Модульный блокчейн: углубленный анализ того, как подключаемая архитектура решает проблемы производительности Блокчейн
Монолитный блокчейн известен своей всеобъемлющей природой, независимо выполняя все уровни сети, от хранения данных до верификации транзакций и т. д. Модульный блокчейн, разделяя различные функции блокчейна на независимые модули, может обеспечить поддержку производительности и плавный пользовательский опыт в определенных функциях, что в определенной степени решает проблему "невозможного треугольника".
Эфириум, как первая Блокчейн-платформа, поддерживающая смарт-контракты, предоставил плодородную почву для Модульного блокчейна. С развитием технологий Блокчейн экосистема Биткойна 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 "одухотворенный" подход к созданию плоских продуктов, в будущем появятся более гибкие и настраиваемые Блокчейн-решения, различные услуги и функции можно будет легко вставлять и вынимать, как детали Лего. Эта гибкость позволяет разработчикам быстро создавать и развертывать Блокчейн-решения в соответствии с требованиями конкретных сценариев применения.
Модульный блокчейн: основная архитектура
Когда мы обсуждаем модульный блокчейн, необходимо сначала понять концепцию монолитного блокчейна. Монолитные цепи, такие как Биткойн и Эфириум, известны своей универсальностью, независимо выполняя все аспекты сети, от хранения данных до верификации транзакций и выполнения смарт-контрактов. В этом процессе монолитная цепь играет многофункциональную роль, охватывая все этапы.
Например, в случае с Эфириумом, зрелый монолитный блокчейн обычно можно грубо разделить на четыре архитектуры:
Уровень исполнения
Уровень расчета
Уровень доступности данных / DA уровень
Уровень консенсуса
Модульный блокчейн - это новая архитектура блокчейна, которая разбивает систему блокчейна на несколько специализированных компонентов или уровней, каждый из которых отвечает за выполнение конкретных задач, таких как консенсус, доступность данных, выполнение и расчет.
Модульный блокчейн похож на группу экспертов, сосредоточенных на глубоком изучении и технологических инновациях в своих областях. Эта концентрация позволяет модульному блокчейну обеспечивать выдающуюся производительность и пользовательский опыт в определенных функциях, например, они могут обеспечивать более быструю скорость обработки транзакций при более низких затратах.
В отношении архитектуры узлов, монолитная цепочка зависит от полных узлов, которые должны загружать и обрабатывать полную копию данных Блокчейна. Это не только предъявляет высокие требования к ресурсам хранения и вычислений, но и ограничивает скорость масштабирования сети. В отличие от этого, Модульный блокчейн использует дизайн легких узлов, которые обрабатывают только информацию заголовка блока, что значительно увеличивает скорость транзакций и эффективность сети.
Одним из заметных преимуществ модульного блокчейна является его гибкость и совместимость. Он может передавать неосновные функции другим специалистам, создавая эффект синергии и значительно повышая общую производительность. Эта философия дизайна похожа на конструктор Лего, позволяя разработчикам свободно комбинировать различные модули в зависимости от потребностей проекта, создавая разнообразные решения.
Несмотря на то, что монолитные блоки имеют преимущества в глобальном контроле, безопасности и стабильности, они также сталкиваются с проблемами масштабируемости, сложности обновления и адаптации к новым требованиям. Модульный блокчейн выделяется своей высокой гибкостью и настраиваемостью, упрощая процесс создания и оптимизации новых блокчейнов.
Однако модульный блокчейн также сталкивается с уникальными вызовами. Его сложная архитектура увеличивает объем работы для разработчиков в области проектирования, разработки и обслуживания. Как новая технология, модульный блокчейн еще не прошел полные испытания на безопасность и испытания на рыночные колебания, его долгосрочная стабильность и безопасность все еще требуют дальнейшей проверки.
Как модульный блокчейн решает проблему "невозможного треугольника"
Почему модульная блокчейн-технология привлекает широкое внимание и предсказывается как "будущая тенденция"? Это связано с известной в области блокчейна теорией "невозможного треугольника".
"Невозможный треугольник" блокчейна относится к тому, что блокчейн-сеть трудно одновременно достичь оптимального состояния по трем основным свойствам: безопасности, децентрализованности и масштабируемости.
Масштабируемость касается способности сети обрабатывать большое количество транзакций и сохранять эффективную и низкозатратную работу при росте числа пользователей и объема транзакций. Обычно измеряется через TPS и задержку.
