说明:本文是根据 Celestia 官方教程做的笔记整理和注释。原文:Learn Modular

编译:《深化探究模块化区块链》byEchoic

一、单链(Monolithic blockchains)

单链包含四个组件

  • 履行层:保证所履行的买卖进行正确的状况更新。履行层必须保证被履行的买卖是有用的,即买卖的结果是有用的状况机转化。

  • 结算层:保证有一个使得履行层能够验证证明、处理诈骗纠纷的环境,并作为履行层之间的桥梁。

  • 一起层:保证买卖的顺序达到一起。

  • 数据可用性层:保证买卖数据的可用性。

单片区块链在单个层上一起完结上述的一切作业。

单链的约束

  • 低效的买卖验证:节点必须从头履行买卖以查看有用性。

  • 资源束缚:区块链受单个节点的资源容量束缚。

  • 可扩展性:为了进步吞吐量,必须在必定程度上牺牲安全性或去中心化。

单链和模块化区块链的对比

二、模块化区块链根底知识

(1) 模块化区块链是什么

指将「履行层、结算层、一起层、数据可用性层」四个组件中至少一个组件完全外包给外部链的区块链。

因为在单片链上为数百万或数十亿用户供给服务过于杂乱且处理才干有限,人们提出了分片和Layer2 处理方案,后来逐渐演变成模块化区块链。模块化的完成开始方案是rollups,后来这个概念进一步扩大成模块化区块链。

模块化区块链能够最大极限地下降运行节点的本钱。

(2) 模块化区块链的第一准则

  • 去中心化:模块化区块链经过下降用户操作节点和验证网络的本钱来优先考虑网络安全。

  • 安全:在存在歹意验证者的情况下,去中心化的用户网络终究负责维护区块链的安全性。

  • 可扩展:扩展使模块化区块链能够添加容量,而不会添加用户验证和保护网络的本钱。

如果区块链能够添加它处理的买卖数量,而不会添加节点验证买卖的本钱,那么它就是可扩展的。模块化区块链仓库中运用的诈骗证明、有用性证明和数据可用性采样等技能使节点能够比完好节点更有用地验证买卖,一起保持平等的安全性。

可扩展性公式界说

(3) 模块化区块链的优势

  • 具有主权:虽然运用了其他层,但新的模块化区块链能够像Layer1 相同具有主权。这答应区块链在未经任何底层答应的情况下呼应黑客攻击并推送晋级。

主权(Sovereignty):在代币、协议的功用和晋级、网络和协议的管理、生态系统的建设和根底设施具有更高的主动权

  • 便利推出新的区块链:因为模块化区块链不需求处理一切功用,新区块链能够简略地将现有的模块化区块链用于他们希望卸载的组件。

像Optimint 这样的Rollups “SDK”与Cosmos SDK 相结合将有助于促进新区块链的创立,而无需引导安全验证器集

  • 进步可扩展性:经过模块化能够在不牺牲安全性或去中心化的情况下完成扩展。

(4) 关于Celestia

Celestia 与之前的区块链规划不同,后者将履行作为核心功用,但Celestia 规划者以为履行是新链的作业(指根据Celestia 创立的新链来负责处理履行),而Celestia 专心于根底层(一起和数据可用性),这样能够从根底层缓解单片链的最大瓶颈:吞吐量和状况胀大。

Rollups 和Celestia 的差异在于Rollups 专心于履行(无结算、一起和数据可用性层),Celestia 专心于一起和数据可用性(无履行和结算)。

数据可用性层对吞吐量的重要性:吞吐量分为数据吞吐量和买卖吞吐量,数据吞吐量与数据可用性层密切相关,因为它们的首要作业是为数据供给高容量。状况胀大:指支付一次GAS费会让你的数据在以太坊区块链上永久保存,然后导致一个无限的、不断添加的状况,其中甚至有很多无用数据。

