Po latach budowania coraz większych monolitycznych łańcuchów, które próbują obsłużyć każdą funkcję w jednym systemie, branża blockchain osiągnęła fundamentalne zrozumienie: specjalizacja przewyższa generalizację.
Jak twierdzi Mustafa Al-Bassam, współzałożyciel Celestia, kryptowaluty są zablokowane w bezkresnym cyklu nowych monolitycznych platform smart kontraktów, z których każda poświęca decentralizację i bezpieczeństwo na rzecz niższych opłat transakcyjnych. Web3 nie może się skaliować w ramach monolitycznej struktury. To zrozumienie przyczyniło się do wzrostu projektowania blockchainów modularnych, gdzie główne funkcje są oddzielane na wyspecjalizowane warstwy, które współpracują, zamiast konkurować w jednym łańcuchu.
Trend znacząco przyspieszył między 2023 a 2025 rokiem. Celestia uruchomiła swoją główną sieć w październiku 2023 roku, wprowadzając pierwszą gotową do produkcji warstwę dostępności danych z wykorzystaniem próbkowania dostępności danych. EigenDA poszło w ślady w 2024 roku, wykorzystując infrastrukturę Ethereum do restakingu, aby zapewnić usługi danych w skali hiper.
Avail wyłoniło się z ekosystemu Polygon w lipcu 2024 roku, pozycjonując się jako rozwiązanie agnostyczne wobec łańcucha dla dostępności danych. Te projekty reprezentują różne podejścia do tego samego problemu: jak zapewnić podstawową infrastrukturę ekosystemu blockchain modularnych bez zmuszania każdego łańcucha do budowania od zera konsensusu, magazynu danych i wykonywania.
Implikacje wykraczają daleko poza architekturę techniczną. Modułowe blockchainy kwestionują fundamentalne modele ekonomiczne sieci blockchain, zmieniają założenia dotyczące bezpieczeństwa i otwierają nowe możliwości innowacji, jednocześnie wprowadzając nowe ryzyka. Aby zrozumieć tę zmianę, trzeba zbadać nie tylko, jak działają systemy modularne, ale dlaczego się pojawiły, jakie problemy rozwiązują i jakie wprowadzają kompromisy.
Aby zrozumieć skalę tej zmiany, musimy najpierw zrozumieć, co było wcześniej. Historia ewolucji blockchaina podąża za wyraźnym torem: od skupienia na bezpiecznym transferze wartości w Bitcoinie, poprzez ogólne możliwości obliczeniowe Ethereum, do rozwiązań warstwy drugiej, które ujawniły ograniczenia projektowania monolitycznego, aż do modularnych architektur wdrażanych na dużą skalę. Każdy etap budował się na wnioskach z poprzedniego, stopniowo ujawniając ograniczenia, które projektowanie modularne ma na celu pokonać.
Wyjaśnienie Monolitycznych Blockchainów
Monolityczny blockchain wykonuje wszystkie podstawowe funkcje w jednym zintegrowanym systemie. Funkcje te obejmują wykonywanie transakcji i smart kontraktów, konsensus w sprawie kolejności i ważności tych transakcji, dostępność danych, aby zapewnić, że wszystkie informacje są dostępne do weryfikacji, oraz rozliczenie, aby zapewnić finalność i rozwiązywanie sporów. Tradycyjne sieci blockchain, takie jak Bitcoin, wstępne Ethereum i Solana, są tego przykładem.
Projekt monolityczny oferuje znaczne korzyści. Prostota jest najważniejsza wśród tych korzyści. Kiedy wszystkie funkcje działają w jednym systemie, programiści napotykają mniej wyzwań związanych z integracją, a użytkownicy mają prosty model mentalny. Bezpieczeństwo również czerpie korzyści z tego zintegrowanego podejścia.
Te same zestawy walidatorów zabezpieczają wszystkie warstwy, eliminując przypuszczenia dotyczące zaufania, które pojawiają się, gdy różne komponenty opierają się na odrębnych mechanizmach bezpieczeństwa. Kompozycja osiąga swoje szczyty w systemach monolitycznych, gdy wszystkie smart kontrakty i aplikacje dzielą to samo środowisko wykonawcze i mogą wchodzić w interakcje atomowo bez mostów między łańcuchami czy protokołów przesyłania komunikatów.
Bitcoin demonstruje monolityczne projektowanie w najczystszej postaci. Sieć koncentruje się całkowicie na zabezpieczeniu transferu wartości, z wykonywaniem ograniczonym do prostego języka skryptowego. Każdy pełny węzeł pobiera i sprawdza każdą transakcję, zapewniając maksymalne bezpieczeństwo i decentralizację kosztem przepustowości.
Bitcoin przetwarza około siedmiu transakcji na sekundę, a próby zwiększenia tej zdolności wywołały kontrowersyjne debaty, ponieważ zmiana jednego aspektu systemu wpływa na wszystko inne.
Ethereum, przed ewolucją w kierunku modularnej architektury, było bardziej złożonym monolitycznym łańcuchem. Sieć obsługuje wykonywanie smart kontraktów, konsensus przez dowód udziału, dostępność danych dla wszystkich danych transakcji oraz rozliczenie dla sieci warstwy drugi. To szerokie podejście umożliwiło eksplozję zdecentralizowanych aplikacji i zdecentralizowanych finansów, ale także stworzyło znaczące wąskie gardła skalowania. W okresach wysokiego zapotrzebowania opłaty za gaz wzrosły do setek dolarów za transakcję, eliminując wiele zastosowań i użytkowników.
Solana reprezentuje inną monolityczną filozofię, priorytetyzując wydajność poprzez architekturę monolityczną o wysokiej wydajności. Sieć wykorzystuje innowacyjne mechanizmy konsensusu oraz równoległe przetwarzanie transakcji, aby osiągnąć przepustowość przekraczającą 50 000 transakcji na sekundę w idealnych warunkach.
Jednak ta wydajność wiąże się z kompromisami w wymaganiach sprzętowych dla walidatorów i okazjonalnie prowadzi do awarii sieci, kiedy system zostaje przytłoczony.
Fundamentalne ograniczenie monolitycznych blockchainów wynika z trylematu skalowalności, koncepcji sugerującej, że blockchainy mogą optymalizować tylko dwie z trzech właściwości: decentralizacja, bezpieczeństwo i skalowalność. Kiedy wykonywanie, konsensus i dostępność danych działają w jednym systemie, konkurują o te same zasoby.
Zwiększenie przepustowości zazwyczaj wymaga większych bloków, co zwiększa koszt prowadzenia pełnego węzła i zmniejsza decentralizację. Utrzymanie ścisłej decentralizacji ogranicza rozmiar bloku i przepustowość. Zapewniając bezpieczeństwo wymaga redundantnej weryfikacji, co ogranicza skalowalność.
Te ograniczenia stały się coraz bardziej widoczne wraz z rosnącą adopcją blockchaina. Przejście Ethereum na dowód udziału we wrześniu 2022 roku poprawiło efektywność energetyczną i bezpieczeństwo, ale nie rozwiązało zasadniczo ograniczeń skalowania. Opłaty transakcyjne pozostały wysokie w okresach szczytowego zapotrzebowania, a przepustowość była ograniczona. Rozwiązania typu rollup warstwy drugiej pojawiły się jako odpowiedź, przetwarzając transakcje poza łańcuchem i publikując skompresowane dane z powrotem na Ethereum. Jednak nawet te rozwiązania napotkały ograniczenia, szczególnie w związku z kosztami dostępności danych.
Podejście monolityczne ogranicza również innowacje. Deweloperzy budujący na monolitycznym łańcuchu muszą zaakceptować jego wybory projektowe dotyczące języków programowania, maszyn wirtualnych, mechanizmów konsensusu i struktur opłat.
Tworzenie łańcucha blockchain specyficznego dla aplikacji wymaga uruchomienia całkowicie nowego monolitycznego łańcucha z własnym konsensusem, rekrutacją walidatorów i zabezpieczeniem od zera. Ta wysoka bariera wejścia ograniczała eksperymenty i powodowała fragmentację płynności w niekompatybilnych systemach.