Безопасность связана с затратами и сложностью защиты сети Блокчейн от атак. Например, механизм POW биткойна требует, чтобы злоумышленник контролировал более 51% вычислительной мощности сети, в то время как механизм POS эфириума требует сговора более ⅓ узлов.
Децентрализация описывает работу сети, которая не зависит от единой централизованной узла, а распределена по многочисленным узлам. Чем больше узлов и чем шире географическое распределение, тем выше степень децентрализации сети.
Основная идея "невозможного треугольника" заключается в том, что модульный блокчейн сложно оптимизировать по трем характеристикам одновременно. Например, среди многих публичных блокчейнов, Биткойн и Эфириум выделяются благодаря широкому распределению узлов и их достаточному количеству, что обеспечивает высокую степень децентрализации и безопасности.
Однако они жертвуют определенной масштабируемостью, что приводит к более медленной скорости транзакций и более высоким комиссиям: время создания блока в биткойне составляет около 10 минут, а TPS эфириума составляет около 13. При резком увеличении объема транзакций комиссии за транзакции в эфириуме могут достигать сотен долларов.
Именно на таком фоне появилась модульная блокчейн-технология, которая решает проблемы традиционных публичных блокчейнов в области масштабируемости и стоимости транзакций, распределяя различные функции по специализированным модулям. Например, Lightning Network биткойна и технология Rollup эфириума являются проявлением модульного подхода.
Преимущества модульного блокчейна заключаются в его многоуровневой архитектуре, которая позволяет каждой слою оптимизироваться под конкретные потребности. Уровень данных может сосредоточиться на хранении и верификации данных, в то время как уровень исполнения может обрабатывать логику смарт-контрактов. Это разделение не только повышает производительность и эффективность, но и способствует взаимной совместимости между различными блокчейнами, что создает основу для построения открытой и взаимосвязанной экосистемы.
Таким образом, модульная блокчейн-технология предлагает новый подход к решению ограничений традиционных публичных цепочек. Она обеспечивает более высокую масштабируемость и более низкие транзакционные расходы при сохранении децентрализованности и безопасности, что имеет глубокое значение для широкого применения и долгосрочного развития блокчейн-технологий.
Основные типы модульного блокчейна
Модульный блокчейн в зависимости от его архитектурных особенностей может быть разделен на различные типы. Среди этих типов уровень доступности данных и уровень консенсуса из-за их тесной взаимозависимости часто разрабатываются как единое целое. Это связано с тем, что когда узлы получают данные о транзакциях, они обычно одновременно определяют порядок транзакций, что является основой безопасности и неизменности блокчейна.
Основываясь на этих принципах дизайна, мы можем рассмотреть различные проекты модульного блокчейна с трех сторон: уровень выполнения, уровень доступности данных и уровень консенсуса, уровень расчетов.
Исполнительный уровень: Технология Layer 2
Технология второго уровня, являясь продолжением слоя исполнения в архитектуре Блокчейн, является одной из реализаций концепции Модульного блокчейна. Она направлена на повышение масштабируемости основной цепи путем создания сетей, систем или технологий вне цепи, построенных на основе нижестоящего Блока.
Решения второго уровня позволяют более быструю и экономически эффективную обработку транзакций, одновременно сохраняя безопасность и децентрализованные характеристики базового блокчейна. Согласно информационной панели, можно увидеть, что доля газа, потребляемого для верификации и расчета на втором уровне в экосистеме Ethereum, в среднем составляет менее 10%, что значительно экономит затраты пользователей на транзакции.
Технология Rollup является наиболее распространённым решением второго уровня, её основная идея заключается в "выполнении вне цепи и проверке в цепи", где 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 исходных данных транзакций. Этот дизайн значительно снижает вычислительную нагрузку на основную цепь и уменьшает потребность в хранении, что позволяет более эффективно обрабатывать транзакции.
Чтобы进一步 снизить затраты, Rollup использует технологию упаковки транзакций. Это можно сравнить с консолидацией грузов в логистике: отправка каждой единицы груза отдельно приводит к высоким транспортным расходам. Технология Rollup позволяет упаковывать несколько транзакций вместе, что требует лишь одной "транспортировки", тем самым значительно снижая стоимость каждой транзакции.
Онлайн-верификация:
Онлайн-верификация является ключом к 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 действенности, которые поддерживают соответственно Optimistic Rollups и ZK Rollups.
