver les changements d'état. Pour les nœuds de validation, les ZK Rollups offrent un mécanisme de règlement sans erreur, car chaque transaction doit passer par une vérification d'efficacité rigoureuse.

Actuellement, il existe 11 Layer 2 utilisant la mécanique ZK Rollups, comme : Linea, Starknet, zkSync, etc.

Analyse approfondie du blockchain modulaire : solutions plug-in pour les goulets d'étranglement de performance

couche de disponibilité des données et couche de consensus : Celestia, EigenDA, Avail

Celestia

Celestia, en tant que pionnier dans le domaine des blockchains modulaires, est essentiellement une couche de disponibilité des données, fournissant une base solide pour le développement de dApps et de Rollups. En déployant sur la couche de disponibilité des données et la couche de consensus de Celestia, les développeurs d'applications peuvent se concentrer sur l'optimisation de la logique d'exécution, laissant à Celestia le soin de gérer la disponibilité des données et la complexité des mécanismes de consensus.

La conception de l'architecture de Celestia offre des solutions diversifiées pour l'extension modulaire, et son architecture se compose principalement des trois types suivants :

  • Rollup de souveraineté : Celestia fournit la disponibilité des données
Voir l'original
Cette page peut inclure du contenu de tiers fourni à des fins d'information uniquement. Gate ne garantit ni l'exactitude ni la validité de ces contenus, n’endosse pas les opinions exprimées, et ne fournit aucun conseil financier ou professionnel à travers ces informations. Voir la section Avertissement pour plus de détails.
  • Récompense
  • 5
  • Partager
Commentaire
0/400
Rugman_Walkingvip
· 07-30 07:26
La modularité vous épate, vous n'y croyez pas ?
Voir l'originalRépondre0
consensus_failurevip
· 07-30 07:21
C'est vraiment exagéré... c'est juste une optimisation, même des termes pompeux sont apparus.
Voir l'originalRépondre0
SleepyValidatorvip
· 07-30 07:16
Ce truc est-il fiable... le chien paresseux est en train de douter.
Voir l'originalRépondre0
MetaverseVagabondvip
· 07-30 07:08
Plutôt que de parler de modularité, parlons de comment atteindre la liberté financière.
Voir l'originalRépondre0
just_here_for_vibesvip
· 07-30 07:00
gm Qui sait comment jouer avec le plug-in ?
Voir l'originalRépondre0
Trader les cryptos partout et à tout moment
qrCode
Scan pour télécharger Gate app
Communauté
Français (Afrique)
  • 简体中文
  • English
  • Tiếng Việt
  • 繁體中文
  • Español
  • Русский
  • Français (Afrique)
  • Português (Portugal)
  • Bahasa Indonesia
  • 日本語
  • بالعربية
  • Українська
  • Português (Brasil)