Dopo anni di costruzione di catene monolitiche sempre più grandi che cercano di gestire ogni funzione all'interno di un singolo sistema, l'industria blockchain ha raggiunto una realizzazione fondamentale: la specializzazione batte la generalizzazione.
Come sostiene Mustafa Al-Bassam, co-fondatore di Celestia, le criptovalute sono state limitate da un ciclo infinito di nuove piattaforme di smart contract monolitiche, ciascuna delle quali sacrifica la decentralizzazione e la sicurezza alla ricerca di commissioni di transazione più basse. Il Web3 non può scalare nei limiti di un framework monolitico. Questa realizzazione ha catalizzato l'ascesa del design delle blockchain modulari, dove le funzioni fondamentali sono separate in livelli specializzati che lavorano insieme piuttosto che competere all'interno di una singola catena.
La tendenza è accelerata in modo drammatico tra il 2023 e il 2025. Celestia ha lanciato il suo mainnet nell'ottobre 2023, introducendo il primo livello di disponibilità dati pronto per la produzione utilizzando il campionamento della disponibilità dati. EigenDA ha seguito nel 2024, sfruttando l'infrastruttura di restaking di Ethereum per fornire servizi dati su vasta scala.
Avail è emerso dall'ecosistema di Polygon nel luglio 2024, posizionandosi come una soluzione di disponibilità dati agnostica alla catena. Questi progetti rappresentano diversi approcci allo stesso problema: come fornire l'infrastruttura di base per un ecosistema blockchain modulare senza costringere ogni catena a ricostruire da zero il consenso, l'archiviazione dei dati e l'esecuzione.
Le implicazioni si estendono ben oltre l'architettura tecnica. Le blockchain modulari mettono in discussione i modelli economici fondamentali delle reti blockchain, alterano le ipotesi di sicurezza e creano nuove opportunità di innovazione introducendo rischi nuovi. Comprendere questa transizione richiede di esaminare non solo come funzionano i sistemi modulari, ma perché sono emersi, quali problemi risolvono e quali compromessi introducono.
Per comprendere appieno la portata di questo cambiamento, dobbiamo prima capire cosa c'era prima. La storia dell'evoluzione delle blockchain segue un arco chiaro: dal focus singolare di Bitcoin sul trasferimento sicuro di valore, attraverso la computazione a scopo generale di Ethereum, fino alle soluzioni di scaling layer-two che hanno rivelato i limiti del design monolitico, e infine alle architetture modulari ora dispiegate su larga scala. Ogni fase ha costruito dai precedenti, esponendo gradualmente i limiti che il design modulare mira a superare.
Blockchain Monolitiche Spiegate
Una blockchain monolitica esegue tutte le funzioni fondamentali all'interno di un unico sistema unificato. Queste funzioni includono l'esecuzione delle transazioni e dei contratti intelligenti, il consenso sull'ordine e la validità di tali transazioni, la disponibilità dei dati per garantire che tutte le informazioni siano accessibili per la verifica e la regolamentazione per fornire la finalità e risolvere le controversie. Le reti blockchain tradizionali come Bitcoin, Ethereum prima dei rollup, e Solana esemplificano questo approccio.
Il design monolitico offre vantaggi significativi. La semplicità è fondamentale tra questi benefici. Quando tutte le funzioni operano all'interno di un solo sistema, gli sviluppatori affrontano meno sfide di integrazione e gli utenti incontrano un modello mentale chiaro. Anche la sicurezza beneficia di questo approccio unificato.
Lo stesso set di validatori protegge tutti i livelli, eliminando le ipotesi di fiducia che sorgono quando componenti diversi si affidano a meccanismi di sicurezza separati. La componibilità raggiunge il suo apice nei sistemi monolitici, poiché tutti i contratti intelligenti e le applicazioni condividono lo stesso ambiente di esecuzione e possono interagire in modo atomico senza ponti cross-chain o protocolli di messaggistica.
Bitcoin dimostra il design monolitico nella sua forma più pura. La rete si concentra interamente sul garantire il trasferimento di valore, con l'esecuzione limitata a un linguaggio di scripting semplice. Ogni nodo completo scarica e convalida ogni transazione, garantendo massima sicurezza e decentralizzazione a scapito del throughput.
Bitcoin elabora circa sette transazioni al secondo, e i tentativi di aumentare questa capacità hanno scatenato dibattiti contenziosi proprio perché modificare un aspetto del sistema influisce su tutto il resto.
Ethereum, prima della sua evoluzione verso un'architettura modulare, esemplificava una catena monolitica più complessa. La rete gestisce l'esecuzione dei contratti intelligenti, il consenso attraverso il proof of stake, la disponibilità dei dati per tutti i dati delle transazioni e la regolazione per le reti layer-two. Questo approccio completo ha permesso l'esplosione delle applicazioni decentralizzate e della finanza decentralizzata, ma ha anche creato notevoli colli di bottiglia per la scalabilità. Durante i periodi di alta domanda, le commissioni sul gas sono salite a centinaia di dollari per transazione, rendendo impraticabili molti casi d'uso e utenti.
Solana rappresenta una diversa filosofia monolitica, privilegiando le prestazioni attraverso un'architettura monolitica ad alte prestazioni. La rete impiega meccanismi di consenso innovativi e l'elaborazione delle transazioni parallele per ottenere un throughput superiore ai 50.000 transactions per secondo in condizioni ideali.
Tuttavia, questa performance comporta compromessi nei requisiti hardware per i validatori e ha occasionalmente portato a interruzioni della rete quando il sistema è stato sovraccaricato.
La limitazione fondamentale delle blockchain monolitiche deriva dal trilemma della scalabilità, un concetto che suggerisce che le blockchain possono ottimizzare solo due delle tre proprietà: decentralizzazione, sicurezza e scalabilità. Quando l'esecuzione, il consenso e la disponibilità dei dati operano tutti all'interno dello stesso sistema, competono per le stesse risorse.
Aumentare il throughput tipicamente richiede blocchi più grandi, il che rende più costoso gestire un nodo completo e riduce la decentralizzazione. Mantenere una decentralizzazione stretta limita la dimensione dei blocchi e il throughput. Garantire la sicurezza richiede la convalida ridondante, il che limita la scalabilità.
Questi vincoli sono diventati sempre più evidenti man mano che l'adozione della blockchain cresceva. La transizione di Ethereum al proof of stake nel settembre 2022 ha migliorato l'efficienza energetica e la sicurezza, ma non ha affrontato fondamentalmente i limiti di scalabilità. Le commissioni sulle transazioni sono rimaste elevate durante la domanda di picco, e il throughput è rimasto limitato. Soluzioni di rollup layer-two sono emerse come una risposta, elaborando le transazioni fuori chain e pubblicando dati compressi su Ethereum. Ma anche queste soluzioni hanno affrontato vincoli, in particolare intorno ai costi di disponibilità dei dati.
L'approccio monolitico limita anche l'innovazione. Gli sviluppatori che costruiscono su una catena monolitica devono accettare le scelte di design della catena riguardo ai linguaggi di programmazione, alle macchine virtuali, ai meccanismi di consenso e alle strutture delle commissioni.
Creare una blockchain specifica per un'applicazione richiede il lancio di un'intera nuova catena monolitica con il proprio consenso, il reclutamento di validatori e l'avvio di un sistema di sicurezza da zero. Questa alta barriera all'ingresso ha limitato l'esperimento e frammentato la liquidità tra sistemi incompatibili.
Entro il 2023, i limiti del design monolitico erano diventati innegabili. La disponibilità dei dati rappresentava circa il 95% dei costi che i rollup pagavano a Ethereum. Questa inefficienza indicava una soluzione: separare le funzioni che le catene monolitiche combinano, permettendo a ciascuna di essere ottimizzata indipendentemente pur lavorando insieme come sistema.
Blockchain Modulari: Una Nuova Filosofia di Design
Le blockchain modulari scompongono le funzioni di una blockchain tradizionale in livelli o componenti specializzati. Piuttosto che gestire l'esecuzione, il consenso, la regolazione e la disponibilità dei dati all'interno di un unico sistema, le architetture modulari delegano queste responsabilità a diverse catene o servizi specializzati. Ogni componente si concentra sull'esecuzione di un compito eccezionalmente bene, poi coordina con altri componenti per fornire funzionalità blockchain complete.
Il concetto trae ispirazione dai principi di design modulare nell'ingegneria del software e nella scienza informatica. Proprio come le applicazioni moderne separano le preoccupazioni in livelli distinti (presentazione, logica aziendale, archiviazione dati), le blockchain modulari separano le funzioni della blockchain in livelli specializzati. Questa separazione consente a ciascun livello di ottimizzare per il suo scopo specifico senza compromettere gli altri.
Le quattro funzioni fondamentali in un'architettura blockchain modulare servono ognuna a scopi distinti. Il livello di esecuzione elabora le transazioni e gestisce la logica dei contratti intelligenti, determinando le transizioni di stato basate sulle azioni degli utenti. Il livello di consenso stabilisce l'accordo tra i partecipanti alla rete sull'ordine e l'inclusione delle transazioni, assicurando che tutti mantengano la stessa visione della storia della blockchain.
Il livello di disponibilità dei dati garantisce che tutti i dati di transazione necessari siano pubblicati e accessibili per la verifica, anche se i nodi completi non hanno bisogno di elaborarlo. Il livello di regolazione fornisce la finalità e la risoluzione delle controversie, agendo come fonte di verità per i rollup e altri ambienti di esecuzione.
Il design modulare non richiede che tutti e quattro i livelli siano separati. Alcune architetture combinano consenso e disponibilità dei dati, mentre altre uniscono regolazione e consenso. Il principio chiave riguarda la specializzazione piuttosto che la separazione completa. Ciascun componente dovrebbe concentrarsi su ciò che fa meglio, con interfacce chiare per l'interazione con altri componenti.
Celestia ha aperto la strada al concetto di livello di disponibilità dei dati modulare, lanciando il suo mainnet nell'ottobre 2023. Il progetto affronta un problema specifico: i rollup e altre soluzioni di scaling hanno bisogno di un luogo per pubblicare i loro dati di transazione in modo economico e affidabile, ma pubblicare questi dati su costosi livelli di esecuzione come Ethereum crea colli di bottiglia.
Celestia scala ripensando l'architettura blockchain dalle fondamenta, separando l'esecuzione dal consenso introducendo il campionamento della disponibilità dei dati. Questo approccio consente a Celestia di fornire un'abbondante disponibilità dati senza imporre vincoli di esecuzione o regolazione ai progetti che si basano su di esso.
La rete di Celestia opera come una blockchain minima focalizzata esclusivamente sul consenso e sulla disponibilità dei dati. Contenuto: Non esegue contratti intelligenti né fornisce una macchina virtuale. Invece, gli sviluppatori possono distribuire i propri livelli di esecuzione, che si tratti di rollup, catene specifiche per applicazioni o ambienti completamente personalizzati, e utilizzare Celestia esclusivamente per ordinare le transazioni e garantire la disponibilità dei dati. La roadmap di Celestia mira a scalare implacabilmente oltre 1 gigabyte al secondo di velocità di trasmissione dei dati, puntando a rimuovere il collo di bottiglia finale della scalabilità delle criptovalute.
L'innovazione tecnica che consente la scalabilità di Celestia è il campionamento della disponibilità dei dati. Le blockchain tradizionali richiedono che ogni nodo completo scarichi tutti i dati delle transazioni per verificarne la disponibilità. Questo crea un compromesso diretto tra la dimensione dei blocchi e la decentralizzazione. Il campionamento della disponibilità dei dati cambia questa dinamica consentendo ai nodi leggeri di verificare la disponibilità dei dati campionando casualmente piccole porzioni di ciascun blocco.
Se i campioni sono disponibili, i nodi possono essere fiduciosi con alta probabilità che tutti i dati siano disponibili, senza dover scaricare tutto. Ciò consente a Celestia di scalare la disponibilità dei dati man mano che più nodi leggeri si uniscono alla rete, invertendo la curva di scalabilità tradizionale.
Celestia ha anche introdotto il concetto di rollups sovrani, che sono livelli di esecuzione che utilizzano Celestia per la disponibilità dei dati e il consenso, ma prendono le proprie decisioni sulle regole di esecuzione, governo e aggiornamenti.
A differenza dei rollup di Ethereum, che tipicamente ereditano la sicurezza e il regolamento da Ethereum, i rollup sovrani su Celestia operano in modo più indipendente. Pubblicano i loro dati su Celestia per garantirne la disponibilità, ma definiscono le proprie condizioni di validità e non si affidano a una catena esterna per il regolamento finale.
EigenDA è emerso come un approccio diverso alla disponibilità moduli dei dati, costruito sopra al protocollo di restaking di EigenLayer. EigenDA utilizza un'architettura elegante che mantiene l'ottimalità o quasi-ottimalità nei confronti delle prestazioni, sicurezza e costi attraverso la codifica Reed Solomon che è verificata crittograficamente da prove di apertura polinomiale KZG. Invece di costruire una blockchain indipendente come Celestia, EigenDA opera come un servizio attivamente validato all'interno dell'ecosistema di EigenLayer, consentendo agli staker di Ethereum di riutilizzare il loro ETH messo in stake per aiutare a proteggere il livello di disponibilità dei dati.
L'architettura di EigenDA separa i ruoli tra diversi partecipanti. I dispersori codificano i dati e li distribuiscono ai nodi validatori. I nodi validatori attestano la disponibilità dei dati e memorizzano porzioni di ciascun blob di dati. I nodi di recupero raccolgono frammenti di dati dai validatori e ricostruiscono i dati originali quando necessari.
La rete è stata lanciata con una velocità di trasmissione della disponibilità dei dati leader nel settore di 100 megabyte al secondo, con una tabella di marcia per scalare esponenzialmente. Questa alta velocità di trasmissione deriva dal design di EigenDA, che richiede a ciascun operatore di memorizzare solo una frazione del totale dei dati pur mantenendo la capacità di ricostruire tutto se necessario.
L'integrazione di EigenDA con Ethereum attraverso EigenLayer crea proprietà di sicurezza uniche. Il protocollo sfrutta miliardi di dollari in ETH riposizionato come sicurezza economica, ereditando il robusto set di validatori di Ethereum pur fornendo servizi di disponibilità dei dati specializzati.
Questo modello di sicurezza condivisa riduce il costo del capitale per proteggere il livello di disponibilità dei dati rispetto al bootstrap di una blockchain completamente indipendente. EigenDA utilizza anche nativamente Ethereum come livello di regolamento per la gestione del set di operatori, garantendo una maggiore sicurezza per le reti di secondo livello che si insediano su Ethereum.
Avail rappresenta un terzo approccio importante alla disponibilità modulare dei dati, enfatizzando un'infrastruttura indipendente dalla catena e l'interoperabilità cross-chain. L'infrastruttura scalabile orizzontalmente, indipendente dalla catena e con minimizzazione della fiducia del progetto mira a unificare l'ecosistema frammentato delle blockchain fornendo spazio di blocco illimitato, interoperabilità nativa e sicurezza modulare. Costruito utilizzando il Polkadot SDK, Avail opera come una blockchain di disponibilità dei dati specializzata che si collega con diversi ecosistemi di livello uno, tra cui Ethereum, Solana e BNB Chain.
L'architettura di Avail consiste in tre componenti che lavorano insieme. Il livello di disponibilità dei dati memorizza i dati delle transazioni utilizzando la codifica per cancellazione e impegni polinomiali KZG per una verifica efficiente. Il livello Nexus fornisce interoperabilità cross-chain con minimizzazione della fiducia, consentendo comunicazioni senza soluzione di continuità tra rollup e catene sovrane costruite su diversi ecosistemi. Il livello Fusion offre sicurezza economica multi-token, consentendo che la rete sia protetta non solo dal token nativo di Avail, ma anche da ETH, BTC, SOL e altri beni.
Il livello di disponibilità dei dati di Avail impiega impegni polinomiali KZG per provare crittograficamente la disponibilità dei dati senza richiedere download completi, consentendo a catene come Polygon zkEVM Validium di ridurre i costi Ethereum di circa il 90 percento mantenendo la sicurezza. L'enfasi del protocollo sulla verifica del client leggero consente agli utenti di eseguire nodi leggeri su dispositivi come telefoni o browser, verificando la disponibilità dei dati in pochi secondi senza richiedere le risorse di nodi completi.
Ognuno di questi progetti rappresenta una filosofia diversa su come le blockchain modulari dovrebbero funzionare. Celestia dà la priorità alla neutralità e alla sovranità, consentendo a qualsiasi ambiente di esecuzione di costruire sopra senza imporre presupposti specifici di regolamento o sicurezza. EigenDA evidenzia una profonda integrazione con l'ecosistema di Ethereum, sfruttando il restaking per creare disponibilità di dati efficiente nei costi, supportata dalla sicurezza di Ethereum. Avail si concentra sull'interoperabilità e l'unificazione, costruendo ponti tra diversi ecosistemi blockchain attraverso il suo livello Nexus.
L'approccio modulare ha catalizzato una rapida innovazione nei livelli di esecuzione. Progetti come Arbitrum Orbit, Optimism's OP Stack e il Chain Development Kit di Polygon consentono agli sviluppatori di distribuire rollup personalizzati con minimo sforzo. Queste piattaforme rollup-as-a-service sfruttano i livelli di disponibilità di dati modulari per la pubblicazione dei dati delle transazioni, consentendo ai team di sviluppo di concentrarsi sugli ambienti di esecuzione specifici per l'applicazione piuttosto che ricostruire consenso e infrastruttura di disponibilità dei dati da zero.
Data Availability Layers - The New Backbone
La disponibilità dei dati è emersa come il collo di bottiglia infrastrutturale critico per la scalabilità delle blockchain, e comprendere perché richiede l'esame di cosa significhi la disponibilità dei dati e perché sia importante. Quando una blockchain produce nuovi blocchi contenenti transazioni, il problema della disponibilità dei dati si chiede: come può la rete garantire che tutti i dati delle transazioni in quei blocchi siano effettivamente disponibili per chiunque ne abbia bisogno per la verifica, senza richiedere a ogni partecipante di scaricare e memorizzare tutto?
Nei blocchi monolitici tradizionali, risolvere la disponibilità dei dati è semplice ma costoso. Ogni nodo completo scarica ogni blocco e memorizza tutti i dati. Se un nodo può scaricarlo, i dati devono essere disponibili. Questo approccio fornisce la massima sicurezza, ma crea significative limitazioni di scalabilità. Quando i blocchi crescono per ospitare più transazioni, gestire un nodo completo diventa più costoso, riducendo la decentralizzazione. Il costo di memorizzare tutti questi dati su una blockchain di alta sicurezza come Ethereum rende la disponibilità dei dati la spesa dominante per i rollup di secondo livello.
Il problema diventa più complesso nelle architetture modulari in cui l'esecuzione avviene in un luogo e i dati vengono memorizzati in un altro. Un rollup elabora migliaia di transazioni off-chain, ma deve pubblicare i dati delle transazioni da qualche parte in modo che chiunque possa ricostruire lo stato del rollup e verificarne la correttezza. Se l'operatore del rollup trattiene i dati, gli utenti non possono rilevare transizioni di stato non valide, creando una vulnerabilità.
I livelli di disponibilità dei dati esistono per risolvere questo problema: fornire un luogo per pubblicare dati delle transazioni con garanzie crittografiche che i dati siano disponibili, a un costo inferiore rispetto a postare tutto su un livello di esecuzione.
L'approccio di Celestia alla disponibilità dei dati si concentra sul campionamento della disponibilità dei dati, una tecnica che cambia fondamentalmente la relazione tra la dimensione del blocco e il costo della verifica. Nelle blockchain tradizionali, raddoppiare la dimensione del blocco raddoppia la quantità di dati che ciascun nodo completo deve scaricare. Ma con il campionamento della disponibilità dei dati, i nodi leggeri possono verificare che i dati siano disponibili campionando piccole porzioni casuali di ciascun blocco. Attraverso la codifica per cancellazione e tecniche crittografiche ingegnose, Celestia consente ai nodi di acquisire fiducia nella disponibilità dei dati senza scaricare tutto.
Il processo funziona attraverso diversi passaggi. Innanzitutto, i produttori di blocchi prendono i dati delle transazioni e li codificano utilizzando uno schema di codifica Reed-Solomon a due dimensioni. Questa codifica aggiunge ridondanza ai dati, espandendoli oltre la loro dimensione originale, ma consentendo la ricostruzione anche se mancano porzioni significative. I dati codificati sono organizzati in una matrice e impegnati utilizzando impegni polinomiali KZG, che forniscono prove crittografiche sintetiche sulla struttura dei dati.
I nodi leggeri quindi campionano casualmente piccole porzioni di questi dati estesi. Ciascun campione include una prova che i dati campionati fanno parte del blocco impegnato. Raccogliendo più campioni casuali, i nodi leggeri possono diventare fiduciosi con alta probabilità che l'intera matrice dei dati sia disponibile.
La matematica assicura che se il produttore del blocco trattiene qualsiasi porzione significativa dei dati, i nodi leggeri rileveranno ciò attraverso campioni falliti. Importante, il livello di fiducia aumenta con più nodi leggeri, poiché ciascuno esegue un campionamento casuale indipendente. Questo crea una proprietà di scalabilità unica: Celestia diventa più sicura man mano che più partecipanti si uniscono alla rete.
Il livello di disponibilità dei dati di Celestia costa circa il 64% in meno rispetto a Ethereum, con costi medi di circa 7,31 dollari per megabyte rispetto ai 20,56 dollari di Ethereum. Le funzionalità SuperBlobs del progetto riducono ulteriormente le commissioni a circa 0,81 dollari per megabyte, consentendo volumi elevati cost-effective.Skip translation for markdown links.
Contenuto: elaborazione dati per rollup. Queste dinamiche economiche rendono Celestia attraente per i rollup e altre soluzioni di scalabilità che necessitano di pubblicare grandi quantità di dati.
L'implementazione tecnica coinvolge alberi di Merkle con nomi, che organizzano i dati in spazi dei nomi separati per diverse applicazioni. Questo consente a ciascun rollup o chain che utilizza Celestia di pubblicare i propri dati nel proprio spazio dei nomi, e i light client devono solo scaricare e verificare i dati pertinenti alle chain a cui tengono. Un rollup che monitora il proprio spazio dei nomi non ha bisogno di elaborare dati da altri rollup che condividono gli stessi blocchi Celestia, migliorando l'efficienza mantenendo al contempo la sicurezza condivisa.
EigenDA affronta la disponibilità dei dati con un'architettura diversa, enfatizzando la scalabilità estrema attraverso il suo modello basato su operatori. Il protocollo è progettato per ottenere lo scaling orizzontale in modo tale che più operatori ci sono sulla rete, maggiore è la capacità di throughput che la rete consente. Nei test privati con 100 nodi, EigenDA ha dimostrato un throughput fino a 10 megabyte al secondo, con una roadmap per scalare a 1 gigabyte al secondo.
Il sistema EigenDA divide i dati in chunk tramite il coding a cancellazione, quindi distribuisce questi chunk tra un gran numero di operatori. Ogni operatore memorizza solo una frazione dei dati totali, ma la codifica garantisce che i dati completi possano essere ricostruiti da qualsiasi sottoinsieme sufficiente di chunk. Questa distribuzione riduce l'onere di archiviazione e di larghezza di banda sugli operatori individuali mantenendo le garanzie di disponibilità dei dati attraverso prove crittografiche.
Gli impegni KZG giocano un ruolo centrale nel sistema di verifica di EigenDA, come fanno in Celestia. Questi impegni polinomiali consentono di dimostrare proprietà sui dati senza rivelare tutti i dati stessi. Quando un dispersore codifica e distribuisce blocchi di dati, genera impegni KZG che consentono ai validatori di verificare la correttezza dei loro chunk di dati senza dover vedere tutti gli altri chunk. Ciò rende la verifica efficiente mantenendo forti garanzie di sicurezza.
Il modello economico dietro EigenDA sfrutta il restaking attraverso EigenLayer. I validatori Ethereum che hanno messo in staking ETH possono optare per garantire la sicurezza di EigenDA eseguendo software aggiuntivo, guadagnando ricompense dai rollup e da altri utenti del layer di disponibilità dei dati. Questo approccio al restaking offre diversi vantaggi.
Riduce il costo del capitale per garantire la rete perché lo stesso staking garantisce sia Ethereum che EigenDA. Eredita il set decentralizzato di validatori di Ethereum anziché richiedere a EigenDA di avviare il proprio da zero. Crea un legame economico diretto tra la sicurezza di Ethereum e l'affidabilità di EigenDA.
Gli operatori di nodo devono mettere in staking un minimo di 32 ETH o 1 token EIGEN per diventare membri della rete di disponibilità dei dati, anche se le condizioni di slashing del protocollo sono ancora in fase di sviluppo attivo, poiché i singoli servizi convalidati attivamente come EigenDA devono migrare ai set di operatori e definire specifiche condizioni di slashing. Questo sviluppo continuo dei meccanismi di slashing evidenzia sia l'innovazione che la natura in evoluzione dei modelli di sicurezza basati su restaking.
Avail adotta un altro approccio alla disponibilità dei dati, enfatizzando l'interoperabilità tra diversi ecosistemi blockchain mantenendo forti proprietà di sicurezza. Il layer di disponibilità dei dati del protocollo utilizza impegni KZG e il coding a cancellazione simili a Celestia ed EigenDA, ma li integra con una visione più ampia dell'infrastruttura cross-chain.
La rete Avail raggiunge la disponibilità dei dati attraverso un meccanismo di consenso basato su validatori costruito sul Polkadot SDK. I validatori raggiungono un consenso sui blocchi contenenti dati di transazione da più rollup e chain, quindi rendono questi dati disponibili per la verifica. I light client possono verificare la disponibilità dei dati attraverso il campionamento, simile all'approccio di Celestia. I light client di Avail assicurano una verifica rapida delle transazioni a livello utente, con pre-conferme che consentono una verifica delle transazioni di circa 250 millisecondi, rappresentando una velocità 15 volte maggiore rispetto agli approcci tradizionali.
Ciò che distingue Avail è il suo modello di staking multi-token e il layer di interoperabilità Nexus. Anziché fare affidamento esclusivamente su un token nativo per la sicurezza, Avail consente lo staking con ETH, BTC, SOL, e altri asset principali. Questo approccio multi-token mira ad attrarre maggiore liquidità e una sicurezza economica più forte da più comunità blockchain. Il layer Nexus fornisce un hub di coordinamento a fiducia minimizzata per la comunicazione cross-chain, consentendo ai rollup e alle chain costruite su diversi ecosistemi di interagire senza ponti centralizzati.
La fondazione tecnica di questi layer di disponibilità dei dati si basa su diverse innovazioni condivise. Il coding a cancellazione espande i dati con ridondanza in modo che possano essere recuperati anche se parti sono perse. Gli impegni polinomiali KZG forniscono prove sintetiche sulle proprietà dei dati. Il campionamento per la disponibilità dei dati consente ai light client di verificare la disponibilità senza scaricare tutto. Queste tecniche si combinano per rendere la disponibilità dei dati sia scalabile che verificabile.
Ma le implementazioni differiscono in modi importanti. Celestia dà priorità alla neutralità e ai rollup sovrani, consentendo a qualsiasi ambiente di esecuzione di costruire sopra senza assunzioni specifiche sui layer di settlement. EigenDA enfatizza l'integrazione con Ethereum e la sicurezza basata su restaking. Avail si concentra sull'interoperabilità e il supporto di multi-ecosistemi. Queste differenze filosofiche influenzano tutto, dai modelli economici alle strutture di governance ai tipi di applicazioni che ogni piattaforma attrae.
Il layer di disponibilità dei dati è diventato l'infrastruttura critica che consente di scalare blockchain modulari. Fornendo disponibilità dei dati abbondante, verificabile e conveniente, questi protocolli sbloccano nuove possibilità per i layer di esecuzione di sperimentare con nuovi design mantenendo le proprietà di sicurezza. La domanda si sposta dal se adottare la disponibilità modulare dei dati a quale approccio si adatti meglio ai requisiti specifici delle applicazioni.
Layer di Esecuzione e Settlement
Mentre i layer di disponibilità dei dati forniscono la base per blockchain modulari, i layer di esecuzione e settlement determinano come vengono elaborate e finalizzate le transazioni. Comprendere la relazione tra questi componenti rivela l'intera architettura dei sistemi modulari e le scelte di design che gli sviluppatori affrontano quando costruiscono applicazioni blockchain scalabili.
I layer di esecuzione gestiscono l'elaborazione delle transazioni e il calcolo degli smart contract. Nelle architetture modulari, l'esecuzione può avvenire in ambienti specializzati ottimizzati per casi d'uso specifici piuttosto che all'interno di una chain monolitica generica. I rollup esemplificano questo approccio, elaborando le transazioni fuori dalla chain in un ambiente di esecuzione dedicato e inviando dati compressi a un layer di disponibilità dei dati per la verifica.
Sono emerse due categorie principali di rollup. I rollup ottimistici, implementati da progetti come Arbitrum e Optimism, assumono che le transazioni siano valide per impostazione predefinita e le verificano solo se qualcuno presenta una prova di frode che ne contesta la correttezza. Questa assunzione consente un'elaborazione efficiente ma introduce un periodo di contestazione, tipicamente di sette giorni, durante il quale gli utenti devono attendere prima di poter ritirare i fondi. I rollup a conoscenze zero, costruiti da team come StarkWare e zkSync, generano prove crittografiche che dimostrano che le transazioni sono state eseguite correttamente. Queste prove consentono finalità immediata senza periodi di contestazione ma richiedono crittografia e calcoli più complessi per essere generate.
Entrambi i tipi di rollup sfruttano i layer modulari di disponibilità dei dati per ridurre i costi. Anziché pubblicare tutti i dati delle transazioni su Ethereum a $20 per megabyte o più, i rollup possono pubblicare su Celestia o EigenDA a una frazione del costo. Il rollup mantiene comunque le sue proprietà di sicurezza perché i dati rimangono disponibili per la verifica, ma l'economia diventa notevolmente più favorevole. A seguito dell'aggiornamento Dencun di Ethereum nel marzo 2024, che ha implementato l'EIP-4844, il layer due rollup Base ha visto un aumento del volume delle transazioni del 224% grazie ai minori costi di pubblicazione dei dati abilitati dalle transazioni in blob.
La flessibilità di design del layer di esecuzione costituisce uno dei principali vantaggi delle blockchain modulari. Gli sviluppatori possono personalizzare linguaggi di programmazione, implementazioni di macchine virtuali, strutture delle commissioni di gas e meccanismi di governance senza dover distribuire un'intera nuova chain monolitica.
Un'applicazione di gaming potrebbe dare priorità a un'elevata capacità di trasmissione e bassa latenza. Un protocollo di finanza decentralizzata potrebbe enfatizzare la sicurezza e la verifica formale. Una soluzione per la supply chain potrebbe ottimizzare per la privacy dei dati e la conformità normativa. Ciascuno può distribuire il proprio ambiente di esecuzione sfruttando al contempo l'infrastruttura condivisa per il consenso e la disponibilità dei dati.
I layer di settlement forniscono la finalità e fungono da fonte di verità per i rollup e altri ambienti di esecuzione. Ethereum è emerso come il layer di settlement dominante per gli ecosistemi blockchain modulari, in particolare quelli che utilizzano i rollup. Quando un rollup elabora un batch di transazioni, invia dati compressi a un layer di disponibilità dei dati e sottopone un aggiornamento di stato a Ethereum. Per i rollup ottimistici, questo aggiornamento di stato diventa finale dopo che il periodo di contestazione scade senza prove di frodi valide. Per i rollup a conoscenze zero, una prova di validità accompagna l'aggiornamento di stato, consentendo la finalità immediata una volta che la prova viene verificata su Ethereum.
La separazione tra esecuzione e settlement crea importanti compromessi. Da un lato, i rollup possono elaborare migliaia di transazioni rapidamente ed economicamente nel proprio ambiente di esecuzione. Dall'altro, la finalità finale su Ethereum fornisce forti garanzie di sicurezza e consente la componibilità con altre applicazioni sul layer di settlement. Gli utenti che trasferiscono asset tra rollup ed Ethereum devono attendere la finalità sul layer di settlement, introducendo attrito rispetto alle operazioni interamente all'interno di una chain.Here is the translation formatted according to your instructions:
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le loro condizioni di validità e meccanismi di regolamentazione. Utilizzano Celestia esclusivamente per la disponibilità e il consenso dei dati, gestendo il regolamento internamente. Questo approccio massimizza la sovranità e la flessibilità ma richiede a ciascun rollup di stabilire le proprie proprietà di sicurezza e meccanismi di ponte per interagire con altre catene.
L'ascesa delle piattaforme rollup-as-a-service ha accelerato l'adozione delle blockchain modulari semplificando la distribuzione. Queste piattaforme forniscono modelli e strumenti per lanciare ambienti di esecuzione personalizzati senza una profonda esperienza ingegneristica blockchain.
Arbitrum Orbit consente agli sviluppatori di distribuire rollup a livello tre che utilizzano Arbitrum per il regolamento e possono scegliere tra più opzioni di disponibilità dei dati, inclusi Celestia ed EigenDA. Lo Optimism OP Stack fornisce un framework modulare in cui gli sviluppatori possono scambiare componenti come l'ambiente di esecuzione, lo strato di disponibilità dei dati e il meccanismo di ordinamento mantenendo la compatibilità con l'ecosistema Optimism più ampio.
Conduit e AltLayer offrono soluzioni rollup-as-a-service che consentono la distribuzione di rollup completamente gestiti e di qualità produttiva con pochi clic, con opzioni di integrazione per la disponibilità dei dati EigenDA. Queste piattaforme astraggono gran parte della complessità coinvolta nell'operare infrastrutture blockchain, permettendo agli sviluppatori di concentrarsi sulla logica applicativa e sull'esperienza utente.
Il Kit di Sviluppo Catene di Polygon rappresenta un altro approccio, permettendo agli sviluppatori di costruire catene layer-two personalizzabili che possono connettersi a Ethereum o operare in modo più indipendente. L'architettura modulare supporta vari ambienti di esecuzione, fornitori di disponibilità dei dati e meccanismi di ponte. Progetti come Immutable X utilizzano questi strumenti per costruire catene specifiche per applicazioni ottimizzate per il trading di NFT e i giochi blockchain.
La proliferazione di strati di esecuzione abilitata dall'architettura modulare crea sia opportunità che sfide. Dal lato positivo, gli sviluppatori ottengono un'incredibile flessibilità per ottimizzare per casi d'uso specifici. Le applicazioni di gioco possono raggiungere tempi di blocco inferiori al secondo. Le applicazioni incentrate sulla privacy possono integrare profondamente prove a conoscenza zero nella loro esecuzione. Le soluzioni aziendali possono incorporare elementi autorizzati dove necessario. Ogni ambiente di esecuzione può sperimentare approcci innovativi senza richiedere il consenso della comunità blockchain più ampia.
Tuttavia, questa flessibilità introduce anche frammentazione. La liquidità diventa divisa tra numerosi strati di esecuzione. Gli utenti devono trasferire asset tra catene, introducendo attriti e rischi di sicurezza. Le applicazioni che vogliono comporre tra ambienti di esecuzione multipli affrontano una complessità crescente. La composabilità unificata delle blockchain monolitiche lascia il posto a un paesaggio più frammentato dove l'interoperabilità diventa fondamentale.
I protocolli di comunicazione cross-chain sono emersi per affrontare queste sfide. Il protocollo di Comunicazione Inter-Blockchain, originariamente sviluppato per Cosmos, consente a catene diverse di scambiarsi messaggi e trasferire asset senza fiducia. Hyperlane e LayerZero forniscono funzionalità simili con modelli di sicurezza e compromessi diversi. Questi protocolli mirano a creare un mondo in cui le applicazioni possono estendersi su molti ambienti di esecuzione, accedendo alla liquidità e agli utenti nell'ecosistema blockchain modulare.
La relazione tra i livelli di esecuzione e di regolamento influenza anche i modelli economici. Nelle catene monolitiche, gli utenti pagano commissioni direttamente ai validatori che assicurano la rete. Nei sistemi modulari, le commissioni fluiscono attraverso diversi strati. Un utente che esegue una transazione su un rollup paga commissioni al sequencer del rollup. Il rollup paga commissioni al livello di disponibilità dei dati per l'invio dei dati. Il rollup paga anche commissioni al livello di regolamento per l'invio degli aggiornamenti di stato e la memorizzazione dei commitment. Questa struttura di commissioni a più livelli crea dinamiche economiche complesse e opportunità per l'ottimizzazione.
I sequencer svolgono un ruolo critico negli strati di esecuzione modulari. Queste entità raccolgono transazioni dagli utenti, le ordinano in blocchi e inviano lotti ai livelli di disponibilità e regolamento dei dati. La maggior parte dei rollup opera attualmente con sequencer centralizzati, introducendo preoccupazioni sulla resistenza alla censura e sui singoli punti di fallimento. L'industria sta attivamente sviluppando meccanismi di sequenziamento decentralizzati, compresi i protocolli di sequenziamento condiviso che consentono a molti rollup di coordinare la produzione dei blocchi e di fornire garanzie di ordinamento più fortes.
L'architettura di esecuzione e regolamento continua a evolversi rapidamente. Alcuni progetti sperimentano l'esecuzione asincrona, dove le transazioni vengono elaborate senza finalizzare immediatamente. Altri esplorano ambienti di esecuzione parallela in grado di elaborare simultaneamente transazioni non conflittuali. La separazione delle preoccupazioni nei sistemi modulari consente di sperimentare al livello di esecuzione senza richiedere modifiche ai meccanismi di disponibilità dei dati o di consenso sottostanti, accelerando il ritmo dell'innovazione.
Compromessi Economici e di Sicurezza
Nelle architetture blockchain modulari vengono introdotti nuovi modelli economici e assunti di sicurezza che differiscono fondamentalmente dalle catene monolitiche. Comprendere questi compromessi è essenziale per valutare la fattibilità e i rischi dei sistemi modulari mentre si scalano per supportare l'adozione mainstream delle blockchain.
Il modello di sicurezza per le blockchain modulari dipende da come interagiscono i componenti e dove risiedono le assunzioni di fiducia. In una catena monolitica, un set di validatori unico assicura tutte le funzioni. Se i validatori sono onesti, l'intero sistema rimane sicuro. Nei sistemi modulari, i diversi strati possono avere diversi meccanismi di sicurezza, creando una pila di assunzioni di fiducia che devono essere analizzate attentamente.following advantages:
Content: la rete che supera il potenziale guadagno.
EigenDA eredita la sicurezza dal set di validatori di Ethereum attraverso il restaking, ma introduce nuovi rischi. Se una vulnerabilità in EigenDA porta al taglio dell'ETH restaked, i validatori subiscono perdite che potrebbero propagarsi attraverso l'ecosistema di Ethereum. Il modello di sicurezza condiviso collega il destino di più sistemi, potenzialmente amplificando i fallimenti.
Sebbene il taglio delle penalità sia abilitato a livello di protocollo EigenLayer, i singoli servizi attivamente validati come EigenDA devono attivarlo migrando a set di operatori e definendo le condizioni per le penalità. Attualmente, non esiste alcuna condizione di penalità per i nodi EigenDA inappropriati. Questo sviluppo continuo dei meccanismi di penalizzazione riflette sia l'innovazione che le sfide irrisolte nella sicurezza basata sul restaking.
Le garanzie di liveliness rappresentano un'altra considerazione critica per la sicurezza. Un livello di disponibilità dei dati deve rimanere operativo e reattivo affinché i rollup che dipendono da esso possano funzionare. Se Celestia, EigenDA o Avail subiscono prolungati tempi di inattività o censura, i rollup che utilizzano questi servizi non possono pubblicare nuovi dati, fermando di fatto il loro funzionamento. Questo crea punti singoli di fallimento che differiscono dalla natura distribuita delle catene monolitiche, dove il fallimento del consenso è meno probabile a causa di minori dipendenze.
La relazione tra layer di esecuzione e layer di regolazione introduce ulteriori considerazioni sulla sicurezza. I rollup che si regolano su Ethereum ereditano aspetti della sicurezza di Ethereum, particolarmente per la finalità e la risoluzione delle dispute. I rollup sovrani che evitano la regolazione esterna guadagnano maggiore autonomia, ma devono stabilire le proprie garanzie di sicurezza e meccanismi di ponte. Nessun approccio è strettamente superiore; la scelta dipende dalle specifiche esigenze dell'applicazione e dalla tolleranza al rischio.
La frammentazione pone sia sfide economiche che di sicurezza negli ecosistemi modulari. Quando la liquidità e gli utenti sono distribuiti su numerosi rollup e ambienti di esecuzione, ciascun sistema individuale può mancare degli effetti di rete e della sicurezza che l'attività concentrata fornisce. I ponti cross-chain che collegano questi sistemi frammentati introducono ulteriori vettori di attacco e sono stati responsabili di alcuni dei più grandi hackeraggi nella storia delle blockchain, con miliardi di dollari rubati da contratti di bridge mal protetti.
Le soluzioni di interoperabilità come il layer Nexus di Avail e i protocolli come lo standard di Comunicazione Inter-Blockchain mirano a ridurre i rischi di frammentazione fornendo comunicazioni affidabili tra le catene.
Il layer Nexus di Avail serve come un hub di coordinamento senza permessi, che offre una comunicazione senza soluzione di continuità tra rollup e catene sovrane, rispondendo alla crescente necessità di infrastrutture unificate mentre gli ecosistemi blockchain si moltiplicano. Tuttavia, queste soluzioni sono relativamente nuove e non testate su larga scala, e le loro proprietà di sicurezza richiedono un'analisi approfondita.
La sostenibilità economica degli ecosistemi blockchain modulari dipende dall'ottenere un'adozione sufficiente per giustificare i costi dell'infrastruttura. I livelli di disponibilità dei dati richiedono ampi set di validatori o reti di operatori per fornire decentralizzazione e ridondanza. I livelli di regolazione devono mantenere elevata la sicurezza per servire come punti fidati di arbitrato. Se le entrate da rollup e applicazioni si dimostrano insufficienti per mantenere questi livelli infrastrutturali, l'approccio modulare potrebbe non riuscire a raggiungere il suo potenziale di scalabilità.
Le dinamiche di mercato determineranno infine la distribuzione del valore tra componenti modulari. Se la disponibilità dei dati diventa una commodity, con più fornitori che offrono servizi simili con margini sottilissimi, questi livelli potrebbero catturare poco valore nonostante siano infrastrutture critiche. Al contrario, se gli effetti di rete creano dinamiche "winner-take-most", i livelli di disponibilità dei dati e di regolazione dominanti potrebbero accumulare un valore significativo mentre i livelli di esecuzione rimangono relativamente non differenziati.
I compromessi di sicurezza ed economici delle blockchain modulari richiedono una valutazione continua mentre l'ecosistema matura. Le prime evidenze suggeriscono che la specializzazione migliora l'efficienza e riduce i costi, ma la sostenibilità a lungo termine e le proprietà di sicurezza dei sistemi altamente modulari rimangono questioni aperte. L'industria sta essenzialmente conducendo un esperimento su larga scala nel design dei sistemi distribuiti, con miliardi di dollari in gioco e il futuro dell'architettura dell'infrastruttura Web3 appeso in bilico.
Impatto sulle Catene Esistenti
Il sorgere dell'architettura blockchain modulare pone sfide strategiche significative per catene monolitiche consolidate. Le reti che hanno costruito le loro proposte di valore sull'essere sistemi completi e autosufficienti ora affrontano una competizione da componenti specializzati che potrebbero eseguire singole funzioni in modo più efficiente. Le risposte delle principali piattaforme blockchain rivelano diverse filosofie su come l'infrastruttura blockchain dovrebbe evolvere.
L'evoluzione di Ethereum verso un'architettura modulare rappresenta forse la convalida più significativa della tesi modulare. La rete che ha aperto la strada alle piattaforme di contratti intelligenti si è sistematicamente ristrutturata per servire come layer di regolazione e sicurezza per un ecosistema di rollup anziché cercare di gestire tutta l'esecuzione sul livello uno. Questa trasformazione non era inevitabile; è emersa da un riconoscimento pragmatico che scalare l'esecuzione su un unico livello mantenendo la decentralizzazione si è dimostrato infattibile.
La roadmap verso Ethereum modulare è stata accelerata con diversi aggiornamenti chiave. La Merge al proof of stake avvenuta a settembre 2022 ha migliorato l'efficienza energetica e la sicurezza ma non ha affrontato direttamente la scalabilità. L'aggiornamento critico della scalabilità è arrivato con il fork Dencun a marzo 2024, che ha implementato l'EIP-4844, noto anche come proto-danksharding. L'EIP-4844 introduce transazioni con trasporto di blob, consentendo ai rollup di pubblicare grandi blocchi di dati temporanei sul layer di consenso di Ethereum a un costo notevolmente ridotto rispetto ad un archivio calldata permanente. L'aggiornamento ha tagliato le commissioni di transazione del livello due da 10 a 100 volte, migliorando la scalabilità pur mantenendo la decentralizzazione.
Il proto-danksharding rappresenta una soluzione intermedia sulla strada verso il danksharding completo, che espanderebbe la disponibilità dei dati da sei blob per blocco a 64 blob, consentendo un throughput che si avvicina a 100,000 transazioni al secondo in tutto l'ecosistema dei rollup. L'approccio tecnico riflette elementi del design di Celestia, utilizzando impegni KZG e codifica di cancellazione per abilitare il campionamento della disponibilità dei dati. Piuttosto che competere con livelli di disponibilità dati modulari, Ethereum sta diventando uno, fornendo servizi di disponibilità dati nativi ottimizzati per il suo ecosistema di rollup.
Questo nuovo indirizzo strategico riconosce che il valore di Ethereum non risiede nell'eseguire ogni transazione sul livello uno, ma nel fornire regolamento e coordinamento fidato per un variegato ecosistema di ambienti di esecuzione. I rollup come Arbitrum, Optimism, StarkNet e zkSync elaborano la stragrande maggioranza delle transazioni, mentre il layer uno di Ethereum serve come fonte canonica di verità e arbitro delle dispute. L'economia del token della rete si sta evolvendo per rispecchiare questo ruolo, con le commissioni derivanti dal regolamento dei rollup che contribuiscono al burning di ETH e alle ricompense dei validatori.
La trasformazione modulare di Ethereum crea sia opportunità che rischi. Da un lato, la rete beneficia di un'attività aumentata attraverso il suo ecosistema di rollup senza i vincoli di scalabilità derivanti dall'elaborazione di tutto sul livello uno. Dall'altro lato, con l'esecuzione che si sposta sui rollup e la disponibilità dei dati che potrebbe spostarsi verso alternative come Celestia o EigenDA, si pone la domanda: quale valore cattura il layer uno di Ethereum, ed è sufficiente a mantenere la sicurezza della rete?
L'emergere dell'Ethereum incentrato sui rollup ha suscitato dibattiti sul fatto se la rete stia diventando principalmente un layer di regolamento o stia mantenendo il suo ruolo di spina dorsale computazionale del Web3. Alcuni sostengono che la proposta di valore di Ethereum si rafforzi mentre si concentra su ciò che fa meglio: fornire robusta sicurezza e finalità per un ecosistema diversificato. Altri temono che delegando troppa attività a layer esterni si possa diminuire la centralità e la cattura di valore di Ethereum.
Solana rappresenta un approccio contrastante, puntando tutto sul modello monolitico ad alte prestazioni. La rete dà priorità al raggiungimento del massimo throughput su un singolo livello attraverso un'aggressiva ottimizzazione dei meccanismi di consenso, l'elaborazione parallela delle transazioni e i requisiti hardware. La prospettiva di Solana sostiene che la complessità e la frammentazione dei sistemi modulari introducono attriti che compromettono l'esperienza utente e la composabilità.
L'architettura di Solana raggiunge un throughput impressionante, elaborando regolarmente migliaia di transazioni al secondo con una finalità inferiore al secondo. I sostenitori della rete sostengono che questa prestazione, combinata con la semplicità di un ambiente di esecuzione unificato, fornisca una base migliore per le applicazioni rispetto al paesaggio frammentato delle blockchain modulari. I giochi, il trading ad alta frequenza, e altre applicazioni sensibili alla latenza possono infatti beneficiare dell'integrazione stretta e della composabilità atomica che le catene monolitiche offrono.
Tuttavia, l'approccio di Solana viene con compromessi riconosciuti. I requisiti hardware della rete per i validatori sono significativamente più elevati rispetto a quelli di Ethereum, potenzialmente limitando la decentralizzazione. La rete ha vissuto diversi blackout quando il volume delle transazioni ha sopraffatto il sistema, sollevando domande sui limiti pratici della scalabilità monolitica. Queste sfide suggeriscono che anche le catene monolitiche ad alte prestazioni affrontano vincoli che le architetture modulari potrebbero evitare.
La dinamica competitiva tra approcci monolitici e modulari si estende oltre le considerazioni tecniche agli effetti sull'ecosistema e alla sensibilità degli sviluppatori. Il pivot di Ethereum verso un'infrastruttura modulare ha catalizzato un'esplosione di deploy di rollup e sperimentazioni con nuovi ambienti di esecuzione. Questa proliferazione di catene crea opportunità per innovazione ma frammenta anche la liquidità e l'attenzione.
Content: semplicità ma meno flessibilità per la personalizzazione.
Avalanche occupa una posizione intermedia con la sua architettura a subnet, che permette agli sviluppatori di distribuire blockchain personalizzate che beneficiano della sicurezza e interoperabilità dell'ecosistema Avalanche più ampio. Le subnetwork possono definire le proprie macchine virtuali, strutture tariffarie e set di validatori pur mantenendo la compatibilità con altre catene Avalanche. Questo approccio incorpora principi modulari all'interno di un ecosistema coeso, cercando di bilanciare la flessibilità con l'integrazione.
Il modello subnet affronta alcune limitazioni dei sistemi puramente modulari mantenendo una forte coordinazione e sicurezza condivisa tra le catene consentendo al contempo la personalizzazione dove necessario. Tuttavia, le subnetwork richiedono comunque i propri set di validatori e sicurezza, distinguendole dai rollup che ereditano la sicurezza da uno strato di regolamento. L'approccio rappresenta un punto diverso nello spettro tra piena integrazione monolitica e completa decomposizione modulare.
Cosmos ha inaugurato il concetto di blockchain applicazione-specifica attraverso il suo protocollo di comunicazione Inter-Blockchain e il meccanismo di consenso Tendermint. L'ecosistema Cosmos ha a lungo abbracciato la modularità sotto forma di catene specializzate che comunicano attraverso protocolli standardizzati. Molte catene Cosmos ora utilizzano Celestia per la disponibilità dei dati, dimostrando come gli ecosistemi stabiliti possano integrare componenti modulari per migliorare l'efficienza.
L'approccio di Cosmos enfatizza la sovranità e l'interoperabilità piuttosto che la sicurezza condivisa. Ogni catena mantiene il proprio set di validatori e modello di sicurezza, ma i protocolli di comunicazione standardizzati consentono il trasferimento di valore e il passaggio di messaggi tra le catene. Questa filosofia differisce dall'Ethereum centrico sui rollup, dove i livelli di esecuzione ereditano la sicurezza dallo strato di regolamento, ma condivide il principio modulare della specializzazione e coordinazione.
Near Protocol è entrata nello spazio di disponibilità dei dati modulari attraverso il suo progetto spin-off Nuffle Labs, lanciato con un finanziamento di 13 milioni di dollari. Piuttosto che competere direttamente con la sua catena di livello uno, Near si sta posizionando per fornire infrastrutture per l'ecosistema modulare più ampio. Questo cambiamento strategico riflette il riconoscimento che le piattaforme consolidate possono partecipare all'ondata modulare fornendo servizi specializzati piuttosto che difendendo architetture puramente monolitiche.
L'impatto delle architetture modulari sulle catene esistenti si estende all'economia dei token e alla cattura del valore. Con lo spostamento dell'esecuzione e della disponibilità dei dati verso livelli specializzati, la questione di dove si accumula il valore diventa critica. Nelle catene monolitiche, gli utenti pagano direttamente le commissioni ai validatori, creando un flusso di valore chiaro. Nei sistemi modulari, le commissioni sono distribuite su più livelli e rimane incerto quali componenti cattureranno il maggior valore a lungo termine.
Gli strati di regolamento come Ethereum potrebbero beneficiare di forti effetti di rete, poiché i rollup preferiscono regolare dove altri rollup regolano per abilitare la composabilità. Gli strati di disponibilità dei dati competono più direttamente su prezzo e prestazioni, portando potenzialmente alla commoditizzazione. Gli strati di esecuzione possono differenziarsi attraverso ottimizzazioni specifiche dell'applicazione, ma potrebbero anche affrontare una dura concorrenza poiché il dispiegamento diventa più semplice attraverso piattaforme di rollup-as-a-service.
La coesistenza di approcci monolitici e modulari sembra probabile per il futuro prevedibile. Applicazioni diverse hanno requisiti diversi e nessuna architettura singola serve in modo ottimale tutti i casi d'uso. Le applicazioni di gaming ad alta velocità potrebbero preferire la bassa latenza e semplicità di Solana. I complessi protocolli di finanza decentralizzata potrebbero apprezzare la sicurezza e decentralizzazione dei rollup basati su Ethereum. Le applicazioni aziendali potrebbero preferire la personalizzazione possibile con catene applicazione-specifiche su infrastrutture modulari.
Il panorama competitivo sarà probabilmente determinato non solo dalla superiorità tecnica ma dagli effetti dell'ecosistema, dall'esperienza degli sviluppatori, dalla concentrazione di liquidità e dalle considerazioni normative. L'infrastruttura blockchain è ancora abbastanza giovane da consentire a più approcci architettonici di prosperare, ciascuno trovando un adattamento al prodotto-mercato con applicazioni specifiche e comunità di utenti.
Il futuro del design blockchain
La traiettoria dell'architettura blockchain punta verso sistemi modulari sempre più sofisticati, ma diverse domande aperte modelleranno il modo in cui si svilupperà questa evoluzione. Le innovazioni tecniche che abilitano blockchain modulari sono ben consolidate, ma i modelli economici, le strutture di governance e la coordinazione sociale necessari per un ecosistema modulare fiorente sono ancora in fase di sviluppo.
La visione di un web componibile e interconnesso di blockchain specializzate è diventata più chiara man mano che i progetti implementano le basi tecniche. Gli sviluppatori possono scegliere sempre più da un menu di componenti: ambienti di esecuzione che vanno dai rollup compatibili con EVM a macchine virtuali personalizzate, livelli di disponibilità dei dati che offrono diverse opzioni tra costo e sicurezza e strati di regolamento che forniscono vari gradi di finalità e composabilità. Questa flessibilità consente sperimentazione e personalizzazione che era impossibile nell'era monolitica.
Il concetto di pila modulare si estende oltre l'infrastruttura per includere intere piattaforme applicative. I progetti stanno costruendo framework dove gli sviluppatori possono lanciare catene applicazione-specifiche in pochi minuti, selezionando fornitori di disponibilità dei dati, meccanismi di consenso, macchine virtuali e protocolli di bridge da opzioni standardizzate. Questa astrazione della complessità potrebbe accelerare l'adozione della blockchain abbassando le barriere all'ingresso e consentendo rapide iterazioni.
Tuttavia, il futuro modulare deve affrontare diverse sfide significative. L'interoperabilità tra livelli di esecuzione è ancora imperfetta nonostante i progressi su protocolli come Inter-Blockchain Communication, Hyperlane e LayerZero. Questi sistemi forniscono passaggio di messaggi e trasferimenti di asset tra le catene, ma l'esperienza utente comporta ancora attriti che sarebbero assenti in un ambiente unificato. Raggiungere un'interoperabilità senza soluzione di continuità mantenendo sicurezza e decentralizzazione rappresenta una sfida continua.
La comunicazione tra catene introduce rischi di sicurezza che sono già stati sfruttati. I contratti di bridge che collegano catene diverse sono stati bersagli di alcuni dei più grandi hack nella storia della blockchain. Man mano che l'ecosistema modulare si prolifera con dozzine o centinaia di livelli di esecuzione, la superficie di attacco per gli exploit cross-chain si espande. Sviluppare standard di sicurezza robusti e migliori pratiche per l'infrastruttura cross-chain rimane fondamentale per realizzare la visione modulare.
La questione della cattura del valore tra i componenti modulari influenzerà in modo significativo lo sviluppo dell'ecosistema. Se la disponibilità dei dati diventa una commodity con margini minimi, la sostenibilità economica di questi livelli di infrastruttura critica potrebbe essere minacciata. Se gli strati di regolamento catturano un valore sproporzionato attraverso gli effetti di rete, i benefici della modularizzazione potrebbero accumularsi principalmente su alcune piattaforme piuttosto che essere distribuiti ampiamente. Trovare il giusto equilibrio economico per incentivare l'innovazione assicurando al contempo che tutti i componenti necessari rimangano ben supportati è essenziale.
La governance presenta un'altra sfida complessa negli ecosistemi modulari. Nelle catene monolitiche, la governance è relativamente semplice: una singola comunità decide sugli aggiornamenti del protocollo attraverso meccanismi prestabiliti. Nei sistemi modulari, i cambiamenti a un componente possono influire su altri, richiedendo coordinazione tra più processi di governance. Uno strato di disponibilità dei dati che aggiorna il suo meccanismo di consenso potrebbe influire su tutti i rollup che lo utilizzano. Uno strato di regolamento che modifica la sua struttura tariffaria influisce su tutte le catene che vi si stabiliscono. Sviluppare framework di governance che permettano l'innovazione mantenendo la stabilità tra i componenti interconnessi rimane un problema aperto.
Le considerazioni normative aggiungono un'altra dimensione di incertezza al futuro della blockchain modulare. Le autorità di tutto il mondo stanno sviluppando framework per regolamentare gli asset digitali e i sistemi blockchain, ma questi framework generalmente presuppongono catene monolitiche dove entità chiare possono essere identificate e regolamentate. La natura distribuita dei sistemi modulari, in cui le applicazioni si estendono su più catene e livelli di infrastruttura, complica la conformità normativa. Le domande sulla giurisdizione, responsabilità per la conformità e responsabilità in caso di fallimenti restano in gran parte irrisolte.
Il potenziale di scala delle blockchain modulari appare sostanziale sulla base delle traiettorie attuali. La roadmap di Celestia punta a scalare oltre 1 gigabyte al secondo di throughput dei dati. EigenDA progetta una scalabilità simile attraverso la crescita orizzontale man mano che si aggiungono più operatori. L'implementazione completa di danksharding di Ethereum mira a consentire 100.000 transazioni al secondo nel suo ecosistema rollup. Questi numeri suggeriscono che i vincoli di disponibilità dei dati, che sono stati il principale collo di bottiglia, potrebbero essere in gran parte risolti entro pochi anni.
Ma raggiungere la pura capacità di throughput rappresenta solo una dimensione della scalabilità. La vera adozione mainstream richiede non solo capacità tecnica ma anche un'esperienza utente senza soluzione di continuità, chiarezza normativa e integrazione con i sistemi finanziari e sociali esistenti. Le blockchain modulari devono dimostrare che la loro complessità aggiunta si traduce in reali benefici che utenti e sviluppatori apprezzano, non solo miglioramenti teorici nell'architettura del sistema.
Esiste la possibilità che la modularizzazione rappresenti una fase transitoria piuttosto che lo stato finale del design blockchain. Proprio come le catene monolitiche sono evolute in sistemi modulari per affrontare i vincoli di scalabilità, future innovazioni potrebbero consentire nuovi approcci architettonici che trascendono i design modulari attuali. Le prove a conoscenza zero, nuovi meccanismi di consenso e progressi nei sistemi distribuiti potrebbero ridefinire ciò che è possibile.
Alcuni ricercatori stanno esplorando idee radicali come l'encryption completamente omomorfica, che abiliterebbe il calcolo su dati criptati, risolvendo potenzialmente la privacy e i dati Problemi di disponibilità simultaneamente. Altri stanno esaminando meccanismi di consenso che raggiungono la finalità più rapidamente rispetto agli approcci attuali, riducendo la necessità di architetture a strati. La crittografia resistente ai quanti potrebbe richiedere in futuro la riprogettazione dei protocolli di base. Il ritmo dell'innovazione nella tecnologia blockchain rimane abbastanza rapido da far presagire che i paradigmi architettonici potrebbero cambiare ancora nei prossimi anni.
Il rapporto tra decentralizzazione e prestazioni continua a evolversi in modi che sfidano le supposizioni alla base sia dei design monolitici che modulari. Il campionamento della disponibilità dei dati dimostra che alcuni compromessi tradizionali possono essere aggirati attraverso una crittografia intelligente e il design del protocollo. Le future innovazioni potrebbero svelare altri modi per ottenere proprietà apparentemente incompatibili, potenzialmente abilitando nuovi modelli architettonici.
La visione di una internet blockchain modulare - in cui diversi ambienti di esecuzione interoperano senza soluzione di continuità su infrastrutture di disponibilità e regolamento dati condivisi - rappresenta un futuro possibile e convincente per il Web3. Tale ecosistema supporterebbe un'enorme diversità nel design delle applicazioni, mantenendo al contempo interoperabilità e sicurezza condivisa. Gli sviluppatori potrebbero costruire esattamente la catena di cui hanno bisogno per il loro caso d'uso, gli utenti potrebbero trasferire valore e identità tra le catene senza attriti, e l'ecosistema nel suo insieme beneficerebbe di specializzazione e ottimizzazione.
Realizzare questa visione richiede la risoluzione di numerose sfide tecniche, economiche e sociali. Ma il progresso degli ultimi anni suggerisce che l'approccio modulare affronta problemi reali in modi che le architetture monolitiche non possono. I progetti che implementano infrastrutture modulari - Celestia, EigenDA, Avail e altri - hanno dimostrato la fattibilità tecnica e attratto un'adozione significativa. La questione passa dal se le blockchain modulari possano funzionare a come saranno integrate nel paesaggio più ampio della blockchain.
Il futuro probabilmente coinvolgerà un ecosistema eterogeneo in cui coesistono più approcci architettonici. Le catene monolitiche continueranno a servire casi d'uso in cui le loro proprietà forniscono vantaggi. I sistemi modulari consentiranno sperimentazioni e personalizzazioni su scale impossibili nelle catene unificate. Gli approcci ibridi combineranno elementi di entrambi i paradigmi. La diversità degli approcci riflette la realtà che la tecnologia blockchain è ancora abbastanza precoce da non avere un'unica architettura che si sia dimostrata ottimale per tutti gli scopi.
Pensieri Finali
L'emergere dell'architettura blockchain modulare rappresenta una riconcettualizzazione fondamentale di come dovrebbero essere costruiti i sistemi decentralizzati. Dopo più di un decennio di catene monolitiche che raggruppano tutte le funzioni in singoli sistemi, l'industria ha riconosciuto che la specializzazione e la modularità sbloccano potenziali di scalabilità impossibili all'interno delle architetture unificate. Il passaggio dal design monolitico a quello modulare non è solo un'evoluzione tecnica ma una trasformazione filosofica di come viene concepita l'infrastruttura blockchain.
Celestia, EigenDA e Avail esemplificano diversi approcci alla disponibilità modulare dei dati, affrontando ciascuno il collo di bottiglia critico dell'infrastruttura che ha vincolato la scalabilità della blockchain. Separando la disponibilità dei dati dall'esecuzione e regolamento, questi protocolli consentono ai rollup e alle catene applicative specifiche di operare in modo efficiente senza sostenere il costo totale di gestire sistemi monolitici indipendenti. L'economia è convincente: i costi di disponibilità dei dati si riducono di ordini di grandezza, la capacità di elaborazione aumenta drasticamente e gli sviluppatori ottengono flessibilità per personalizzare gli ambienti di esecuzione per casi d'uso specifici.
L'approccio modulare non elimina il trilemma della scalabilità tanto quanto inquadra diversamente il problema. Piuttosto che costringere ogni blockchain a fare compromessi identici tra decentralizzazione, sicurezza e scalabilità, i sistemi modulari consentono a diversi livelli di ottimizzare per proprietà diverse. I livelli di disponibilità dei dati si concentrano sulla capacità di elaborazione e sull'efficienza di verifica. I livelli di regolamento danno priorità alla sicurezza e alla finalità. I livelli di esecuzione si personalizzano per requisiti applicativi specifici. La combinazione ottiene proprietà che nessun singolo livello potrebbe fornire da solo.
Ma la modularizzazione introduce nuove sfide. Il modello di sicurezza diventa più complesso quando più componenti devono funzionare correttamente affinché il sistema rimanga sicuro. Gli incentivi economici devono essere allineati attraverso i livelli per garantire un'operazione sostenibile. L'interoperabilità tra ambienti di esecuzione rimane imperfetta nonostante i progressi sui protocolli di comunicazione tra catene. La governance diventa più complicata quando i cambiamenti a un componente influenzano molti altri. Queste sfide non sono insormontabili, ma richiedono attenzione mentre l'ecosistema matura.
La questione di se le blockchain modulari rappresentano il punto finale per l'architettura blockchain o un'altra fase transitoria rimane aperta. Le innovazioni tecniche che abilitano i sistemi modulari - campionamento della disponibilità dei dati, prove a conoscenza zero, codifica di cancellazione, impegni polinomiali - si sono dimostrate potenti e robuste. I modelli economici sono ancora in evoluzione, con una distribuzione del valore incerta attraverso i componenti e domande di sostenibilità sui livelli di infrastruttura commoditizzati.
Quello che sembra certo è che il design modulare ha ampliato permanentemente lo spazio di progettazione per i sistemi blockchain. Gli esperimenti resi possibili dall'infrastruttura modulare - rollup sovrani, catene applicative specifiche, macchine virtuali novel, meccanismi di consenso personalizzati - sarebbero impossibili o impraticabili all'interno dei vincoli monolitici. Questo fiorire di innovazione, anche se alcuni esperimenti falliscono, beneficia l'ecosistema più ampio esplorando possibilità che gli approcci puramente monolitici non possono accedere.
Le catene consolidate si stanno adattando all'onda modulare in modi diversi. Ethereum si sta ristrutturando come livello di regolamento e sicurezza per un ecosistema di rollup, implementando il proto-danksharding per fornire disponibilità dati nativa. Solana continua a puntare sulle prestazioni monolitiche, sostenendo che la semplicità e la componibilità superano la flessibilità modulare. Cosmos e Avalanche incorporano principi modulari all'interno di ecosistemi coesi, cercando di bilanciare personalizzazione e integrazione. Questa diversità di approcci riflette una genuina incertezza riguardo alle architetture ottimali e suggerisce che coesisteranno più paradigmi.
L'impatto delle blockchain modulari si estende oltre l'architettura tecnica ai modelli economici, alle strutture di governance e alla domanda fondamentale di come il valore si accumula nelle infrastrutture Web3. Se la disponibilità dei dati diventa una commodity, gli incentivi economici saranno sufficienti per mantenere infrastrutture robuste? Se i livelli di regolamento catturano un valore sproporzionato attraverso effetti di rete, i livelli di esecuzione rimarranno sostenibili? Come coordinerà la governance tra componenti interconnessi ma indipendenti? Queste domande plasmeranno l'evoluzione dell'ecosistema modulare nei prossimi anni.
L'infrastruttura che viene costruita oggi - livelli di disponibilità dei dati, protocolli di regolamento, framework di esecuzione, soluzioni di interoperabilità - forma la base per la prossima generazione di applicazioni blockchain. Questi componenti modulari consentono possibilità che erano economicamente o tecnicamente irrealizzabili nell'era monolitica. Giochi completamente su catena con transizioni di stato complesse. Reti sociali decentralizzate con pubblicazione dei dati ad alta capacità. Protocolli DeFi sofisticati che si estendono su più ambienti di esecuzione. Applicazioni in tempo reale che richiedono una finalità sub-seconda. La capacità tecnica di supportare questi casi d'uso su larga scala è sempre più disponibile.
Se le blockchain modulari manterranno la promessa di abilitare l'adozione mainstream del Web3 dipende da qualcosa di più della semplice capacità tecnica. L'esperienza utente deve migliorare fino al punto in cui la complessità sottostante diventa invisibile. I quadri regolamentari devono evolversi per accomodare sistemi modulari distribuiti. Gli incentivi economici devono allinearsi per sostenere infrastrutture critiche. La sicurezza deve essere dimostrata robusta contro attacchi sofisticati. La coordinazione sociale deve scalare per gestire la governance tra componenti interconnessi.
I progetti che stanno pionierizzando l'infrastruttura modulare stanno conducendo un esperimento su larga scala sul design di sistemi distribuiti. Il risultato determinerà non solo quali protocolli specifici avranno successo, ma quali modelli architettonici definiranno l'infrastruttura blockchain per decenni. Le prime evidenze suggeriscono che i design modulari affrontano vincoli reali in modi che le architetture monolitiche non possono, ma le implicazioni complete diventeranno chiare solo quando l'ecosistema maturerà e affronterà sfide che non possono essere anticipate oggi.
Le blockchain modulari sono passate da concetto teorico a infrastruttura di produzione che supporta miliardi di dollari in valore e milioni di transazioni giornaliere. Celestia, EigenDA, Avail e progetti correlati forniscono la spina dorsale di disponibilità dei dati per un ecosistema in espansione di livelli di esecuzione. La trasformazione modulare di Ethereum convalida l'approccio al livello più alto dell'industria. La domanda non è più se le architetture modulari siano praticabili, ma come evolveranno e quale ruolo giocheranno nel paesaggio più ampio della blockchain.
La trasformazione da blockchain monolitici a modulari riflette la maturazione della comprensione dell'industria del design dei sistemi distribuiti. Le prime blockchain necessariamente raggruppavano le funzioni insieme, poiché la conoscenza e gli strumenti per architetture modulari non esistevano ancora. Con l'avanzare della tecnologia e diventando evidenti i problemi di scalabilità, è emersa la possibilità di separare le preoccupazioni. Ora, con l'infrastruttura modulare distribuita e operativa, l'industria può costruire l'ecosistema blockchain variegato, specializzato e interconnesso che molti hanno a lungo immaginato.
Il futuro del design blockchain rimane incerto, ma la direzione è chiara: verso una maggiore specializzazione, architetture più flessibili e sistemi ottimizzati per scopi specifici piuttosto che cercare di servire tutte le funzioni in modo uguale. Le blockchain modulari incarnano questoEvoluzione e il loro successo o fallimento modelleranno l'infrastruttura di Web3 per gli anni a venire. Le basi sono state costruite. L'esperimento è in corso. Le implicazioni si svilupperanno man mano che l'ecosistema cresce, affronta sfide e continua a innovare verso la visione di un internet veramente scalabile e decentralizzato.