Ошибочные доказательства оптимистичных роллапов:
Оптимистичные роллапы используют оптимистичное предположение, согласно которому все транзакции по умолчанию являются действительными, если нет четких доказательств ошибки. Эта модель зависит от доказательства ошибок в течение срока оспаривания, любой участник сети может подать доказательство, чтобы оспорить состояние смарт-контракта, что обеспечивает справедливость и прозрачность сети.
В настоящее время существует 16 Layer 2, использующих механизм Optimistic Rollups, таких как: Arbitrum, OP, Base, Blast и т.д.
Доказательство эффективности ZK Rollups:
В отличие от Оптимистичных Роллапов, ZK Роллапы используют более осторожный подход, требуя, чтобы все транзакции проходили проверку на действительность перед их принятием. Этот механизм доказательства похож на процесс верификации, который гарантирует, что каждая транзакция и вычисление в сети второго уровня являются точными.
Короче говоря, доказательство действительности является основой ZK-Rollups, оно требует, чтобы каждая партия транзакций сопровождалась соответствующим доказательством, что обеспечивает возможность проверки и утверждения изменений состояния смарт-контрактами на базовом Блокчейне. Для узлов проверки ZK Rollups предоставляют механизм расчета без ошибок, поскольку каждая транзакция должна проходить строгую проверку действительности.
В настоящее время существует 11 Layer 2, использующих механизм ZK Rollups, таких как: Linea, Starknet, zkSync и т.д.
Слой доступности данных и слой консенсуса: Celestia, EigenDA, Avail
Селестия
Celestia, как пионер в области модульных блокчейнов, по своей сути является слоем доступности данных, предоставляющим прочную основу для разработки dApps и Rollup. Развертывая свои приложения на слое доступности данных и слое консенсуса Celestia, разработчики приложений могут сосредоточиться на оптимизации логики выполнения, оставляя сложность доступности данных и механизмов консенсуса на обработку Celestia.
Архитектура Celestia предоставляет разнообразные решения для модульного расширения, и ее структура в основном включает три типа:
Суверенный Rollup: Celestia обеспечивает доступность данных
Посмотреть Оригинал
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» .
18 Лайков
Награда
18
7
Поделиться
комментарий
0/400
MintMaster
· 1ч назад
btc действительно хороша
Посмотреть ОригиналОтветить0
WhaleMinion
· 2ч назад
Не вру, Биткойн действительно начинает догонять Ethereum.
Посмотреть ОригиналОтветить0
Rugman_Walking
· 07-30 07:26
Модульный взрыв, веришь?
Посмотреть ОригиналОтветить0
consensus_failure
· 07-30 07:21
Это же просто абсурд... Это всего лишь оптимизация, а уже появились такие вычурные термины.
Посмотреть ОригиналОтветить0
SleepyValidator
· 07-30 07:16
Эта штука надежна... ленивые собаки инстинктивно сомневаются
Посмотреть ОригиналОтветить0
MetaverseVagabond
· 07-30 07:08
Говоря о модульности, лучше обсудить, как достичь финансовой свободы.
Модульный блокчейн: деконструкция встраиваемой архитектуры для преодоления瓶颈 производительности
Модульный блокчейн: углубленный анализ того, как подключаемая архитектура решает проблемы производительности Блокчейн
Монолитный блокчейн известен своей всеобъемлющей природой, независимо выполняя все уровни сети, от хранения данных до верификации транзакций и т. д. Модульный блокчейн, разделяя различные функции блокчейна на независимые модули, может обеспечить поддержку производительности и плавный пользовательский опыт в определенных функциях, что в определенной степени решает проблему "невозможного треугольника".
Эфириум, как первая Блокчейн-платформа, поддерживающая смарт-контракты, предоставил плодородную почву для Модульного блокчейна. С развитием технологий Блокчейн экосистема Биткойна 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 "одухотворенный" подход к созданию плоских продуктов, в будущем появятся более гибкие и настраиваемые Блокчейн-решения, различные услуги и функции можно будет легко вставлять и вынимать, как детали Лего. Эта гибкость позволяет разработчикам быстро создавать и развертывать Блокчейн-решения в соответствии с требованиями конкретных сценариев применения.
Модульный блокчейн: основная архитектура
Когда мы обсуждаем модульный блокчейн, необходимо сначала понять концепцию монолитного блокчейна. Монолитные цепи, такие как Биткойн и Эфириум, известны своей универсальностью, независимо выполняя все аспекты сети, от хранения данных до верификации транзакций и выполнения смарт-контрактов. В этом процессе монолитная цепь играет многофункциональную роль, охватывая все этапы.