Celestia笔记:全方位解构模块化区块链

三、模块化区块链的三种架构

(1) Layer 1 & Layer 2

开始构建朴素的模块化仓库是为了向Layer1 供给可扩展性。在这个仓库中, Layer1 供给一切关键功用,包含履行,而Layer2 只专心于履行。Layer1 答应Layer2 发布区块,一起充任连接Layer2 的纽带。

在大大都情况下, Layer2 的容量也取决于Layer1 的容量。因而, Layer1 和Layer2 仓库的这种完成关于可扩展性来说不是最理想的。

Celestia笔记:全方位解构模块化区块链

(2) 履行、结算和数据可用性

优化模块化区块链仓库能够供给的更多优点,经过模块化区块链将各个功用解耦:

  • 履行层

  • 使用程序地点的环境和履行状况更改的环境,坐落模块化仓库的顶部,其作用与Layer2 相同。

  • 结算层

  • 履行层的可选中心,用于验证证明、处理诈骗纠纷。用于在履行层和结算层之间树立信任最小化桥梁,并供给了一种履行层之间相互连接的方法。

  • 履行层能够选择将其完好的区块发布到结算层,之后结算层将构建自己的区块,包含来自履行层的买卖,并将买卖数据发布到一起和数据可用性层。这只是结算层在模块化仓库中发挥作用的多种方法之一。

  • 因为没有履行功用,所以结算层只发布买卖数据,而不是整个区块的内容。

信任最小化桥梁:两个区块链之间的桥梁不需求中间人、委员会或诚笃的大都假设来保证资金不会被盗。例子是以太坊和树立在其之上的Rollups 之间的桥梁。

  • 一起和数据可用性层

  • 一起就买卖顺序达到一起,数据可用性验证买卖数据是否可供下载。在大都情况下这两层之间相互协作,例如专门研究数据可用性的模块化区块链需求达到一起才干对数据进行排序,否则无法确定数据的历史记录。

Celestia笔记:全方位解构模块化区块链

(3) 履行和数据可用性

在前两个模块化仓库中,履行层只专心于履行,并将剩下的功用卸载到其他层。但是,因为模块化区块链的用处很灵活,因而履行层不只限于将其块发布到结算层。例如,能够创立一个不触及结算层的模块化仓库,只触及一起和数据可用性层之上的履行层。

因为不触及结算层,因而只有数据可用性层负责为买卖排序和数据可用性供给安全性。这使履行层能够取得将一起与履行别离的全部可扩展性优势,因为没有中间层将买卖数据转发到根底层(一起和数据可用性层)。

Celestia笔记:全方位解构模块化区块链

四、模块化结算层

因为模块化区块链仅处理一部分功用,因而能够进行更多的解耦,比方解耦出结算层,能够经过模块化区块链进行结算层的优化和专业化。

模块化仓库中的结算层能够专心于结算,一起将其余组件(如一起和数据可用性)外包给其他模块化区块链。经过引入诈骗或有用性证明,结算层能够增强轻客户端的安全性,答应他们验证有用或无效块。

结算层为rollups 供给的功用

  • Proof Verification 和Dispute Resolution:rollups 发布其证明以供外部验证的当地,这关于依靠交互式诈骗证明的OP-Rollups 特别有用。

  • 促进桥接的中心:如果rollups 经过一个一起的结算层,它们能够相互桥接。

  • 流动性来源:存在于同一个结算层的流动性能够被顶部的一切rollups 运用。

模块化仓库中的结算

Celestia笔记:全方位解构模块化区块链

五、模块化可扩展性

站在可扩展性的视点,能够进行履行层、数据可用性层、结算层的模块化区分。

1. 履行层

Rollups 自身就是一种区块链,将其块发布到根底层以保证有用性和数据可用性。跟着时间的推移,出现了两种首要的Rollup 规划,optimistic 和zk-rollups。

(1) Optimistic Rollups

Optimistic Rollups 将其区块发布到根底层,根底层接纳区块并达观地假设买卖是正确的。为了答应在置疑区块无效的情况下应战Rollups 块,供给了一个争议窗口(dispute window),如果一个块遭到应战,则运用诈骗证明(fraud proof)来验证它是否无效。一旦争议窗口封闭,就不能对区块提出应战。

Optimistic Rollups 供给的可扩展性:

  1. 将履行从Layer1 移走,一旦买卖在Optimistic Rollups 上履行, Layer1 就不需求从头履行它们,因为它们自动被假定为正确的,然后减轻了Layer1 履行的担负。

  2. 减轻Layer1 的状况添加。经过将使用程序和买卖转移到不同的链上, Layer1 能够下降其状况添加的速度。很多的状况添加会添加对节点的硬件要求,这会对去中心化发生负面影响。

Celestia笔记:全方位解构模块化区块链

(2) ZK-Rollups

关于发布到Layer1 的每个Rollups 区块都会附带一个有用性证明(validity proof),以证明该区块的正确性。一旦验证了有用性证明,买卖就被以为是终究的,不需求争议窗口来判断Rollups 区块的有用性。

ZK-Rollups 供给的可扩展性:

  1. 减轻Layer1 的履行瓶颈和状况添加,供给与Optimistic rollups 类似的可扩展性优势。此外,ZK-Rollups 还经过运用有用性证明为计算验证供给可扩展性。

  2. 在大大都区块链中,区块生产者履行买卖并将它们放入一个区块中,随后由节点从头履行以验证正确性。有用性证明答应节点有用地验证买卖而无需从头履行它们——它们只需验证有用性证明。

2. 数据可用性层

经过别离一起和履行,数据可用性层也能够进行可扩展性优化,而不受供给结算层功用的约束。关键技能是数据可用性采样,经过多轮抽样小随机块,它答应节点无需下载整个块来验证可用,然后减少轻节点的带宽。

Celestia笔记:全方位解构模块化区块链

3. 结算层

现在的结算层依然承受着使用程序及其相应的根据用户的买卖活动的担负,这导致结算层挤满了来自个人用户和履行层的买卖。结算层能够运用与履行层和数据可用性层相同的技能进行扩展,但目前结算层的扩展作用还不理想。

六、创立新的区块链

跟着Cosmos SDK 及其相应的一起引擎Tendermint 等SDK 的鼓起,与之前的区块链相比,现在已经能够更轻松地创立新的区块链,而区块链创立的下一次演变将由模块化架构完成。例如,一个新的区块链将能够运用SDK 创立,而且能够立即运用现有的模块化区块链。新的区块链能够运用在数据可用性层之上发动的结算层,因为履行层不需求一起机制,因而它们不需求很多的验证集或进行代币分配。新的区块链将能够毫不费力地发动,而无需花费很多时间或金钱本钱。

在数据可用性层上发动结算层的区块链像独立的区块链相同具有主权,而结算层之上的 Rollups 不具有主权,它们依靠结算层来验证他们的买卖。

原始的Rollups 类型的履行层在部署到结算层时,需求对以太坊虚拟机进行兼容。而现在解耦了数据可用性层,能够不处理来自履行层的任何买卖或状况更新,仅发布原始买卖数据,使得新的Rollups 能够很快地部署到没有兼容约束的数据可用性层。

主权区块链(Sovereign blockchain):经过社会一起对自身及其使用进行独立操控的区块链。主权链有才干应对黑客攻击并推进晋级。

此时快讯

【2023-03-30 02:47】【Sui生态API和节点服务Shinami推出Gas费加油服务Gas Station】3月30日消息,Sui生态API和节点服务Shinami推出Gas费加油服务Gas Station,负责管理、加油和优化Gas费,以促进赞助交易(sponsored transactions)。Shinami的节点服务可向网络提交赞助交易并提供状态跟踪,使Sui上的应用程序可专注于如何应用赞助交易来提高用户参与度。

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注