blockchain modular: A pedra angular da evolução do ecossistema Web3
A blockchain modular está se tornando uma parte importante da nova infraestrutura Web3. Embora não substitua completamente a blockchain monolítica, ela se tornará uma força chave para impulsionar a evolução contínua da blockchain monolítica. Ambas as partes se complementarão, sustentando juntas o ecossistema Web3 de escala para 1 bilhão de usuários.
Em comparação com a definição precisa do blockchain modular, entender seus níveis de execução, disponibilidade de dados, consenso e liquidação através da análise de transações e dados de blocos pode proporcionar uma compreensão mais intuitiva.
A camada de execução atua como pioneira na escalabilidade de transações em blockchain monolítico e na terceirização de computação, desempenhando um papel importante. A camada de disponibilidade de dados não apenas otimiza o armazenamento de dados em blockchain, mas também realiza a disponibilidade após a validação dos dados sob a garantia da camada de consenso. A camada de consenso se dedica a reutilizar capacidades descentralizadas, criando uma nova arquitetura distribuída. A camada de liquidação foca na otimização da correspondência e associação entre ativos de contas e fluxos de transações.
Características e desafios do blockchain monolítico
O nascimento do Bitcoin abriu caminho para sistemas de dinheiro eletrônico descentralizados, permitindo que as pessoas reconhecessem a tecnologia Blockchain e o mecanismo de consenso de prova de trabalho. O Ethereum, por sua vez, como plataforma de contratos inteligentes, demonstrou um enorme potencial em áreas como finanças, redes sociais e jogos. Embora a tecnologia Blockchain ainda esteja em seus estágios iniciais, suas perspectivas de desenvolvimento permanecem amplas.
Atualmente, as principais blockchains públicas são geralmente chamadas de blockchains monolíticas. Elas utilizam transações como meio, armazenando registros de transações válidas através de blocos, e dependem de um mecanismo de consenso específico para alcançar uma rede de livro-razão distribuída, descentralizada, sem confiança e imutável.
A vantagem da blockchain monolítica é que ela pode construir um ecossistema completo de forma independente, mas à medida que a escala aumenta, também enfrenta muitos desafios, como congestionamento de transações, aumento de custos e elevação das barreiras de participação. Para resolver esses problemas, a indústria tem explorado amplamente soluções como expansão, poda de estado, incluindo canais de estado, cadeias laterais, Rollup, nós leves, fragmentação e blockchain modular. Essas pesquisas continuam a otimizar a pilha tecnológica da blockchain e a aumentar a disseminação da tecnologia.
blockchain modular 的定义与架构
Essencialmente, a blockchain modular redefine a arquitetura em camadas da blockchain através da abordagem de agregação e combinação, dividindo-a em diferentes módulos. Esses módulos são independentes entre si, podendo ser modificados e expandidos de forma flexível conforme a necessidade, e podem ser combinados entre si. Esta arquitetura modular não só melhora o desempenho em várias áreas, mas também se adapta a cenários de aplicação diversificados.
Do ponto de vista do usuário, o fluxo de transações da rede de camada 2 Ethereum Arbitrum pode ser compreendido intuitivamente como a estratificação do blockchain modular: as transações enviadas pelos usuários são processadas em lote pelo sequenciador da camada 2, que depois envia os dados das transações comprimidos e os resultados do estado para a rede de camada 1 para liquidação.
De acordo com a estrutura de cima para baixo, a blockchain modular pode ser dividida em camada de execução, camada de disponibilidade de dados, camada de consenso e camada de liquidação. A camada de execução é responsável pelo processamento de transações e pelo cálculo de estados, a camada de disponibilidade de dados armazena e mantém os dados das transações, a camada de consenso garante a segurança da camada de execução, e a camada de liquidação confirma a finalidade da mudança de estado.
Estado atual do desenvolvimento da camada de execução
Antes de apresentar o conceito de camada de execução, a indústria estava amplamente focada no tema "assassino do Ethereum", refletindo a urgente necessidade dos usuários por desempenho nas transações. Para isso, muitas novas blockchains públicas tentam abordar a infraestrutura de base para construir blockchains de alto desempenho. Ao mesmo tempo, o ecossistema Ethereum também está explorando várias soluções de escalabilidade.
Atualmente, as soluções Layer2 representadas pelo Rollup dominam. O Optimism e o Arbitrum, ambos do tipo Optimistic Rollup, já superaram a maioria das cadeias compatíveis com EVM em termos de construção de ecossistemas e escala de usuários. Além disso, o ZKRollup (, como Starknet e zkSync ), e soluções de transação paralela (, como Fuel ), também estão em contínuo desenvolvimento.
Com o florescimento do Layer2, o conceito de camada de execução surgiu. Não apenas o Ethereum, mas outras blockchains públicas também lançaram seus próprios produtos de Rollup e camada de execução. Isso trouxe um padrão de coexistência de múltiplas cadeias, além de gerar uma situação de coexistência de várias camadas de execução.
Para resolver o problema de interoperabilidade entre diferentes camadas de execução, alguns projetos começaram a oferecer soluções de Rollup como serviço, como Sovereigen Labs, Stackr Labs, entre outros. Esses produtos são semelhantes a um hub de camada de execução, expandindo o Layer2 para Layer3, construindo uma arquitetura de camada de execução em árvore com um único hub e múltiplos Rollups.
Apesar de a camada de execução ter feito progressos significativos, ainda existem muitas questões a resolver, como sequenciadores descentralizados, zkEVM e transações paralelas. Estas áreas serão os principais focos de pesquisa no futuro.
A evolução da camada de dados disponíveis
Com o rápido crescimento dos usuários de Blockchain e dos contratos inteligentes, os dados em cadeia estão apresentando uma tendência de crescimento exponencial. Tomando o Bitcoin como exemplo, o tamanho da sua rede aumentou de 55GB em 2016 para 459GB em fevereiro de 2023. Como uma plataforma de contratos inteligentes, o Ethereum tem uma escala de dados que supera significativamente a do Bitcoin, atualmente sendo necessário pelo menos 800GB de espaço de armazenamento para um nó completo.
A grande quantidade de dados e a forma de armazenamento não estruturada apresentam enormes desafios para o processamento, indexação e consulta de dados da Blockchain. Como armazenar e processar de forma eficiente e a baixo custo uma enorme quantidade de dados da blockchain tornou-se uma importante direção de pesquisa.
Desde o white paper do Bitcoin, Satoshi Nakamoto propôs soluções como Reclaiming Disk Space e SPV. A comunidade Ethereum, com base nisso, apresentou soluções como Stateless Ethereum. Com o desenvolvimento da camada de execução, o conceito de disponibilidade de dados foi expandido, abrangendo não apenas os dados on-chain, mas também os dados de transação comprimidos da camada de execução.
Ethereum, como a camada de disponibilidade de dados predominante atualmente, enfrenta problemas como altos custos e capacidade limitada. Para isso, Ethereum propôs melhorias como o EIP-4844. Outros produtos de DA especializados, como Polygon Avail e Celestia, também estão explorando novas soluções tecnológicas. Além disso, produtos de armazenamento como o Greenfield, lançados pelo ecossistema BNB, também enriqueceram as opções da camada de armazenamento de dados.
Inovação na camada de consenso
O mecanismo de consenso da rede Blockchain é a chave para garantir a propriedade dos ativos. Os mecanismos de consenso entre diferentes Blockchains muitas vezes têm dificuldade em interoperar, o que limita o desenvolvimento de aplicações cross-chain.
PoW e PoS são dois dos principais mecanismos de consenso. O principal desafio que o PoW enfrenta é o ataque de 51% e o ataque de duplicação, necessitando de uma enorme capacidade de cálculo para garantir a segurança da rede. Algumas novas blockchains PoW utilizam a capacidade de cálculo da rede Bitcoin através da mineração conjunta, mas isso também traz novos riscos.
O mecanismo PoS utiliza direitos para proteger a rede, necessitando de direitos de valor suficientemente alto para garantir uma rede de alto valor. Projetos como Cosmos e Polkadot inovaram sobre a base do PoS, como o compartilhamento seguro de ICS, Space Mesh, entre outros.
Após a transição do Ethereum para PoS, seus poderosos recursos de consenso estabeleceram a base para novos produtos de camada de consenso. Projetos como EigenLayer propuseram o conceito de Restaking, com o objetivo de reutilizar o Ethereum em staking para proteger outras redes. Derivados de staking líquido também têm potencial para se tornarem provedores de consenso.
Conclusão
A blockchain modular é semelhante ao conceito de arquitetura de microserviços, dividindo as funcionalidades da blockchain em módulos independentes, alcançando maior escalabilidade e flexibilidade. Atualmente, as camadas de execução, camada de disponibilidade de dados e camada de consenso estão constantemente inovando em seus respectivos campos, e no futuro, suas combinações flexíveis trarão mais possibilidades.
Com o amadurecimento da tecnologia, o blockchain modular promete tornar-se uma direção importante para impulsionar o desenvolvimento da tecnologia Blockchain, oferecendo um suporte de infraestrutura robusto para a evolução do ecossistema Web3.
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WalletDetective
· 07-27 18:05
A modularização é realmente forte.
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FUD_Whisperer
· 07-27 14:48
Para que serve a estrutura de três camadas?
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FallingLeaf
· 07-24 19:45
Ainda é bom o projeto antigo, não fique a brincar.
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OnChainDetective
· 07-24 19:27
Por trás da estratificação, deve haver um investimento de baleia. Pesquisa em andamento.
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ChainSherlockGirl
· 07-24 19:19
Ai, algumas cadeias devem estar sobrecarregadas, é tão emocionante quanto assistir a uma série.
blockchain modular: desconstruir a arquitetura Web3 para impulsionar a evolução do ecossistema
blockchain modular: A pedra angular da evolução do ecossistema Web3
A blockchain modular está se tornando uma parte importante da nova infraestrutura Web3. Embora não substitua completamente a blockchain monolítica, ela se tornará uma força chave para impulsionar a evolução contínua da blockchain monolítica. Ambas as partes se complementarão, sustentando juntas o ecossistema Web3 de escala para 1 bilhão de usuários.
Em comparação com a definição precisa do blockchain modular, entender seus níveis de execução, disponibilidade de dados, consenso e liquidação através da análise de transações e dados de blocos pode proporcionar uma compreensão mais intuitiva.
A camada de execução atua como pioneira na escalabilidade de transações em blockchain monolítico e na terceirização de computação, desempenhando um papel importante. A camada de disponibilidade de dados não apenas otimiza o armazenamento de dados em blockchain, mas também realiza a disponibilidade após a validação dos dados sob a garantia da camada de consenso. A camada de consenso se dedica a reutilizar capacidades descentralizadas, criando uma nova arquitetura distribuída. A camada de liquidação foca na otimização da correspondência e associação entre ativos de contas e fluxos de transações.
Características e desafios do blockchain monolítico
O nascimento do Bitcoin abriu caminho para sistemas de dinheiro eletrônico descentralizados, permitindo que as pessoas reconhecessem a tecnologia Blockchain e o mecanismo de consenso de prova de trabalho. O Ethereum, por sua vez, como plataforma de contratos inteligentes, demonstrou um enorme potencial em áreas como finanças, redes sociais e jogos. Embora a tecnologia Blockchain ainda esteja em seus estágios iniciais, suas perspectivas de desenvolvimento permanecem amplas.
Atualmente, as principais blockchains públicas são geralmente chamadas de blockchains monolíticas. Elas utilizam transações como meio, armazenando registros de transações válidas através de blocos, e dependem de um mecanismo de consenso específico para alcançar uma rede de livro-razão distribuída, descentralizada, sem confiança e imutável.
A vantagem da blockchain monolítica é que ela pode construir um ecossistema completo de forma independente, mas à medida que a escala aumenta, também enfrenta muitos desafios, como congestionamento de transações, aumento de custos e elevação das barreiras de participação. Para resolver esses problemas, a indústria tem explorado amplamente soluções como expansão, poda de estado, incluindo canais de estado, cadeias laterais, Rollup, nós leves, fragmentação e blockchain modular. Essas pesquisas continuam a otimizar a pilha tecnológica da blockchain e a aumentar a disseminação da tecnologia.
blockchain modular 的定义与架构
Essencialmente, a blockchain modular redefine a arquitetura em camadas da blockchain através da abordagem de agregação e combinação, dividindo-a em diferentes módulos. Esses módulos são independentes entre si, podendo ser modificados e expandidos de forma flexível conforme a necessidade, e podem ser combinados entre si. Esta arquitetura modular não só melhora o desempenho em várias áreas, mas também se adapta a cenários de aplicação diversificados.
Do ponto de vista do usuário, o fluxo de transações da rede de camada 2 Ethereum Arbitrum pode ser compreendido intuitivamente como a estratificação do blockchain modular: as transações enviadas pelos usuários são processadas em lote pelo sequenciador da camada 2, que depois envia os dados das transações comprimidos e os resultados do estado para a rede de camada 1 para liquidação.
De acordo com a estrutura de cima para baixo, a blockchain modular pode ser dividida em camada de execução, camada de disponibilidade de dados, camada de consenso e camada de liquidação. A camada de execução é responsável pelo processamento de transações e pelo cálculo de estados, a camada de disponibilidade de dados armazena e mantém os dados das transações, a camada de consenso garante a segurança da camada de execução, e a camada de liquidação confirma a finalidade da mudança de estado.
Estado atual do desenvolvimento da camada de execução
Antes de apresentar o conceito de camada de execução, a indústria estava amplamente focada no tema "assassino do Ethereum", refletindo a urgente necessidade dos usuários por desempenho nas transações. Para isso, muitas novas blockchains públicas tentam abordar a infraestrutura de base para construir blockchains de alto desempenho. Ao mesmo tempo, o ecossistema Ethereum também está explorando várias soluções de escalabilidade.
Atualmente, as soluções Layer2 representadas pelo Rollup dominam. O Optimism e o Arbitrum, ambos do tipo Optimistic Rollup, já superaram a maioria das cadeias compatíveis com EVM em termos de construção de ecossistemas e escala de usuários. Além disso, o ZKRollup (, como Starknet e zkSync ), e soluções de transação paralela (, como Fuel ), também estão em contínuo desenvolvimento.