Например, в случае с Эфириумом, зрелый монолитный блокчейн обычно можно грубо разделить на четыре архитектуры:
Модульный блокчейн - это новая архитектура блокчейна, которая разбивает систему блокчейна на несколько специализированных компонентов или уровней, каждый из которых отвечает за выполнение конкретных задач, таких как консенсус, доступность данных, выполнение и расчет.
Модульный блокчейн похож на группу экспертов, сосредоточенных на глубоком изучении и технологических инновациях в своих областях. Эта концентрация позволяет модульному блокчейну обеспечивать выдающуюся производительность и пользовательский опыт в определенных функциях, например, они могут обеспечивать более быструю скорость обработки транзакций при более низких затратах.
В отношении архитектуры узлов, монолитная цепочка зависит от полных узлов, которые должны загружать и обрабатывать полную копию данных Блокчейна. Это не только предъявляет высокие требования к ресурсам хранения и вычислений, но и ограничивает скорость масштабирования сети. В отличие от этого, Модульный блокчейн использует дизайн легких узлов, которые обрабатывают только информацию заголовка блока, что значительно увеличивает скорость транзакций и эффективность сети.
Одним из заметных преимуществ модульного блокчейна является его гибкость и совместимость. Он может передавать неосновные функции другим специалистам, создавая эффект синергии и значительно повышая общую производительность. Эта философия дизайна похожа на конструктор Лего, позволяя разработчикам свободно комбинировать различные модули в зависимости от потребностей проекта, создавая разнообразные решения.
Несмотря на то, что монолитные блоки имеют преимущества в глобальном контроле, безопасности и стабильности, они также сталкиваются с проблемами масштабируемости, сложности обновления и адаптации к новым требованиям. Модульный блокчейн выделяется своей высокой гибкостью и настраиваемостью, упрощая процесс создания и оптимизации новых блокчейнов.
Однако модульный блокчейн также сталкивается с уникальными вызовами. Его сложная архитектура увеличивает объем работы для разработчиков в области проектирования, разработки и обслуживания. Как новая технология, модульный блокчейн еще не прошел полные испытания на безопасность и испытания на рыночные колебания, его долгосрочная стабильность и безопасность все еще требуют дальнейшей проверки.
Как модульный блокчейн решает проблему "невозможного треугольника"
Почему модульная блокчейн-технология привлекает широкое внимание и предсказывается как "будущая тенденция"? Это связано с известной в области блокчейна теорией "невозможного треугольника".
"Невозможный треугольник" блокчейна относится к тому, что блокчейн-сеть трудно одновременно достичь оптимального состояния по трем основным свойствам: безопасности, децентрализованности и масштабируемости.
Основная идея "невозможного треугольника" заключается в том, что модульный блокчейн сложно оптимизировать по трем характеристикам одновременно. Например, среди многих публичных блокчейнов, Биткойн и Эфириум выделяются благодаря широкому распределению узлов и их достаточному количеству, что обеспечивает высокую степень децентрализации и безопасности.
Однако они жертвуют определенной масштабируемостью, что приводит к более медленной скорости транзакций и более высоким комиссиям: время создания блока в биткойне составляет около 10 минут, а TPS эфириума составляет около 13. При резком увеличении объема транзакций комиссии за транзакции в эфириуме могут достигать сотен долларов.
Именно на таком фоне появилась модульная блокчейн-технология, которая решает проблемы традиционных публичных блокчейнов в области масштабируемости и стоимости транзакций, распределяя различные функции по специализированным модулям. Например, Lightning Network биткойна и технология Rollup эфириума являются проявлением модульного подхода.
Преимущества модульного блокчейна заключаются в его многоуровневой архитектуре, которая позволяет каждой слою оптимизироваться под конкретные потребности. Уровень данных может сосредоточиться на хранении и верификации данных, в то время как уровень исполнения может обрабатывать логику смарт-контрактов. Это разделение не только повышает производительность и эффективность, но и способствует взаимной совместимости между различными блокчейнами, что создает основу для построения открытой и взаимосвязанной экосистемы.