Do 2023 roku ograniczenia monolitycznego projektowania stały się niezaprzeczalne. Dostępność danych stanowiła około 95 procent kosztów, które rollupy płacą Ethereum. Ta nieskuteczność wskazywała na rozwiązanie: oddzielić funkcje, które monolityczne łańcuchy łączą razem, pozwalając każdej na optymalizację niezależnie, jednocześnie działając razem jako system.
Modularne Blockchainy: Nowa Filozofia Projektowania
Modularne blockchainy rozkładają funkcje tradycyjnego blockchaina na wyspecjalizowane warstwy lub komponenty. Zamiast obsługiwać wykonywanie, konsensus, rozliczenie i dostępność danych w jednym systemie, architektury modularne delegują te odpowiedzialności na różne wyspecjalizowane łańcuchy lub usługi. Każdy komponent koncentruje się na wykonywaniu jednej funkcji wyjątkowo dobrze, a następnie koordynuje z innymi komponentami, aby zapewniać kompletną funkcjonalność blockchaina.
Koncepcja czerpie inspirację z zasad projektowania modularnego w inżynierii oprogramowania i informatyce. Tak jak nowoczesne aplikacje oddzielają zagadnienia na różne warstwy (prezentacja, logika biznesowa, przechowywanie danych), modularne blockchainy oddzielają funkcje blockchaina na wyspecjalizowane poziomy. Ta separacja pozwala każdej warstwie na optymalizację do swoich specyficznych celów bez kompromisów wobec innych.
Cztery podstawowe funkcje w architekturze modularnej blockchaina pełnią różne cele. Warstwa wykonywania przetwarza transakcje i wykonuje logikę smart kontraktów, określając przejścia stanów na podstawie działań użytkowników. Warstwa konsensusu ustanawia porozumienie między uczestnikami sieci w sprawie kolejności i uwzględnienia transakcji, zapewniając, że wszyscy utrzymują tę samą historię blockchaina.
Warstwa dostępności danych gwarantuje, że wszystkie niezbędne dane transakcji są publikowane i dostępne do weryfikacji, nawet jeśli pełne węzły nie muszą ich przetwarzać. Warstwa rozliczeniowa zapewnia finalność i rozwiązywanie sporów, działając jako źródło prawdy dla rollupów i innych środowisk wykonawczych.
Projektowanie modularne nie wymaga, aby wszystkie cztery warstwy były oddzielne. Niektóre architektury łączą konsensus i dostępność danych, podczas gdy inne łączą rozliczenie i konsensus. Kluczową zasadą jest specjalizacja, a nie całkowita separacja. Każdy komponent powinien skupić się na tym, co robi najlepiej, z wyraźnymi interfejsami do interakcji z innymi komponentami.
Celestia zainicjowała koncepcję modularnej warstwy dostępności danych, uruchamiając swoją główną sieć w październiku 2023 roku. Projekt rozwiązuje konkretny problem: rollupy i inne rozwiązania skalowania potrzebują miejsca na publikowanie swoich danych transakcyjnych tanio i niezawodnie, ale publikowanie tych danych do drogich warstw wykonywania, takich jak Ethereum, tworzy wąskie gardła.
Celestia skaluje się poprzez przemyślenie architektury blockchaina od podstaw, rozdzielając wykonywanie od konsensusu przez wprowadzenie próbkowania dostępności danych. To podejście pozwala Celestii dostarczać obszerną dostępność danych bez nakładania ograniczeń wykonawczych lub rozliczeniowych na projektowe. Oto tłumaczenie treści na język polski, z pominięciem tłumaczenia linków markdown:
Treść: Nie wykonuje inteligentnych kontraktów ani nie zapewnia maszyny wirtualnej. Zamiast tego, deweloperzy mogą wdrażać własne warstwy wykonawcze, takie jak rollupy, łańcuchy specyficzne dla aplikacji lub całkowicie dostosowane środowiska, i używać Celestii wyłącznie do porządkowania transakcji i zapewnienia dostępności danych. Mapa drogowa Celestii koncentruje się na nieustannym rozszerzaniu przepustowości danych powyżej 1 gigabajta na sekundę, mając na celu usunięcie ostatecznego "wąskiego gardła" w skali kryptowalut.
Innowacja techniczna umożliwiająca skalowalność Celestii to próbkowanie dostępności danych. Tradycyjne łańcuchy bloków wymagają, aby każdy pełny węzeł pobierał wszystkie dane transakcji w celu weryfikacji dostępności. Tworzy to bezpośredni kompromis między rozmiarem bloku a decentralizacją. Próbowanie dostępności danych zmienia tę dynamikę, umożliwiając lekkim węzłom weryfikację dostępności danych poprzez losowe próbkowanie małych fragmentów każdego bloku.
Jeśli próbki są dostępne, węzły mogą być pewne z dużym prawdopodobieństwem, że wszystkie dane są dostępne, bez potrzeby pobierania wszystkiego. To umożliwia Celestii skalowanie dostępności danych w miarę dołączania większej liczby lekkich węzłów do sieci, odwracając tradycyjną krzywą skalowania.
Celestia wprowadziła także koncepcję suwerennych rollupów, które są warstwami wykonawczymi używającymi Celestii do dostępności danych i konsensusu, ale podejmują własne decyzje dotyczące zasad wykonania, zarządzania i aktualizacji.
W przeciwieństwie do rollupów Ethereum, które zazwyczaj dziedziczą bezpieczeństwo i rozliczenia od Ethereum, suwerenne rollupy na Celestii działają bardziej niezależnie. Publikują swoje dane w Celestii, aby zapewnić dostępność, ale definiują własne warunki ważności i nie polegają na zewnętrznym łańcuchu do ostatecznego rozliczenia.
EigenDA pojawił się jako inne podejście do modułowej dostępności danych, zbudowane na protokole EigenLayer restaking. EigenDA wykorzystuje elegancką architekturę, która utrzymuje optymalność lub prawie optymalność w wymiarach wydajności, bezpieczeństwa i kosztów, poprzez użycie kodowania Reed Solomon, które jest kryptograficznie potwierdzane dowodami otwarcia wielomianów KZG. Zamiast budować niezależny łańcuch bloków jak Celestia, EigenDA działa jako aktywna usługa walidacyjna w ekosystemie EigenLayer, pozwalając stakerom Ethereum ponownie używać swojego stakowanego ETH do zabezpieczania warstwy dostępności danych.
Architektura EigenDA rozdziela role wśród różnych uczestników. Dysperserzy kodują dane i dystrybuują je do węzłów walidacyjnych. Węzły walidacyjne poświadczają dostępność danych i przechowują część każdej porcji danych. Węzły pobierające zbierają fragmenty danych od walidatorów i rekonstruują oryginalne dane, gdy jest to potrzebne.
Sieć uruchomiona z czołową w branży przepustowością dostępności danych sięgającą 100 megabajtów na sekundę ma mapę drogową do skali wykładniczej. Ta wysoka przepustowość pochodzi z projektowania EigenDA, które wymaga, aby każdy operator przechowywał tylko ułamek łącznych danych, zachowując zdolność do ich rekonstruowania, jeśli zajdzie potrzeba.
Integracja EigenDA z Ethereum przez EigenLayer tworzy unikalne właściwości bezpieczeństwa. Protokół wykorzystuje miliardy dolarów w ETH jako zabezpieczenie ekonomiczne, odziedziczając solidny zestaw walidatorów Ethereum, oferując jednocześnie wyspecjalizowane usługi dostępności danych.
Podejście Avail reprezentuje trzeci główny kierunek modułowej dostępności danych, kładąc nacisk na infrastrukturę agnostyczną względem łańcucha oraz interoperacyjność międzyłańcuchową. Horyzontalnie skalowalna, agnostyczna względem łańcucha i zminimalizowana pod względem zaufania infrastruktura projektu ma na celu zjednoczenie rozfragmentowanego ekosystemu blockchain, oferując nieograniczoną przestrzeń blokową, natywną interoperacyjność i modułowe bezpieczeństwo. Zbudowany przy użyciu SDK Polkadot, Avail działa jako specjalistyczny blockchain dostępności danych, łączący się z wieloma ekosystemami warstwy pierwszej, w tym Ethereum, Solaną i BNB Chain.
Architektura Avail składa się z trzech współdziałających ze sobą komponentów. Warstwa dostępności danych przechowuje dane transakcyjne, używając kodowania wymazywania i zobowiązań wielomianowych KZG do efektywnej weryfikacji. Warstwa Nexus zapewnia zminimalizowaną pod względem zaufania interoperacyjność międzyłańcuchową, umożliwiając płynną komunikację między rollupami i suwerennymi łańcuchami zbudowanymi na różnych ekosystemach. Warstwa Fusion oferuje ekonomiczne bezpieczeństwo wielotokowe, pozwalając na zabezpieczenie sieci nie tylko przez natywny token Avail, ale także przez ETH, BTC, SOL i inne aktywa.
Warstwa dostępności danych Avail stosuje zobowiązania wielomianowe KZG, aby kryptograficznie dowieść dostępności danych bez potrzeby pełnych pobrań, co pozwala łańcuchom takim jak Polygon zkEVM Validium redukować koszty Ethereum o około 90 procent przy jednoczesnym zachowaniu bezpieczeństwa. Nacisk protokołu na weryfikację przez lekkich klientów umożliwia użytkownikom uruchamianie lekkich węzłów na urządzeniach takich jak telefony czy przeglądarki, weryfikujących dostępność danych w sekundach, bez wymagań dotyczących zasobów pełnych węzłów.
Każdy z tych projektów reprezentuje inną filozofię działania modułowych blockchainów. Celestia priorytetuje neutralność i suwerenność, pozwalając na budowanie dowolnemu środowisku wykonawczemu bez narzucania określonych założeń dotyczących rozliczeń czy bezpieczeństwa. EigenDA kładzie nacisk na głęboką integrację z ekosystemem Ethereum, wykorzystując restaking, aby stworzyć opłacalną warstwę dostępności danych wspieraną przez bezpieczeństwo Ethereum. Z kolei Avail koncentruje się na interoperacyjności i jednoczeniu, budując mosty między różnymi ekosystemami blockchain dzięki swojej warstwie Nexus.
Podejście modułowe wywołało szybkie innowacje także w warstwach wykonawczych. Projekty takie jak Arbitrum Orbit, OP Stack firmy Optimism i Polygon's Chain Development Kit pozwalają deweloperom na wdrażanie niestandardowych rollupów przy minimalnym wysiłku. Te platformy rollup-as-a-service wykorzystują modularne warstwy dostępności danych do publikowania danych transakcyjnych, umożliwiając zespołom deweloperskim skupienie się na środowiskach wykonawczych specyficznych dla aplikacji, zamiast budowania od podstaw konsensusu i infrastruktury dostępności danych.
Warstwy Dostępności Danych - Nowy Kręgosłup
Data availability pojawiła się jako kluczowe wąskie gardło infrastrukturalne dla skalowania blockchain, a zrozumienie, dlaczego, wymaga zbadania, co oznacza dostępność danych i dlaczego ma znaczenie. Gdy blockchain produkuje nowe bloki zawierające transakcje, problem dostępności danych pyta: w jaki sposób sieć może zapewnić, że wszystkie dane transakcji w tych blokach są faktycznie dostępne dla każdego, kto ich potrzebuje do weryfikacji, bez konieczności pobierania i przechowywania wszystkiego przez każdego uczestnika?
W tradycyjnych monolitycznych blockchainach rozwiązanie problemu dostępności danych jest proste, ale kosztowne. Każdy pełny węzeł pobiera każdy blok i przechowuje wszystkie dane. Jeśli węzeł może je pobrać, dane muszą być dostępne. Podejście to zapewnia maksymalne bezpieczeństwo, ale tworzy znaczące ograniczenia skalowania. W miarę jak bloki stają się większe, aby pomieścić więcej transakcji, prowadzenie pełnego węzła staje się droższe, zmniejszając decentralizację. Koszt przechowywania wszystkich tych danych na blockchainie o wysokim poziomie bezpieczeństwa, takim jak Ethereum, sprawia, że dostępność danych staje się dominującym wydatkiem dla rollupów warstwy drugiej.
Problem komplikuje się bardziej w architekturach modularnych, gdzie wykonanie odbywa się w jednym miejscu, a dane są przechowywane w innym. Rollup przetwarza tysiące transakcji poza łańcuchem, ale musi opublikować gdzieś dane transakcji, aby każdy mógł zrekonstruować stan rollupu i zweryfikować jego poprawność. Jeśli operator rollupu ukryje dane, użytkownicy nie mogą wykryć nieprawidłowych przejść stanu, co tworzy lukę w zabezpieczeniach.
Warstwy dostępności danych istnieją, aby rozwiązać ten problem: zapewnienie miejsca do publikacji danych transakcji z kryptograficznymi gwarancjami, że dane są dostępne, przy niższych kosztach niż publikacja wszystkiego na warstwie wykonawczej.
Podejście Celestii do dostępności danych koncentruje się na próbkowaniu dostępności danych, technice, która fundamentalnie zmienia relację między rozmiarem bloku a kosztami weryfikacji. W tradycyjnych łańcuchach bloków, podwojenie rozmiaru bloku oznacza podwojenie ilości danych, jakie musi pobrać każdy pełny węzeł. Jednak w próbkowaniu dostępności danych, lekkie węzły mogą zweryfikować, że dane są dostępne poprzez próbkowanie małych, losowych fragmentów każdego bloku. Dzięki kodowaniu wymazywania i pomysłowym technikom kryptograficznym, Celestia umożliwia węzłom zdobycie pewności co do dostępności danych bez pobierania wszystkiego.
Proces przebiega przez kilka etapów. Najpierw producenci bloków biorą dane transakcyjne i kodują je przy użyciu dwuwymiarowego schematu kodowania Reed-Solomon. To kodowanie dodaje redundantność do danych, rozszerzając je poza ich pierwotny rozmiar, ale umożliwiając rekonstrukcję nawet jeśli znaczące fragmenty są nieobecne. Zakodowane dane są organizowane w macierz i potwierdzane przy użyciu zobowiązań wielomianowych KZG, które dostarczają zwięzłe kryptograficzne dowody odnośnie struktury danych.
Lekkie węzły następnie losowo próbkują małe fragmenty tych rozszerzonych danych. Każda próbka zawiera dowód, że próbka danych jest częścią potwierdzonego bloku. Zbierając wiele losowych próbek, lekkie węzły mogą być pewne z dużym prawdopodobieństwem, że cała macierz danych jest dostępna.
Matematyka gwarantuje, że jeśli producent bloku ukryje jakąkolwiek znaczącą część danych, lekkie węzły prawdopodobnie to wykryją przez nieudane próbki. Ważne jest, że poziom pewności wzrasta wraz z liczbą lekkich węzłów, ponieważ każdy wykonuje niezależne losowe próbkowanie. Tworzy to unikalną właściwość skalowania: Celestia staje się bardziej bezpieczna, gdy więcej uczestników dołącza do sieci.
Koszt warstwy dostępności danych Celestii wynosi około 64 procent mniej niż Ethereum, z średnimi kosztami około $7.31 za megabajt w porównaniu do $20.56 w Ethereum. Cechy projektu SuperBlobs dodatkowo redukują opłaty do około $0.81 za megabajt, umożliwiając opłacalne wysokowydajnościowe transakcje.Przetwarzanie danych dla rollupów. Te ekonomie sprawiają, że Celestia jest atrakcyjna dla rollupów i innych rozwiązań skalujących, które muszą publikować duże ilości danych.
Techniczna implementacja obejmuje nazwane drzewa Merkle'a, które organizują dane w oddzielne przestrzenie nazw dla różnych aplikacji. To pozwala każdemu rollupowi lub łańcuchowi używającemu Celestii publikować swoje dane w swojej własnej przestrzeni nazw, a klienci lekcy tylko muszą pobrać i zweryfikować dane istotne dla łańcuchów, których dotyczą. Rollup monitorujący swoją własną przestrzeń nazw nie musi przetwarzać danych z innych rollupów dzielących te same bloki Celestii, co zwiększa efektywność przy zachowaniu wspólnego bezpieczeństwa.
EigenDA podchodzi do dostępności danych z inną architekturą, kładąc nacisk na ekstremalną skalowalność dzięki swojemu modelowi opartemu na operatorach. Protokół został zaprojektowany do osiągnięcia skalowania poziomego, tak aby im więcej jest operatorów w sieci, tym większą przepustowość sieć umożliwia. W prywatnych testach z 100 węzłami, EigenDA wykazał przepustowość do 10 megabajtów na sekundę, z planem na zwiększenie do 1 gigabajta na sekundę.
System EigenDA dzieli dane na kawałki poprzez kodowanie uszkadzalne, a następnie rozdziela te kawałki pomiędzy dużą liczbę operatorów. Każdy operator przechowuje tylko ułamek całościowych danych, ale kodowanie zapewnia, że całość danych może być zrekonstruowana z dowolnej wystarczającej podgrupy kawałków. Ta dystrybucja zmniejsza obciążenie przechowywania i przepustowości na poszczególnych operatorach przy jednoczesnym utrzymaniu gwarancji dostępności danych dzięki dowodom kryptograficznym.
Zobowiązania KZG odgrywają kluczową rolę w systemie weryfikacji EigenDA, podobnie jak w Celestii. Te zobowiązania dotyczące wielomianów pozwalają na dowodzenie własności danych bez ujawniania wszystkich samych danych. Gdy dystrybutor koduje i rozdziela bloby danych, generuje zobowiązania KZG, które pozwalają walidatorom zweryfikować poprawność ich kawałków danych bez potrzeby widzenia wszystkich innych kawałków. Czyni to weryfikację wydajną przy zachowaniu silnych gwarancji bezpieczeństwa.
Model ekonomiczny stojący za EigenDA korzysta z restakingu poprzez EigenLayer. Walidatorzy Ethereum, którzy wstawili ETH, mogą wybrać zabezpieczenie EigenDA poprzez uruchomienie dodatkowego oprogramowania, zarabiając nagrody od rollupów i innych użytkowników warstwy dostępności danych. To podejście restakingu zapewnia kilka korzyści.
Redukuje kapitałowe koszty zabezpieczania sieci, ponieważ ten sam staw zabezpiecza zarówno Ethereum, jak i EigenDA. Dziedziczy zdecentralizowany zestaw walidatorów Ethereum, zamiast wymagać od EigenDA stworzenia własnego od zera. Tworzy bezpośrednie ekonomiczne połączenie pomiędzy bezpieczeństwem Ethereum a niezawodnością EigenDA.
Operatorzy węzłów muszą wstawić minimum 32 ETH lub 1 token EIGEN, aby stać się członkami sieci dostępności danych, choć warunki slashing protokołu pozostają pod aktywnym rozwojem, jako że poszczególne aktywnie walidowane usługi jak EigenDA muszą migrować do zestawów operatorów i definiować konkretne warunki slashing. Ten trwający rozwój mechanizmów slashing podkreśla zarówno innowacyjność, jak i ewoluujący charakter modeli bezpieczeństwa opartych na restakingu.
Avail przyjmuje jeszcze inne podejście do dostępności danych, kładąc nacisk na interoperacyjność pomiędzy różnymi ekosystemami blockchain, zachowując jednocześnie silne właściwości bezpieczeństwa. Warstwa dostępności danych protokołu wykorzystuje zobowiązania KZG i kodowanie uszkadzalne podobne do Celestii i EigenDA, ale integruje je z szerszą wizją infrastruktury międzyłańcuchowej.
Sieć Avail osiąga dostępność danych poprzez mechanizm konsensusu oparty na walidatorach zbudowany na SDK Polkadot. Walidatorzy dochodzą do konsensusu na blokach zawierających dane transakcyjne z wielu rollupów i łańcuchów, a następnie udostępnią te dane do weryfikacji. Klienci lekcy mogą weryfikować dostępność danych poprzez próbkowanie, podobnie jak w podejściu Celestii. Klienci lekcy Avail zapewniają szybką weryfikację transakcji na poziomie użytkownika, z pre-potwierdzeniami umożliwiającymi weryfikację transakcji w około 250 milisekund, co jest 15 razy szybsze niż tradycyjne podejścia.
Czym Avail się wyróżnia, to jego model stakingowy oparty na wielu tokenach i warstwa Nexus dla interoperacyjności. Zamiast polegać wyłącznie na natywnym tokenie dla bezpieczeństwa, Avail umożliwia staking z ETH, BTC, SOL i innymi głównymi aktywami. To podejście z wieloma tokenami ma na celu przyciągnięcie głębszej płynności i silniejszego ekonomicznego bezpieczeństwa z wielu społeczności blockchain. Warstwa Nexus zapewnia minimalizowane zaufanie do koordynacji komunikacji międzyłańcuchowej, umożliwiając rollupy i łańcuchy zbudowane na różnych ekosystemach do interakcji bez potrzeby scentralizowanych mostów.
Techniczna podstawa tych warstw dostępności danych opiera się na kilku wspólnych innowacjach. Kodowanie uszkadzalne rozszerza dane z redundancją, aby mogły zostać odzyskane nawet, jeśli części zostaną utracone. Zobowiązania wielomianowe KZG dostarczają zwięzłych dowodów dotyczących właściwości danych. Próbkowanie dostępności danych umożliwia klientom lekcym weryfikację dostępności bez pobierania wszystkiego. Te techniki łączą się, czyniąc dostępność danych zarówno skalowalną, jak i weryfikowalną.
Jednak implementacje różnią się w ważnych aspektach. Celestia priorytetyzuje neutralność i suwerenne rollupy, pozwalając każdemu środowisku wykonawczemu budować na wierzchu bez konkretnych założeń dotyczących warstw rozliczeniowych. EigenDA kładzie nacisk na integrację z Ethereum i bezpieczeństwo oparte na restakingu. Avail koncentruje się na interoperacyjności i wsparciu dla wielu ekosystemów. Te filozoficzne różnice wpływają na wszystko, od modeli ekonomicznych, przez struktury zarządzania, po typy aplikacji, które każdy z tych systemów przyciąga.
Warstwa dostępności danych stała się kluczową infrastrukturą, umożliwiającą modularne skalowanie blockchainów. Dzięki zapewnieniu obfitej, weryfikowalnej i przystępnej cenowo dostępności danych, te protokoły odblokowują nowe możliwości dla warstw wykonawczych do eksperymentowania z nowymi projektami przy jednoczesnym zachowaniu właściwości bezpieczeństwa. Pytanie przesuwa się z czy przyjąć modularną dostępność danych na który rodzaj podejścia najlepiej pasuje do specyficznych wymagań aplikacji.
Warstwy wykonawcze i rozliczeniowe
Podczas gdy warstwy dostępności danych stanowią fundament dla modularnych blockchainów, warstwy wykonawcze i rozliczeniowe determinują, jak transakcje są przetwarzane i finalizowane. Zrozumienie relacji między tymi komponentami ujawnia pełną architekturę systemów modularnych i wybory projektowe, przed którymi stają deweloperzy przy budowaniu skalowalnych aplikacji blockchain.
Warstwy wykonawcze obsługują przetwarzanie transakcji i obliczenia smart contractów. W modularnych architekturach, wykonanie może odbywać się w wyspecjalizowanych środowiskach optymalizowanych pod kątem konkretnych zastosowań, a nie w ramach ogólnego monolitycznego łańcucha. Rollupy są przykładem takiego podejścia, przetwarzając transakcje poza łańcuchem w dedykowanym środowisku wykonawczym i publikując skompresowane dane do warstwy dostępności danych w celu weryfikacji.
Wyróżniły się dwie główne kategorie rollupów. Optimistyczne rollupy, wdrażane przez projekty takie jak Arbitrum i Optimism, zakładają, że transakcje są z założenia ważne i sprawdzają je tylko wtedy, gdy ktoś złoży dowód oszustwa kwestionujący ich poprawność. To założenie umożliwia efektywne przetwarzanie, ale wprowadza okres weryfikacji, zazwyczaj siedem dni, podczas którego użytkownicy muszą czekać przed wypłatą środków. Rollupy zero-knowledge, budowane przez zespoły takie jak StarkWare i zkSync, generują dowody kryptograficzne, że transakcje zostały wykonane poprawnie. Te dowody umożliwiają natychmiastową finalność bez okresów weryfikacji, ale wymagają bardziej złożonej kryptografii i obliczeń do wygenerowania.
Oba rodzaje rollupów korzystają z modularnych warstw dostępności danych w celu obniżenia kosztów. Zamiast publikować pełne dane transakcyjne do Ethereum za 20 dolarów za megabajt lub więcej, rollupy mogą publikować do Celestii lub EigenDA za ułamek kosztu. Rollup nadal zachowuje swoje właściwości bezpieczeństwa, ponieważ dane pozostają dostępne do weryfikacji, ale ekonomia staje się znacznie bardziej korzystna. Po aktualizacji Ethereum Dencun w marcu 2024, która wdrożyła EIP-4844, warstwa druga rollupu Base zanotowała wzrost wolumenu transakcji o 224 procent dzięki niższym opłatom za publikację danych umożliwionym przez transakcje blob.
Elastyczność projektowania warstwy wykonawczej jest jednym z głównych atutów modularnych blockchainów. Deweloperzy mogą dostosowywać języki programowania, implementacje wirtualnych maszyn, struktury opłat gazowych i mechanizmy zarządzania bez konieczności wdrażania całkowicie nowego monolitycznego łańcucha.
Aplikacja gamingowa może priorytetyzować wysoką przepustowość i niski czas reakcji. Protokół zdecentralizowanych finansów może kłaść nacisk na bezpieczeństwo i formalną weryfikację. Rozwiązanie logistyczne może optymalizować się pod kątem prywatności danych i zgodności z regulacjami. Każda z nich może wdrożyć swoje własne środowisko wykonawcze, korzystając z wspólnej infrastruktury dla konsensusu i dostępności danych.
Warstwy rozliczeniowe zapewniają finalność i służą jako źródło prawdy dla rollupów i innych środowisk wykonawczych. Ethereum wyłoniło się jako dominująca warstwa rozliczeniowa dla ekosystemów modularnych blockchainów, szczególnie tych używających rollupów. Gdy rollup przetwarza partię transakcji, publikuje skompresowane dane do warstwy dostępności danych i składa aktualizację stanu do Ethereum. W przypadku rollupów optimistycznych, ta aktualizacja stanu staje się ostateczna po wygaśnięciu okresu weryfikacji bez ważnych dowodów oszustwa. W przypadku rollupów zero-knowledge, towarzyszy jej dowód ważności, który umożliwia natychmiastową finalność po weryfikacji dowodu na Ethereum.
Separacja między wykonaniem a rozliczeniem tworzy ważne kompromisy. Z jednej strony, rollupy mogą przetwarzać tysiące transakcji szybko i tanio w swoim własnym środowisku wykonawczym. Z drugiej strony, ostateczne rozliczenie na Ethereum zapewnia silne gwarancje bezpieczeństwa i umożliwia kompozycję z innymi aplikacjami na warstwie rozliczeniowej. Użytkownicy mostkujący aktywa pomiędzy rollupami a Ethereum muszą czekać na finalność na warstwie rozliczeniowej, co wprowadza tarcie w porównaniu do operacji całkowicie w ramach jednego łańcucha.
Niektóre modularne architektury w ogóle unikają zewnętrznych warstw rozliczeniowych. Suwerenne rollupy Celestii, na przykład, definiująTranslation:
ich własne warunki ważności i mechanizmy rozliczeń. Używają Celestii wyłącznie dla dostępności danych i konsensusu, obsługując rozliczenia wewnętrznie. Takie podejście maksymalizuje suwerenność i elastyczność, ale wymaga, aby każdy rollup ustanawiał własne właściwości bezpieczeństwa i mechanizmy mostów do interakcji z innymi łańcuchami.
Wzrost platform rollup-as-a-service przyspieszył przyjęcie modułowych blockchainów poprzez uproszczenie wdrożenia. Te platformy zapewniają szablony i narzędzia do uruchamiania włąsnych środowisk wykonawczych bez potrzeby głębokiej wiedzy inżynieryjnej w zakresie blockchain.
Arbitrum Orbit umożliwia deweloperom wdrażanie rollupów warstwy trzeciej, które używają Arbitrum do rozliczeń i mogą wybierać między różnymi opcjami dostępności danych, w tym Celestia i EigenDA. Stos Optimism OP oferuje modułowe ramy, w których deweloperzy mogą zamieniać komponenty takie jak środowisko wykonawcze, warstwa dostępności danych i mechanizm sekwencjonowania, zachowując zgodność z szerszym ekosystemem Optimism.
Conduit i AltLayer oferują rozwiązania rollup-as-a-service umożliwiające wdrażanie w pełni zarządzanych, gotowych do produkcji rollupów w kilka kliknięć, z opcjami integracji dla dostępności danych EigenDA. Te platformy upraszczają wiele złożoności związanej z obsługą infrastruktury blockchain, pozwalając deweloperom skupić się na logice aplikacji i doświadczeniu użytkownika.
Zestaw do rozwoju łańcuchów Polygonu reprezentuje inne podejście, umożliwiając deweloperom budowanie konfigurowalnych łańcuchów warstwy dwóch, które mogą łączyć się z Ethereum lub działać bardziej niezależnie. Modułowa architektura wspiera różne środowiska wykonawcze, dostawców dostępności danych i mechanizmy mostów. Projekty takie jak Immutable X używają tych narzędzi do budowy łańcuchów specyficznych dla aplikacji zoptymalizowanych dla handlu NFT i gier blockchain.
Rozprzestrzenienie warstw wykonawczych umożliwione przez modułową architekturę stwarza zarówno możliwości, jak i wyzwania. Z jednej strony deweloperzy zyskują niespotykaną dotąd elastyczność w optymalizacji dla konkretnych przypadków użycia. Aplikacje gamingowe mogą osiągać subsekundowe czasy blokowania. Aplikacje zorientowane na prywatność mogą głęboko zintegrować dowody zerowej wiedzy z ich wykonaniem. Rozwiązania korporacyjne mogą wprowadzić elementy uprawnieniowe tam, gdzie jest to potrzebne. Każde środowisko wykonawcze może eksperymentować z nowatorskimi podejściami bez potrzeby uzyskiwania konsensusu od szerszej społeczności blockchain.
Jednakże ta elastyczność wprowadza również fragmentację. Płynność zostaje podzielona na liczne warstwy wykonawcze. Użytkownicy muszą przenosić zasoby między łańcuchami, co wprowadza tarcie i ryzyko bezpieczeństwa. Aplikacje chcące komponować się w różnych środowiskach wykonawczych napotykają zwiększoną złożoność. Zjednoczona kompozycyjność monolitowych blockchainów ustępuje miejsca bardziej rozdrobnionemu krajobrazowi, w którym interoperacyjność staje się kluczowa.
Protokoły komunikacji międzyłańcuchowej pojawiły się, aby sprostać tym wyzwaniom. Protokół Inter-Blockchain Communication, pierwotnie opracowany dla Cosmos, umożliwia różnym łańcuchom bezpieczną wymianę wiadomości i transfer zasobów. Hyperlane i LayerZero zapewniają podobną funkcjonalność z różnymi modelami bezpieczeństwa i kompromisami. Te protokoły mają na celu stworzenie świata, w którym aplikacje mogą obejmować wiele środowisk wykonawczych, korzystając z płynności i użytkowników w całym ekosystemie modułowych blockchainów.
Relacja między warstwami wykonawczymi i rozliczeniowymi wpływa również na modele ekonomiczne. W monolitycznych łańcuchach użytkownicy płacą opłaty bezpośrednio walidatorom, którzy zabezpieczają sieć. W systemach modułowych opłaty przepływają przez wiele warstw. Użytkownik wykonujący transakcję na rollupie płaci opłaty sekwencerowi rollupu. Rollup płaci opłaty warstwie dostępności danych za publikację danych. Rollup płaci również opłaty warstwie rozliczeniowej za składanie aktualizacji stanu i przechowywanie zobowiązań. Ta wielowarstwowa struktura opłat tworzy złożone dynamiczne zależności ekonomiczne i możliwości optymalizacji.
Sekwencje odgrywają kluczową rolę w modułowych warstwach wykonawczych. Te podmioty zbierają transakcje od użytkowników, porządkują je w bloki i przesyłają pakiety do dostępności danych i warstw rozliczeniowych. Większość rollupów obecnie działa z centralizowanymi sekwencerami, co wprowadza obawy dotyczące odporności na cenzurę i pojedynczych punktów awarii. Branża aktywnie rozwija zdecentralizowane mechanizmy sekwencjonowania, w tym wspólne protokoły sekwencjonowania, które pozwalają wielu rollupom koordynować produkcję bloków i zapewniać silniejsze gwarancje porządkowania.
Architektura wykonawcza i rozliczeniowa nadal rozwija się dynamicznie. Niektóre projekty eksperymentują z asynchronicznym wykonaniem, gdzie transakcje przetwarzane są bez natychmiastowego finalizacji. Inne eksplorują równoległe środowiska wykonawcze, które mogą jednocześnie przetwarzać transakcje niekolidujące. Rozdzielenie odpowiedzialności w systemach modułowych umożliwia eksperymentowanie na poziomie warstwy wykonawczej bez potrzeby wprowadzania zmian w podstawowej dostępności danych lub mechanizmach konsensusu, co przyspiesza tempo innowacji.
Economic and Security Tradeoffs
Modularne architektury blockchain wprowadzają nowe modele ekonomiczne i założenia dotyczące bezpieczeństwa, które fundamentalnie różnią się od monolitycznych łańcuchów. Zrozumienie tych kompromisów jest kluczowe do oceny wykonalności i ryzyka systemów modułowych, gdy te skalują się, aby wspierać główne przyjęcie blockchain.
Model bezpieczeństwa dla modarnych blockchainów zależy od tego, jak komponowany interakcji oraz gdzie leżą założenia dotyczące zaufania. W monolitycznym łańcuchu, pojedynczy zestaw walidatorów zabezpiecza wszystkie funkcje. Jeśli walidatorzy są uczciwi, cały system pozostaje bezpieczny. W systemach modułowych, różne warstwy mogą mieć różne mechanizmy bezpieczeństwa, tworząc stos założeń dotyczących zaufania, które muszą być starannie analizowane.
Rozważ typową architekturę modułową: rollup dla wykonania, Celestia dla dostępności danych i Ethereum dla rozliczeń. Bezpieczeństwo tego systemu zależy od prawidłowego działania wszystkich trzech warstw. Jeśli sekwencer rollupu działa złośliwie, użytkownicy muszą polegać na dowodach oszustwa lub dowodach ważności składanych do warstwy rozliczeniowej. Jeśli Celestia wstrzymuje dane, rollup nie może udowodnić, które transakcje miały miejsce. Jeśli zestaw walidatorów Ethereum zostanie skompromitowany, ostateczne rozliczenie staje się niewiarygodne.
Wspólne modele bezpieczeństwa, takie jak te wdrażane przez EigenDA dzięki restakingu, mają na celu zmniejszenie tych skumulowanych założeń dotyczących zaufania. Pozwalając walidatorom Ethereum zabezpieczać wiele usług jednocześnie, restaking tworzy silniejsze wyrównanie między warstwą rozliczeniową a innymi modułowymi komponentami. W marcu 2025 roku EigenDA miała 4,3 miliona ETH stawiane, co reprezentuje miliardy dolarów zabezpieczenia ekonomicznego stojącego za warstwą dostępności danych. Ta znaczna stawka zapewnia istotne gwarancje bezpieczeństwa, ale wprowadza również nowe ryzyka dotyczące warunków wykluczenia i potencjalnych awarii kaskadowych, jeśli zostaną odkryte luki.
Incentives ekonomiczne w systemach modułowych tworzą interesujące dynamiczne zależności. Warstwy dostępności danych konkurują między sobą pod względem przepustowości i kosztów, z Celestią, EigenDA i Avail oferującymi różne kompromisy cenowe i wydajnościowe. EigenDA obniżyła ceny za usługi dostępności danych dziesięciokrotnie i wprowadziła darmowy poziom w sierpniu 2024 roku, starając się zwiększyć dostępność danych na Ethereum o 1000 razy, aby umożliwić przypadki użycia, takie jak w pełni onchainowe książki zamówień, gry w czasie rzeczywistym i zdecentralizowana sztuczna inteligencja. Ta konkurencja cenowa przynosi korzyści rollupom i deweloperom aplikacji, ale rodzi pytania o zrównoważenie biznesowych modeli warstw dostępności danych.
Strumienie przychodów w systemach modułowych znacząco różnią się od monolitycznych łańcuchów. W Ethereum użytkownicy płacą opłaty gazowe, które trafiają do walidatorów i są częściowo spalane, tworząc deflacyjny nacisk na ETH. W ekosystemie modułowym użytkownicy płacą opłaty sekwencerom rollupów, którzy płacą opłaty warstwom dostępności danych i rozliczeń. Dystrybucja wartości w tych warstwach pozostaje niepewna, i nie jest jasne, które komponenty ostatecznie przechwycą największą wartość.
Tokenomika modułowych warstw dostępności danych odzwierciedla różne podejścia do uchwycenia wartości. Natwne TIA token Celestii jest używany do płacenia za dostępność danych i zabezpieczenia sieci poprzez staking. Wartość tokenu zależy od popytu na usługi dostępności danych Celestii i zabezpieczenia potrzebnego do ich ochrony.
EigenDA działa w ekosystemie EigenLayer, gdzie restakers zarabiają nagrody w różnych tokenach za zabezpieczanie aktywnie weryfikowanych usług. Model tokenu Avail obejmuje wieloassetowe staking, umożliwiając uczestnictwo z ETH, BTC i innymi głównymi kryptowalutami obok natywnego tokena AVAIL.
Efektywność kosztowa publikowania danych do wyspecjalizowanych warstw dostępności danych w porównaniu do warstw ogólnego przeznaczenia stanowi jedną z najbardziej fascynujących ekonomicznych zalet modułowych blockchainów. Przestrzeń blokowa Ethereum jest droga, ponieważ służy wielu celom: wykonywaniu inteligentnych kontraktów, zabezpieczeniu sieci i przechowywaniu danych. Wyspecjalizowane warstwy dostępności danych mogą optymalizować wyłącznie pod kątem przepustowości danych i weryfikacji, osiągając znacznie wyższą przepustowość przy niższych kosztach.
Jednak ta przewaga kosztowa zależy od utrzymania wystarczającego popytu na usługi dostępności danych. Jeśli niewiele rollupów przyjmie modułową dostępność danych, efekty skali, które sprawiają, że te usługi są tanie, mogą się nie zmaterializować. Efekty sieciowe mają istotne znaczenie w określaniu, które warstwy dostępności danych zyskają przyjęcie i staną się ekonomicznie opłacalne.
Bezpieczeństwo samych warstw dostępności danych wprowadza ważne rozważania. Celestia polega na własnym zestawie walidatorów konsensusu proof-of-stake, który musi być wystarczająco zdecentralizowany i ekonomicznie zabezpieczony, aby odpierać ataki. Atakujący, który kontroluje wystarczającą ilość stawki, mógłby potencjalnie wstrzymać dane lub cenzurować konkretne transakcje. Protokół łagodizuje to poprzez próbkowanie dostępności danych i zachęty ekonomiczne, ale bezpieczeństwo ostatecznie zależy od kosztu ataku.the network exceeding the potential gain.
EigenDA dziedziczy bezpieczeństwo z zestawu walidatorów Ethereum poprzez restaking, ale wprowadza nowe ryzyka. Jeśli luka w EigenDA prowadzi do zmniejszenia ilości restakowanego ETH, walidatorzy ponoszą straty, które mogą rozprzestrzenić się w całym ekosystemie Ethereum. Wspólny model bezpieczeństwa łączy losy wielu systemów, potencjalnie wzmacniając awarie.
Podczas gdy zmniejszanie stawki jest włączone na poziomie protokołu EigenLayer, poszczególne aktywnie walidowane usługi, takie jak EigenDA, muszą to aktywować, migrując do zestawów operatorów i definiując warunki zmniejszania stawki. Obecnie nie ma ustalonego warunku zmniejszenia stawki dla niewłaściwie działających węzłów EigenDA. Ta trwająca rozwój mechanizmów zmniejszania stawki odzwierciedla zarówno innowację, jak i nierozwiązane wyzwania związane z bezpieczeństwem opartym na resztającym.
Gwarancje dotyczące żywotności przedstawiają kolejne istotne zagadnienie bezpieczeństwa. Warstwa dostępności danych musi pozostać operacyjna i responsywna, aby rolki, które na niej polegają, mogły działać. Jeśli Celestia, EigenDA lub Avail doświadczą długotrwałego przestoju lub cenzury, rolki korzystające z tych usług nie będą mogły publikować nowych danych, co skutecznie zatrzymuje ich działanie. Tworzy to pojedyncze punkty awarii, które różnią się od rozproszonego charakteru łańcuchów monolitycznych, gdzie awaria konsensusu jest mniej prawdopodobna z powodu mniejszej liczby zależności.
Relacja między warstwami wykonawczymi i warstwami rozliczeniowym wprowadza dodatkowe zagadnienia dotyczące bezpieczeństwa. Rolki, które osadzają się w Ethereum, dziedziczą pewne aspekty bezpieczeństwa Ethereum, szczególnie dotyczące finalności i rozwiązywania sporów. Rolki suwerenne, które unikają zewnętrznego rozliczenia, zyskują większą autonomię, ale muszą ustanowić własne gwarancje bezpieczeństwa i mechanizmy mostów. Żadne podejście nie jest jednoznacznie lepsze; wybór zależy od specyficznych wymagań i tolerancji ryzyka aplikacji.
Fragmentacja stanowi zarówno wyzwania ekonomiczne, jak i związane z bezpieczeństwem w modułowych ekosystemach. Gdy płynność i użytkownicy są rozproszeni między licznymi rolkami i środowiskami wykonawczymi, każdy pojedynczy system może nie mieć efektów sieciowych i bezpieczeństwa, które zapewnia skoncentrowana aktywność. Mosty międzyłańcuchowe łączące te rozproszone systemy wprowadzają dodatkowe wektory ataków i były odpowiedzialne za jedne z największych hacków w historii blockchain, z ukradzionymi miliardami dolarów z słabo zabezpieczonych umów mostowych.
Rozwiązania dotyczące interoperacyjności, takie jak warstwa Nexus Availa i protokoły jak standard Inter-Blockchain Communication, mają na celu zmniejszenie ryzyka fragmentacji poprzez zapewnienie minimalizowanej zaufaniowo komunikacji między łańcuchami.
Warstwa Nexus Availa działa jako niezezwalający hub koordynacyjny umożliwiający bezproblemową komunikację między rolkami i suwerennymi łańcuchami, odpowiadając na rosnącą potrzebę zintegrowanej infrastruktury, gdy ekosystemy blockchain mnożą się. Jednak te rozwiązania są stosunkowo nowe i nieprzetestowane na dużą skalę, a ich właściwości dotyczące bezpieczeństwa wymagają starannej analizy.
Ekonomiczna zrównoważoność modułowych ekosystemów blockchain zależy od osiągnięcia wystarczającej adopcji, aby uzasadnić koszty infrastruktury. Warstwy dostępności danych wymagają dużych zestawów walidatorów lub sieci operatorów, aby zapewnić decentralizację i redundancję. Warstwy rozliczeniowe muszą utrzymywać wysoki poziom bezpieczeństwa, aby służyć jako zaufane punkty arbitrażu. Jeśli dochody z rolek i aplikacji okażą się niewystarczające do utrzymania tych warstw infrastruktury, podejście modułowe może nie osiągnąć swojego potencjału skalowania.
Dynamika rynkowa ostatecznie określi rozkład wartości w komponentach modułowych. Jeśli dostępność danych stanie się towarem, a wielu dostawców będzie oferować podobne usługi z wąskimi marżami, te warstwy mogą uchwycić niewiele wartości, mimo że są krytycznymi elementami infrastruktury. Alternatywnie, jeśli efekty sieciowe stworzą dynamikę zwycięzca-bierze-najwięcej, dominujące warstwy dostępności danych i rozliczeń mogą akumulować znaczną wartość, podczas gdy warstwy wykonawcze pozostaną względnie niezróżnicowane.
Ryzyko i kompromisy ekonomiczne modułowych blockchainów wymagają bieżącej ewaluacji, gdy ekosystem dojrzewa. Wstępne dowody sugerują, że specjalizacja poprawia wydajność i obniża koszty, ale długoterminowa zrównoważoność i właściwości bezpieczeństwa wysoce modułowych systemów pozostają otwartymi pytaniami. Przemysł w zasadzie przeprowadza wielkoskalowy eksperyment w projektowaniu systemów rozproszonych, z miliardami dolarów na szali i przyszłą architekturą infrastruktury Web3, która jest zagrożona.
Wpływ na istniejące łańcuchy
Wzrost architektury modułowych blockchain stawia znaczące wyzwania strategiczne dla ustalonych łańcuchów monolitycznych. Sieci, które zbudowały swoje propozycje wartości na byciu kompletnymi, samodzielnymi systemami, teraz stają przed konkurencją ze strony wyspecjalizowanych komponentów, które mogą wydajniej wykonywać poszczególne funkcje. Odpowiedzi głównych platform blockchain ujawniają różne filozofie, jak powinna ewoluować infrastruktura blockchain.
Ewolucja Ethereum w kierunku modułowej architektury stanowi być może najważniejsze potwierdzenie tezy modułowej. Sieć, która pionierowała platformy smart kontraktów, systematycznie restrukturyzowała się, aby służyć jako warstwa rozliczeniowa i zabezpieczająca dla ekosystemu rolek, zamiast próbować obsłużyć całe wykonanie na pierwszej warstwie. Ta transformacja nie była nieunikniona; wyłoniła się z pragmatycznego uznania, że skalowanie wykonywania na jednej warstwie przy zachowaniu decentralizacji okazało się niewykonalne.
Plan działań w kierunku modułowego Ethereum przyspieszył wraz z kilkoma kluczowymi ulepszeniami. Połączenie z dowodem stawki we wrześniu 2022 roku poprawiło efektywność energetyczną i bezpieczeństwo, ale bezpośrednio nie dotyczyło skalowania. Krytyczne ulepszenie skalowania miało miejsce wraz z twardym rozwidleniem Dencun w marcu 2024 roku, które wdrożyło EIP-4844, również znane jako proto-danksharding. EIP-4844 wprowadza transakcje przenoszące blob, umożliwiając rolkom publikację dużych, tymczasowych fragmentów danych do warstwy konsensusu Ethereum przy znacznie obniżonym koszcie w porównaniu do trwałego przechowywania danych. Ulepszenie zredukowało opłaty za transakcje warstwy drugiej 10 do 100 razy, zwiększając skalowalność przy jednoczesnym zachowaniu decentralizacji.
Proto-danksharding przedstawia rozwiązanie pośrednie na drodze do pełnego dankshardingu, który rozszerzyłby dostępność danych z sześciu blobów na blok do 64 blobów, umożliwiając przepustowość dochodzącą do 100 000 transakcji na sekundę w całym ekosystemie rolek. Podejście techniczne odzwierciedla elementy projektu Celestii, wykorzystując zobowiązania KZG i kodowanie wykasowania dla umożliwienia próbkowania dostępności danych. Zamiast konkurować z modułowymi warstwami dostępności danych, Ethereum staje się jedną z nich, dostarczając natywne usługi dostępności danych zoptymalizowane dla swojego ekosystemu rolek.
Ten strategiczny przestawienie przyznaje, że wartość Ethereum nie leży w wykonywaniu każdej transakcji na pierwszej warstwie, ale w zapewnianiu zaufanego rozliczenia i koordynacji dla różnorodnego ekosystemu środowisk wykonawczych. Rolki takie jak Arbitrum, Optimizm, StarkNet i zkSync przetwarzają zdecydowaną większość transakcji, podczas gdy Ethereum pierwszej warstwy służy jako kanoniczne źródło prawdy i arbiter sporów. Tokenomika sieci ewoluuje, aby odzwierciedlać tę rolę, z opłatami z rozliczeń rolek przyczyniającymi się do spalania ETH i nagród dla walidatorów.