Com o florescimento do Layer2, o conceito de camada de execução surgiu. Não apenas o Ethereum, mas outras blockchains públicas também lançaram seus próprios produtos de Rollup e camada de execução. Isso trouxe um padrão de coexistência de múltiplas cadeias, além de gerar uma situação de coexistência de várias camadas de execução.
Para resolver o problema de interoperabilidade entre diferentes camadas de execução, alguns projetos começaram a oferecer soluções de Rollup como serviço, como Sovereigen Labs, Stackr Labs, entre outros. Esses produtos são semelhantes a um hub de camada de execução, expandindo o Layer2 para Layer3, construindo uma arquitetura de camada de execução em árvore com um único hub e múltiplos Rollups.
Apesar de a camada de execução ter feito progressos significativos, ainda existem muitas questões a resolver, como sequenciadores descentralizados, zkEVM e transações paralelas. Estas áreas serão os principais focos de pesquisa no futuro.
A evolução da camada de dados disponíveis
Com o rápido crescimento dos usuários de Blockchain e dos contratos inteligentes, os dados em cadeia estão apresentando uma tendência de crescimento exponencial. Tomando o Bitcoin como exemplo, o tamanho da sua rede aumentou de 55GB em 2016 para 459GB em fevereiro de 2023. Como uma plataforma de contratos inteligentes, o Ethereum tem uma escala de dados que supera significativamente a do Bitcoin, atualmente sendo necessário pelo menos 800GB de espaço de armazenamento para um nó completo.
A grande quantidade de dados e a forma de armazenamento não estruturada apresentam enormes desafios para o processamento, indexação e consulta de dados da Blockchain. Como armazenar e processar de forma eficiente e a baixo custo uma enorme quantidade de dados da blockchain tornou-se uma importante direção de pesquisa.
Desde o white paper do Bitcoin, Satoshi Nakamoto propôs soluções como Reclaiming Disk Space e SPV. A comunidade Ethereum, com base nisso, apresentou soluções como Stateless Ethereum. Com o desenvolvimento da camada de execução, o conceito de disponibilidade de dados foi expandido, abrangendo não apenas os dados on-chain, mas também os dados de transação comprimidos da camada de execução.
Ethereum, como a camada de disponibilidade de dados predominante atualmente, enfrenta problemas como altos custos e capacidade limitada. Para isso, Ethereum propôs melhorias como o EIP-4844. Outros produtos de DA especializados, como Polygon Avail e Celestia, também estão explorando novas soluções tecnológicas. Além disso, produtos de armazenamento como o Greenfield, lançados pelo ecossistema BNB, também enriqueceram as opções da camada de armazenamento de dados.
Inovação na camada de consenso
O mecanismo de consenso da rede Blockchain é a chave para garantir a propriedade dos ativos. Os mecanismos de consenso entre diferentes Blockchains muitas vezes têm dificuldade em interoperar, o que limita o desenvolvimento de aplicações cross-chain.
PoW e PoS são dois dos principais mecanismos de consenso. O principal desafio que o PoW enfrenta é o ataque de 51% e o ataque de duplicação, necessitando de uma enorme capacidade de cálculo para garantir a segurança da rede. Algumas novas blockchains PoW utilizam a capacidade de cálculo da rede Bitcoin através da mineração conjunta, mas isso também traz novos riscos.
O mecanismo PoS utiliza direitos para proteger a rede, necessitando de direitos de valor suficientemente alto para garantir uma rede de alto valor. Projetos como Cosmos e Polkadot inovaram sobre a base do PoS, como o compartilhamento seguro de ICS, Space Mesh, entre outros.
Após a transição do Ethereum para PoS, seus poderosos recursos de consenso estabeleceram a base para novos produtos de camada de consenso. Projetos como EigenLayer propuseram o conceito de Restaking, com o objetivo de reutilizar o Ethereum em staking para proteger outras redes. Derivados de staking líquido também têm potencial para se tornarem provedores de consenso.
Conclusão
A blockchain modular é semelhante ao conceito de arquitetura de microserviços, dividindo as funcionalidades da blockchain em módulos independentes, alcançando maior escalabilidade e flexibilidade. Atualmente, as camadas de execução, camada de disponibilidade de dados e camada de consenso estão constantemente inovando em seus respectivos campos, e no futuro, suas combinações flexíveis trarão mais possibilidades.
Com o amadurecimento da tecnologia, o blockchain modular promete tornar-se uma direção importante para impulsionar o desenvolvimento da tecnologia Blockchain, oferecendo um suporte de infraestrutura robusto para a evolução do ecossistema Web3.