原文作者：Zeke, YBB Capital 原文编译：Luccy，BlockBeats
区块链的不或许三角一直是业界难以跨过的妨碍，很多公链项目都企图经过立异的架构规划来逾越这一距离，以期成为所谓的「以太坊杀手」。但是，现实是残酷的，多年来，以太坊的霸主位置依然稳固，区块链的不或许三角依然无法突破。那么，公链是否有方法填补不或许三角的空白呢？这正是 Mustafa Albasan 提出模块化区块链概念的初衷。
模块化起源
模块化区块链的概念起源于两篇白皮书。第一篇是由 Mustafa Albasan 和 Vitalik 在 2018 年共同撰写的，题为《数据可用性采样和诈骗证明》。这篇文章论述了怎么在坚持安全性和去中心化的前提下处理区块链的可扩展性问题。详细方法是让轻量级客户端接收并验证来自全节点的诈骗证据，一起规划数据可用性证明体系，以减小链上容量与安全性之间的权衡。
随后在 2019 年，Mustafa Albasan 撰写了关于 Lazy Ledger 的白皮书，详细介绍了一种立异的架构。在这个架构中，区块链仅用于对买卖数据进行排序和确保其可用性，而不担任履行和验证买卖。这个架构旨在处理现有区块链体系的可扩展性问题。其时，他将其称为「智能合约客户端」。
智能合约经过 Celestia（第一个模块化区块链）在该客户端上的另一个履行层进行履行。随后，Rollup 的呈现使这个概念变得愈加清晰。由于 Rollup 的逻辑是在链下履行智能合约，并将成果聚组成证明，然后上传到「客户端」的履行层。
经过对区块链架构的深化考虑和新的扩展技能，他定义了一种名为「模块化区块链」的新范式。
什么是模块化区块链？
传统的单体区块链架构通常由以下四个功用层组成：
履行层：该层首要担任处理买卖和履行智能合约，包含买卖的验证、履行和状况更新。
数据可用性层：在模块化区块链中，数据可用性层确保网络中的数据可被拜访和验证。此层通常包含数据存储、传输和验证等功用，以确保区块链网络的透明度和信赖。
一致层：此层担任节点间的协议，完成网络中数据和买卖的一致性。经过特定的一致算法（例如工作证明（PoW）或权益证明（PoS））验证买卖并创建新块。
结算层：此层担任完成买卖的终究结算，确保财物的转移和记录永久保存在区块链上，决议区块链的终究状况。
单体区块链将这些组件集成在同一个体系中，这种高度集成的规划往往导致一些固有问题，如可扩展性差、灵活性差以及维护和更新困难等。
但是，Celestia 以为单体区块链不再需求独自承当所有使命。Web3 的未来开展将是「模块化区块链」，经过区块链模块化并将其流程划分为多个「专有层」，每个专有层处理特定的功用层，然后构建更优异的体系。此外，这些体系应该是独立的、安全的且可扩展的。
模块化规划原则
假如将体系规划成能够拆分、替换或替换的较小部件，那么这种规划就具有模块化特性。其核心理念是专注于做好一些特定事物（部分或者单一功用层），而不是企图包含所有方面。Cosmos Zones、Polkadot 平行链等都是咱们以往所了解的模块化项目的模范。
新视角
从模块化的新视角动身，单体区块链及其相关的模块化堆栈的从头规划空间将得到极大的拓展。各种具有不同特定用途和架构的模块化区块链能够组合在一起，完成协同工作，多样化的规划或许性催生了许多风趣且赋有构思的项目。接下来，咱们将讨论关于不同功用层的当前争议以及 Celestia 怎么从模块化的视点诠释「模块化」。
履行层以以太坊为中心
假如咱们将 Rollup 视为模块化履行层，会发现大多数模块化履行层项目都是建立在以太坊之上的。明显，这是由于以太坊拥有丰厚的资源来作为护城河，其去中心化程度是最佳挑选，但是它的可扩展性相对较差，因而在功用层面的从头规划具有巨大潜力。