Таким образом, модульная блокчейн-технология предлагает новый подход к решению ограничений традиционных публичных цепочек. Она обеспечивает более высокую масштабируемость и более низкие транзакционные расходы при сохранении децентрализованности и безопасности, что имеет глубокое значение для широкого применения и долгосрочного развития блокчейн-технологий.
Основные типы модульного блокчейна
Модульный блокчейн в зависимости от его архитектурных особенностей может быть разделен на различные типы. Среди этих типов уровень доступности данных и уровень консенсуса из-за их тесной взаимозависимости часто разрабатываются как единое целое. Это связано с тем, что когда узлы получают данные о транзакциях, они обычно одновременно определяют порядок транзакций, что является основой безопасности и неизменности блокчейна.
Основываясь на этих принципах дизайна, мы можем рассмотреть различные проекты модульного блокчейна с трех сторон: уровень выполнения, уровень доступности данных и уровень консенсуса, уровень расчетов.
Исполнительный уровень: Технология Layer 2
Технология второго уровня, являясь продолжением слоя исполнения в архитектуре Блокчейн, является одной из реализаций концепции Модульного блокчейна. Она направлена на повышение масштабируемости основной цепи путем создания сетей, систем или технологий вне цепи, построенных на основе нижестоящего Блока.
Решения второго уровня позволяют более быструю и экономически эффективную обработку транзакций, одновременно сохраняя безопасность и децентрализованные характеристики базового блокчейна. Согласно информационной панели, можно увидеть, что доля газа, потребляемого для верификации и расчета на втором уровне в экосистеме Ethereum, в среднем составляет менее 10%, что значительно экономит затраты пользователей на транзакции.
Технология Rollup является наиболее распространённым решением второго уровня, её основная идея заключается в "выполнении вне цепи и проверке в цепи", где 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 исходных данных транзакций. Этот дизайн значительно снижает вычислительную нагрузку на основную цепь и уменьшает потребность в хранении, что позволяет более эффективно обрабатывать транзакции.
Чтобы进一步 снизить затраты, Rollup использует технологию упаковки транзакций. Это можно сравнить с консолидацией грузов в логистике: отправка каждой единицы груза отдельно приводит к высоким транспортным расходам. Технология Rollup позволяет упаковывать несколько транзакций вместе, что требует лишь одной "транспортировки", тем самым значительно снижая стоимость каждой транзакции.
Онлайн-верификация:
Онлайн-верификация является ключом к 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 действенности, которые поддерживают соответственно Optimistic Rollups и ZK Rollups.
Ошибочные доказательства оптимистичных роллапов:
Оптимистичные роллапы используют оптимистичное предположение, согласно которому все транзакции по умолчанию являются действительными, если нет четких доказательств ошибки. Эта модель зависит от доказательства ошибок в течение срока оспаривания, любой участник сети может подать доказательство, чтобы оспорить состояние смарт-контракта, что обеспечивает справедливость и прозрачность сети.
В настоящее время существует 16 Layer 2, использующих механизм Optimistic Rollups, таких как: Arbitrum, OP, Base, Blast и т.д.
Доказательство эффективности ZK Rollups:
В отличие от Оптимистичных Роллапов, ZK Роллапы используют более осторожный подход, требуя, чтобы все транзакции проходили проверку на действительность перед их принятием. Этот механизм доказательства похож на процесс верификации, который гарантирует, что каждая транзакция и вычисление в сети второго уровня являются точными.
Короче говоря, доказательство действительности является основой ZK-Rollups, оно требует, чтобы каждая партия транзакций сопровождалась соответствующим доказательством, что обеспечивает возможность проверки и утверждения изменений состояния смарт-контрактами на базовом Блокчейне. Для узлов проверки ZK Rollups предоставляют механизм расчета без ошибок, поскольку каждая транзакция должна проходить строгую проверку действительности.
В настоящее время существует 11 Layer 2, использующих механизм ZK Rollups, таких как: Linea, Starknet, zkSync и т.д.
Слой доступности данных и слой консенсуса: Celestia, EigenDA, Avail
Селестия
Celestia, как пионер в области модульных блокчейнов, по своей сути является слоем доступности данных, предоставляющим прочную основу для разработки dApps и Rollup. Развертывая свои приложения на слое доступности данных и слое консенсуса Celestia, разработчики приложений могут сосредоточиться на оптимизации логики выполнения, оставляя сложность доступности данных и механизмов консенсуса на обработку Celestia.
Архитектура Celestia предоставляет разнообразные решения для модульного расширения, и ее структура в основном включает три типа: