модульний блокчейн:Основи еволюції Web3 екосистеми

модульний блокчейн стає важливою складовою нової хвилі інфраструктури Web3. Хоча він не замінить монолітний блок, він стане ключовою силою, що сприятиме постійному розвитку монолітного блоку. Обидва вони доповнюватимуть один одного, спільно підтримуючи екосистему Web3 для наступних мільярда користувачів.

Порівняно з точним визначенням модульного блокчейну, аналізуючи дані про транзакції та блоки, можна отримати більш інтуїтивне розуміння його виконавчого шару, шару доступності даних, шару консенсусу та шару розрахунків.

Виконавчий рівень, як піонер у розширенні транзакцій на монолітному Блокчейні та аутсорсингу обчислень, відіграє важливу роль. Рівень доступності даних не тільки оптимізує зберігання даних Блокчейн, а й реалізує доступність даних після верифікації за підтримки рівня консенсусу. Рівень консенсусу спрямований на повторне використання децентралізованих можливостей, створюючи абсолютно нову розподілену архітектуру. Рівень розрахунків зосереджений на оптимізації відповідності та зв'язку між активами рахунку та транзакційними потоками.

Особливості та виклики монолітного блокчейну

Народження біткоїну відкрило шлях до децентралізованої електронної грошової системи, що дозволило людям усвідомити технологію Блокчейн та механізм консенсусу на основі доказу роботи. Ethereum, як платформа для смарт-контрактів, продемонстрував величезний потенціал у фінансовій, соціальній, ігровій та інших сферах. Незважаючи на те, що технологія Блокчейн все ще на початковій стадії, її перспективи розвитку залишаються широкими.

Наразі основні публічні блокчейни зазвичай називаються монолітними Блокчейнами. Вони використовують транзакції як засіб, зберігаючи ефективні записи транзакцій через Блоки, і покладаються на специфічний механізм консенсусу для досягнення децентралізованої, без довіри, незмінної розподіленої бухгалтерської мережі.

Переваги монолітного блокчейну полягають у можливості незалежного створення повноцінної екосистеми, але з розширенням масштабу постають численні виклики, такі як затори в транзакціях, зростання витрат, підвищення бар'єрів для участі тощо. Для вирішення цих проблем галузь активно досліджує питання масштабування, обрізки стану та інші аспекти, включаючи технологічні рішення, такі як канали стану, бічні ланцюги, Rollup, легкі вузли, шардінг, модульний блокчейн тощо. Ці дослідження постійно оптимізують технологічний стек блокчейну, підвищуючи рівень його поширення.

Визначення та архітектура модульного блокчейну

В основному, модульний блокчейн переосмислює ієрархічну архітектуру блокчейну шляхом агрегації та комбінації, розділяючи його на різні модулі. Ці модулі є незалежними один від одного, їх можна гнучко змінювати та розширювати відповідно до потреб, а також комбінувати один з одним. Така модульна архітектура не лише покращує продуктивність у різних аспектах, але й може адаптуватися до різноманітних сценаріїв використання.

З точки зору користувача, процес транзакцій другого рівня Ethereum Arbitrum можна наочно зрозуміти як розподіл модульного блокчейну: транзакції, подані користувачем, обробляються пакетно секвенсором другого рівня, а потім стиснуті дані транзакцій і результати стану надсилаються до мережі першого рівня для розрахунків.

Згідно з ієрархічною структурою, модульний блокчейн можна поділити на рівень виконання, рівень доступності даних, рівень консенсусу та рівень розрахунків. Рівень виконання відповідає за обробку транзакцій та обчислення стану, рівень доступності даних зберігає та підтримує дані транзакцій, рівень консенсусу забезпечує безпеку рівня виконання, а рівень розрахунків підтверджує остаточність змін стану.

Стан розвитку виконавчого рівня

Перед тим, як запропонувати концепцію виконавчого рівня, в індустрії широко обговорювалася тема "вбивці Ethereum", що відображає термінову потребу користувачів у продуктивності транзакцій. З цією метою багато нових публічних блокчейнів намагаються зосередитися на базовій архітектурі для створення високопродуктивного Блокчейн. Тим часом, екосистема Ethereum також досліджує різні рішення для розширення.

Наразі рішення Layer2, представлені Rollup, займають домінуючу позицію. Оптимістичні Rollup, такі як Optimism і Arbitrum, вже перевершили більшість EVM-сумісних ланцюгів за будівництвом екосистеми та кількістю користувачів. Крім того, ZKRollup(, такі як Starknet, zkSync та паралельні торгові рішення), такі як Fuel(, також продовжують розвиватися.

З розвитком Layer2 виникла концепція виконувального шару. Не лише Ethereum, інші публічні блокчейни також запустили свої продукти Rollup та виконувального шару. Це призвело до одночасного існування багатьох ланцюгів, а також сприяло виникненню різних типів виконувальних шарів.

Щоб вирішити проблему взаємодії між різними шарами виконання, деякі проекти почали пропонувати рішення Rollup як послугу, такі як Sovereigen Labs, Stackr Labs тощо. Ці продукти подібні до вузла шару виконання, що розширює первісний Layer2 до Layer3, створюючи єдину структуру виконання з деревоподібною архітектурою з багатьма Rollup.

Хоча рівень виконання досяг значного прогресу, все ще існує безліч невирішених питань, таких як децентралізовані сортувальники, zkEVM та паралельні транзакції. Ці сфери стануть основними напрямками майбутніх досліджень.

![Як модульний блокчейн стане інфраструктурою наступного покоління Web3?])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-a539f7e8ffc640bf3c53fca934b6d273.webp(

Еволюція шару доступності даних

З ростом кількості користувачів Блокчейн та смарт-контрактів, обсяги даних на ланцюгу зростають експоненціально. Наприклад, мережа Bitcoin зросла з 55 ГБ у 2016 році до 459 ГБ у лютому 2023 року. Як платформа смарт-контрактів, Ethereum має ще більший обсяг даних, наразі для повного вузла потрібно щонайменше 800 ГБ місця для зберігання.

Великий обсяг даних та неструктурований спосіб зберігання створюють великі виклики для обробки, індексації та запитів даних блокчейну. Як ефективно та низьковартісно зберігати та обробляти величезні дані блокчейну стає важливим напрямком дослідження.

Ще в білому документі біткойна Сатоші Накамото запропонував рішення, такі як Reclaiming Disk Space та SPV. Спільнота Ефіру на цій основі запропонувала рішення, такі як Stateless Ethereum. З розвитком виконавчого рівня концепція доступності даних була розширена, вона охоплює не лише дані на ланцюгу, але й стиснуті транзакційні дані виконавчого рівня.

Ефіріум як основний шар доступності даних наразі стикається з проблемами високих витрат та обмеженої ємності. Для цього Ефіріум запропонував поліпшення, такі як EIP-4844. Інші спеціалізовані DA продукти, такі як Polygon Avail та Celestia, також досліджують нові технологічні рішення. Крім того, з'явилися нові продукти зберігання, такі як Greenfield, від екосистеми BNB, що розширюють вибір шарів зберігання даних.

![модульний блокчейн як стати інфраструктурою наступного покоління Web3？])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-7de1e2906e510e18f5d16de25656a1a7.webp(

Інновації в консенсусному шарі

Консенсусний механізм у мережі блокчейн є ключовим для забезпечення прав власності на активи. Різні механізми консенсусу між блокчейнами часто важко взаємодіють, що обмежує розвиток крос-ланцюгових застосувань.

PoW і PoS є двома основними механізмами консенсусу. Основними викликами PoW є атака 51% та атака з подвоєнням витрат, що вимагає величезної обчислювальної потужності для забезпечення безпеки мережі. Деякі нові PoW публічні блокчейни використовують об'єднане видобування та інші способи, покладаючись на обчислювальну потужність мережі Bitcoin, але це також приносить нові ризики.

Механізм PoS використовує права для захисту мережі, він потребує достатньо високої вартості прав для забезпечення високої вартості мережі. Проекти, такі як Cosmos і Polkadot, впровадили інновації на основі PoS, такі як безпечний спільний ICS, Space Mesh тощо.

Після переходу Ethereum на PoS, його потужні ресурси консенсусу заклали основу для продуктів нового покоління рівня консенсусу. Проекти, такі як EigenLayer, запропонували концепцію Restaking, яка має на меті повторне використання стейкованого Ethereum для захисту інших мереж. Ліквідні стейкінгові деривативи також мають потенціал стати постачальниками консенсусу.

![модульний блокчейн як стати інфраструктурою наступного покоління Web3？])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-adaa5bea94d83c65678ce35947647dc4.webp(

Висновок

модульний блокчейн та концепція мікросервісної архітектури подібні, розділяючи функції блокчейн на незалежні модулі, що забезпечує вищу масштабованість та гнучкість. Наразі виконавчий рівень, рівень доступності даних та рівень консенсусу постійно інновують у своїх сферах, і в майбутньому їх гнучка комбінація принесе більше можливостей.

Зі зрілістю технологій, модульний блокчейн має стати важливим напрямом розвитку технології Блокчейн, забезпечуючи потужну інфраструктурну підтримку для еволюції екосистеми Web3.

![модульний блокчейн як стати інфраструктурою наступного покоління Web3?])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-88ef1357c1f0c15ad8e4c433fd057869.webp(

![модульний блокчейн як стати інфраструктурою наступного покоління Web3?])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-777f29dd62cce246e898aea6845038a4.webp(