经过比较最近上线的 Move 体系言语公链（APT、SUI）的惨淡体现以及以太坊上 Layer2 的空前热潮，咱们能够看出区块链基础设施的叙事现已从开发公链转向了开发以太坊 Layer2。那么模块化的存在究竟是好是坏呢？以太坊为中心的履行层会摧残公链立异吗？
区块链扩容视图
首先，从履行层的视点，对现有的链进行从头分类。这里参阅 Nosleepjon 的文章《Tatooine's Double Sun》来解释现在区块链的履行层分类。
现在，区块链可分为以下四类：
单线程单体区块链：这类区块链一次仅处理一笔买卖。受限于其功能，许多项目已转向 Rollup 或水平扩展处理计划。代表项目包含：以太坊、Polygon、币安链和 Avalanche。
并行处理单体区块链：此类区块链能够一起处理多笔买卖。代表项目有：Solana、Monad、Aptos 和 Sui。
单线程模块化区块链：这种模块化区块链一次处理一笔买卖。代表项目包含：Arbitrum、Optimism、zkSync 和 Starknet。
并行处理模块化区块链：这类模块化区块链可一起处理多笔买卖。代表项目有：Eclipse 和 Fuel。
单体并行处理架构与模块化架构
关于选用哪种方法，一直以来都有许多讨论，特别是在涉及模块化与大局并行处理的概念时。此外，还有三个首要的观念阵营：
模块化阵营：模块化的拥护者（许多也是以太坊的支撑者）以为，单一的区块链无法处理区块链的不或许三角问题。在以太坊上堆叠乐高积木被以为是在坚持安全性和去中心化的一起完成可扩展性的唯一方法。并且，模块化具有更多的操控性和可定制性。
单体并行处理阵营：这个阵营（引用了《Monolithic vs. Modular：谁是区块链的未来？》中的 Kodi 和 espresso 观念）以为，单片并行处理的新公链架构（如 Move 体系、Solona 等）具有较高的集成度，全体功能会比模块化的碎片化规划更优，一起模块化架构并不安全，尤其是在需求很多跨链通讯的状况下，黑客的攻击面更广。
中立阵营：当然，也有人持中立态度，以为两者终究能够共存。例如，Nosleepjon 以为终究的博弈是双方各有千秋，公链竞赛依然存在，Rollup 也将相互竞赛。
总结
这个问题的焦点实际上能够归结为模块化计划的冲突缺点（如跨链安全性缺少、体系流程欠安等）是否超过了新公链的中心化问题。从商场争论来看，无论是 Rollup 中心化隔离器的缺点，仍是跨链桥的安全隐患，都没有导致人们转向新的公链。这是由于所有这些问题好像都有改善的空间，而新的公链无法复制以太坊链的庞大生态护城河和去中心化优势。
另一方面，新公链虽然在架构上具有功能和集成性优势，但生态上与以太坊生态过于相似，同质化程度高，流动性缺少。缺少一个专属运用能够体现出本身的架构优势，自然也没有理由让人们抛弃以太坊生态。Rollup 的可塑性满足高，未来新架构的 Rollup 改善还有很大的空间。
当 Rollup 也具有非 EVM 链的大部分优点时，未来很难再呈现「Solana Summer」。所以在这种状况下，我以为模块化计划的冲突下风小于公链中心化的问题。而中立的状况好像并不存在，以太坊的虹吸效应将像「iPhone」一样，招引很多重视扩展性的开发者到第 Layer2，新的公链将成为一座鬼城。
因而，在关于基础设施的未来方面，我无疑更倾向于模块化。以太坊的分类扩展将是公链博弈的终局，通用链之间的 Layer2 竞赛，超级运用链之间的 Layer3 竞赛。
现在一级商场融资的项目也印证了这一点。除了很多的以太坊 Layer2 项目和比特币的扩容项目之外，几乎没有新的公链。
但是，这个职业始终是建立在以太坊上开展的，现在的趋势好像过于会集，这样的现状确实值得考虑。缺少竞赛或许会阻碍一个职业的开展，这个职业需求多样性和更多的挑选。假如用户体会逐渐趋于同质化，新的公链将怎么创造出破局的契机，现在还看不到。当以太坊不断完善本身缺点的一起，怎么找到更大的差距来针对非 EVM 体系进行精准打击需求要点重视。
DA 计划竞赛
近期，业界热议从履行层转向数据可用性层（DA 层），特别是关于 Rollup 应该选用哪种数据可用性计划的问题。这场讨论起源于以太坊基金会研究员 Dankrad Feist 的一条推文，讨论了主题的各个方面。在他看来，没有以太坊 DA 的 Rollup 不属于 Layer2。因而，之前关于 Layer1 的战役是否会演变成正统（拥有以太坊 DA）Layer2 和非正统 Layer2 之间的战役呢？现在业界对于 DA 的处理计划首要有三种：
公链作为结算层
以以太坊为例，在 Rollup 中进行买卖时提交给以太坊的费用首要包含以下几类：
履行费用：这是对履行买卖所需核算资源的补偿。它包含履行买卖所需的燃料费，通常与买卖的复杂性和履行时间成正比。在 Rollup 中，履行费用或许包含链下履行买卖的费用，以及生成和验证买卖证明的费用。
状况费：状况费与更新以太坊主链上的状况有关。在 Rollup 中，这包含向主链提交新状况根的费用。每次 Rollup 聚合器生成新的状况根并将其提交到主链时，都会产生状况费用。该费用或许与状况更新的频率和复杂性成正比。
数据可用性费用：将数据发布到 Layer1 的费用。
在这些费用中，数据可用性费用占比最大，且本钱较高。例如，Arbitrum 在本年 5 月 6 日因以太坊 GAS 费用激增，单日向以太坊支付了 376.8ETH GAS 费用。
这是由于 Rollup 以 Calldata 上传的方式将数据上传到以太坊，并永久存储这些数据，导致本钱十分昂贵。但是，Rollup 的安全性和合法性是三种计划中最好的，并且该计划的本钱降低现在正等待 Cancun 晋级后的 EIP-4844 更新。经过引进业务格局，用 Blob 承载 Transactions，让买卖格局比普通买卖格局多一个 Blob 位来承载 Layer2 的数据。此外，Blob 数据在 1 个月后就会被节点删去，然后大大节省了存储空间。
Blob 的业务格局供给了比 Calldata 更便宜的数据可用性。由于一方面，Calldata 存在于 Execution Payload 中，而 Blob 数据存储在 Prysm 节点或 Lighthouse 节点（而不是 Geth）中，当合约需求读取 Calldata 时，会消耗更多的资源。另一方面，Blob 数据是短期存储，节点会在一个月后删去 Blob 数据。虽然如此，GAS 本钱仍会高于后两种计划。
Validiums DA 模式
对于运用链类型的 Rollup（如过去的 dYdX、Immutable 等），通常选用 header Rollup 项目所引进的 Layer 2 可扩展性引擎（现在最常见的是 StarkEx，但 Zk 系列 header 项目也有相似的计划）。在 DA 模式下，由于运用链核算量较大，他们更倾向于运用 Validiums，这是一种低本钱、高吞吐量的计划。
Validium 的方针是运用链下数据可用性和核算，相似于 ZK-rollup，经过发布零常识证明来验证以太坊上的链下买卖。但是，与 ZK-rollup 将数据保留在链上不同，Validiums 将数据保留在链下，其本钱比运用以太坊低 90%，使其成为代替计划中最具本钱效益的处理计划。
但由于数据仍在链下，Validium 的实体运营商能够冻住用户的资金。为避免这种极点状况，需求再次引进数据可用性委员会 (DAC) 计划，DAC 必须经过其法定人数签署每次状况更新来承认已收到数据。这是一个有争议的做法，由于你必须首先信赖实体的安全性，而非链本身。Dankrad Feist（上述 EIP-4844 的创建者）在推特上直接点名了这个计划。
模块化 DA
从模块化的视点来看，从头规划 DA 层的方法有许多种，这或许导致各个项目的详细完成存在差异。因而，要详细描述模块化 DA 项目需求很多篇幅，其间，以 Celestia 项目为代表来论述 DA 项目的规划。
Celestia
作为首个提出模块化区块链概念的项目，Celestia 在该领域中具有极高的知名度和先驱位置。其愿景在于处理区块链可扩展性和模块化方面的问题。依据 COSMOS 架构构建的 Celestia 为开发人员供给了更大的灵活性，使他们能够轻松部署和维护区块链运用程序。一起，经过为 dApp 创作者和区块链开发者供给模块化、可扩展的区块链架构，Celestia 支撑各种运用程序和服务的需求，降低了部署区块链的本钱与复杂性。
工作原理和架构
解耦履行：Celestia 的逻辑在于将协议分解为不同的层，每一层重视特定的功用，然后能够从头组合以构建区块链和运用程序。Celestia 首要重视层次结构中的一致层和数据可用性层。与某些 Layer1 相似，Celestia 运用 Tendermint（一种拜占庭容错 (BFT) 一致算法）对买卖进行排序。但与其他 Layer1 不同的是，Celestia 不处理买卖的有效性，也不履行买卖。它仅对买卖进行打包排序和广播，所有买卖有效性规矩均由客户端的 Rollup 节点强制履行（即完成一致层和履行层的解耦）。
值得注意的一个要害点是「不推理买卖有效性」。这意味着携带隐藏买卖数据的歹意区块也能够发布到 Celestia。那么，验证过程应该怎么实施呢？Celestia 在这里引进了两个核心技能：2D Reed-Solomon 编码和数据可用性采样（DAS）。
单体区块链的全体架构与 Celestia 的模块化架构构成鲜明对比
DAS：该计划允许轻节点验证区块数据的可用性，而无需下载整个区块。轻节点仅需一部分区块数据进行采样（详细完成依赖于 2D Reed-Solomon 编码，详见下文）。与之前提到的 Dac 不同，DAS 不依赖于可信实体的安全性；只需链满足去中心化，数据就可被信赖。
2D Reed-Solomon 编码（纠删码）：2D Reed-Solomon 编码的核心思维是内行和列上别离运用 Reed-Solomon 编码。这样，即便二维数据的某些行和列呈现错误，也能够进行纠正。经过对区块数据进行编码，将区块数据划分为 kk 个块，排列成 kk 的矩阵，并经过屡次 Reed-Solomon 编码扩展为 2k2k 的扩展矩阵。核算扩展矩阵行和列的 4k 个独立默克尔根（Merkle roots），这些默克尔根被用作批量中的区块数据承诺。
Celestia 轻节点采样 2k2k 数据块。每个轻节点在扩展矩阵中随机挑选一组唯一坐标，并向全节点查询有关这些坐标和相应默克尔证明的数据块。每个接收到正确默克尔证明的数据块都将广播到网络。
抽象地说，能够将区块数据划分为方阵（例如 8x8），经过编码，在原始数据上增加额外的「校验」行和列，构成更大的方阵（例如 16x16）。经过对这个大方阵内的部分数据进行随机采样并验证其准确性，就能够确保全体数据的完整性和可用性，即便部分数据丢失或损坏，依然能够运用校验和数据康复整个数据。
块缩放：Celestia 完成了随轻节点数量增加而完成缩放的功用。只需网络中有满足的节点对整个区块进行采样，Celestia 就能坚持安全性。这意味着跟着更多节点参加网络进行采样，区块巨细能够相应地增加，而无需献身安全性或去中心化特性。但是，在传统的单体区块链上，增加区块巨细或许会献身去中心化，由于更大的区块巨细会进步节点下载和验证数据的硬件要求。
主权 Rollup：这是 Celestia 初次提出的概念，它结合了多种区块链规划元素，包含 Layer1 区块链、rollup 以及早期比特币网络中的 Mastercoin 等。主权 Rollup 与智能合约 Rollup（如 Optimism、Arbitrum、zkSync 等）之间的首要差异在于买卖验证方式。在智能合约 Rollup 中，买卖由部署在以太坊上的智能合约进行验证。而在主权 Rollup 中，Rollup 节点本身担任验证买卖。
主权 Rollup 将其买卖发布到其他区块链（如 Celestia）以进行排序和数据可用性处理。接着，主权 Rollup 的节点对正确的链进行承认。这种规划使得主权 Rollup 能够从 DA 层继承多个安全属性，包含活跃度、安全性、重组反抗和检查反抗。
对于智能合约 Rollup，晋级取决于结算层的智能合约。要晋级 Rollup，需求修正智能合约。这或许需求多个签名来操控谁能够发起智能合约的更新。虽然团队操控晋级多重签名的状况很常见，但经过治理来操控多重签名也是可行的。由于智能合约坐落结算层，因而受到结算层社会一致的限制。
主权 Rollup 经过相似于 Layer 1 区块链的分叉进行晋级。发布新的软件版本后，节点能够挑选将其软件更新为最新版本，假如节点不同意晋级，它们能够继续运用旧软件。这样的选项使得社区中运行节点的人能够决议是否接受新的更改，即便大部分节点进行了晋级，也无法强制它们接受晋级。这种特性使主权 Rollup 成为真正的「主权」Rollup。
量子引力桥（QGB）是 Celestia 生态体系的要害组成部分，它充当了 Celestia 和以太坊（或其他 EVM L1 链）之间的桥梁，完成了两个网络之间的数据和财物传输。经过引进 Celestium（EVM L2 Rollup）的概念，运用 Celestia 完成数据可用性，一起挑选以太坊作为结算层。
这样就完成了充分运用两个网络优势，即 Celestia 的可扩展性和数据可用性，以及以太坊的安全性和去中心化特性。在 Celestia 上的验证器能够运行 QGB，使 Celestium 能够为区块数据供给强壮的数据可用性确保，而本钱仅为以太坊 calldata 的一小部分。
QGB 是完成 Celestia 可扩展、安全和去中心化区块链生态体系愿景的要害部分。它促进了区块链技能未来所需的互操作性。现在，该项目正在研究 Zk QGB，以进一步降低验证的 Gas 本钱。
DA 经济学
咱们来说说 DA 未来有多少经济价值。
这个假设是由 Delphi 的研究员 Jon Charbonneau 提出的，依据 Polygon Hermez 的预测，即他们在 Danksharding 中终究每笔买卖只需 14 个字节。依据上述 EIP-4844 规格，在 1.3 MB/s 的状况下，Layer2 可达到约 10 万 TPS，估计收入将高达惊人的 300 亿美元。
在如此巨大的利益唆使下，未来的 DA 商场竞赛将反常剧烈。除了三大处理计划之外，Stark 的 Layer3、zkPorter 以及其他一些模块化 DA 项目也将参加战局。因而，从现有的 Layer2 项目来看，通用链更倾向于运用以太坊 DA，而运用链和长尾链将成为「非正统 DA」的首要客户。我个人以为，模块化 DA 以及快速开展的 Layer3 将是未来的主流挑选。
结语
迈向去中心化依然是职业的主流理念，模块化区块链在本质上是对以太坊价值观的延伸，也是企图打破区块链不或许三角的尝试。虽然其规划赋有多样性，但这也导致了施工的复杂性。由于模块化建设中有很多模块可供挑选，而不同模块之间存在潜在的盲盒危险，怎么构建愈加稳定的模块化体系便成为了一个需求重视的问题。另一方面，在模块化趋势的推进下，数十个 Layer2 将进一步削减流动性，跨链通讯和安全也将成为未来开展的要点。最近，比特币的模块化也成为了抢手方向，其间一些计划具有一定的可行性，值得适度重视。
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