Modułowa transformacja Ethereum tworzy zarówno możliwości, jak i ryzyka. Z jednej strony sieć korzysta z zwiększonej aktywności w swoim ekosystemie rolek, bez ograniczeń skalowania wynikających z przetwarzania wszystkiego na pierwszej warstwie. Z drugiej strony, gdy wykonanie przenosi się na rolki, a dostępność danych potencjalnie przesuwa się do alternatyw takich jak Celestia czy EigenDA, pojawia się pytanie: jaką wartość przechwytuje warstwa jedna Ethereum i czy jest ona wystarczająca do utrzymania bezpieczeństwa sieci?
Pojawienie się Ethereum skupionego na rolkach wywołało debatę na temat tego, czy sieć staje się przede wszystkim warstwą rozliczeniową, czy utrzymuje swoją rolę jako strategiczny kręgosłup infrastruktury Web3. Niektórzy twierdzą, że propozycja wartości Ethereum wzmacnia się, gdy skupia się na tym, co robi najlepiej: zapewnianiu solidnego bezpieczeństwa i finalizacji dla różnorodnego ekosystemu. Inni obawiają się, że zbytnio rozpraszając aktywność na zewnętrzne warstwy, mogłaby osłabić centralność i wartość przechwytywaną przez Ethereum.
Solana reprezentuje przeciwne podejście, podwójnie stawiając na model monolityczny wysokiej wydajności. Sieć priorytetowo traktuje osiąganie maksymalnej przepustowości na jednej warstwie poprzez agresywną optymalizację mechanizmów konsensusu, równoległego przetwarzania transakcji i wymagań sprzętowych. Perspektywa Solany jest taka, że złożoność i fragmentacja systemów modułowych wprowadzają tarcie, które podkopuje doświadczenia użytkownika i możliwość kompozycyjności.
Architektura Solany osiąga imponującą przepustowość, regularnie przetwarzając tysiące transakcji na sekundę z sub-sekundową finalizacją. Zwolennicy sieci argumentują, że ta wydajność, w połączeniu z prostotą zjednoczonego środowiska wykonawczego, zapewnia lepszą podstawę dla aplikacji niż rozdrobniony krajobraz modułowych blockchainów. Gry, handel o wysokiej częstotliwości i inne aplikacje wrażliwe na opóźnienia mogą rzeczywiście korzystać z ścisłej integracji i atomowej rozszerzalności, którą zapewniają łańcuchy monolityczne.
Jednak podejście Solany wiąże się z uznanymi kompromisami. Wymagania sprzętowe sieci dla walidatorów są znacząco wyższe niż w przypadku Ethereum, co może ograniczać decentralizację. Sieć doświadczyła kilku awarii, gdy wolumen transakcji przytłoczył system, stawiając pytania o praktyczne ograniczenia skalowania monolitycznego. Te wyzwania sugerują, że nawet wysoko wydajne monolityczne łańcuchy napotykają ograniczenia, które architektury modułowe mogą ominąć.
Dynamiczna konkurencja między podejściem monolitycznym a modułowym wykracza poza techniczne rozważania do efektów ekosystemowych i zaangażowania developera. Przestawienie się Ethereum w kierunku infrastruktury modułowej wywołało eksplozję wdrożeń rolek i eksperymentów z nowatorskimi środowiskami wykonawczymi. Ta proliferacja łańcuchów stwarza możliwości innowacji, ale także fragmentuje płynność i uwagę. Zintegrowane środowisko Solany zapewnia bardziej spójne ...Prostota, ale mniejsza elastyczność dla dostosowywania.
Avalanche zajmuje środkową pozycję ze swoją architekturą podsieci, która pozwala deweloperom wdrażać niestandardowe blockchainy korzystające z bezpieczeństwa i interoperacyjności szerszego ekosystemu Avalanche. Podsieci mogą definiować własne maszyny wirtualne, struktury opłat i zestawy walidatorów, jednocześnie zachowując kompatybilność z innymi łańcuchami Avalanche. To podejście integruje zasady modularności w spójnym ekosystemie, starając się równoważyć elastyczność z integracją.
Model podsieci rozwiązuje pewne ograniczenia czysto modularnych systemów poprzez utrzymanie silnej koordynacji i wspólnego bezpieczeństwa w łańcuchach, jednocześnie pozwalając na dostosowywanie, gdy jest to potrzebne. Niemniej jednak, podsieci wciąż wymagają swoich własnych zestawów walidatorów i zabezpieczeń, co odróżnia je od rollupów, które dziedziczą bezpieczeństwo z warstwy rozliczeniowej. To podejście reprezentuje inny punkt na spektrum między pełną monolityczną integracją a całkowitą modularną dekompozycją.
Cosmos zapoczątkował koncepcję blockchainów specyficznych dla aplikacji poprzez swój protokół Inter-Blockchain Communication i mechanizm konsensusu Tendermint. Ekosystem Cosmos od dawna zintegrował modularność w postaci wyspecjalizowanych łańcuchów komunikujących się poprzez standardowe protokoły. Wiele łańcuchów Cosmos obecnie używa Celestia dla dostępności danych, pokazując, jak ustanowione ekosystemy mogą integrować modularne komponenty, aby zwiększyć efektywność.
Podejście Cosmo podkreśla suwerenność i interoperacyjność, a nie wspólne bezpieczeństwo. Każdy łańcuch utrzymuje swój własny zestaw walidatorów i model zabezpieczeń, ale standardowe protokoły komunikacyjne umożliwiają transfer wartości i przesyłanie wiadomości między łańcuchami. Ta filozofia różni się od Ethereum zorientowanego na rollupy, gdzie warstwy egzekucji dziedziczą bezpieczeństwo z warstwy rozliczeniowej, ale dzieli modułową zasadę specjalizacji i koordynacji.
Near Protocol wszedł w przestrzeń modularnej dostępności danych poprzez swój projekt spin-off Nuffle Labs, uruchomiony z 13 milionami dolarów finansowania. Zamiast konkurować bezpośrednio z jego warstwą pierwszą, Near pozycjonuje się, aby dostarczać infrastrukturę dla szerszego ekosystemu modularnego. Ta strategiczna zmiana odzwierciedla uznanie, że ustanowione platformy mogą uczestniczyć w fali modularności poprzez dostarczanie wyspecjalizowanych usług, a nie bronienie czysto monolitycznych architektur.
Wpływ architektur modularnych na istniejące łańcuchy rozciąga się na ekonomię tokenów i przechwytywanie wartości. Jak egzekucja i dostępność danych przenosi się na wyspecjalizowane warstwy, pytanie, gdzie kumuluje się wartość, staje się kluczowe. W monolitycznych łańcuchach użytkownicy płacą opłaty bezpośrednio walidatorom, tworząc jasny przepływ wartości. W systemach modularnych opłaty są dystrybuowane na wielu warstwach i pozostaje niepewne, które komponenty będą długoterminowo przejmować najwięcej wartości.
Warstwy rozliczeniowe, takie jak Ethereum, mogą korzystać z silnych efektów sieciowych, ponieważ rollupy wolą osiedlać tam, gdzie osiedlają się inne rollupy, aby umożliwić kompozycyjność. Warstwy dostępności danych konkurują bardziej bezpośrednio pod względem ceny i wydajności, co potencjalnie prowadzi do towarowości. Warstwy egzekucji mogą różnicować się poprzez optymalizacje specyficzne dla aplikacji, ale mogą także napotykać intensywną konkurencję, ponieważ wdrażanie staje się łatwiejsze dzięki platformom rollup-as-a-service.
Koegzystencja podejść monolitycznych i modularnych wydaje się prawdopodobna na bliską przyszłość. Różne aplikacje mają różne wymagania, i żadna pojedyncza architektura nie obsługuje optymalnie wszystkich przypadków użycia. Aplikacje o wysokiej przepustowości mogą preferować niską latencję i prostotę Solany. Złożone protokoły zdecentralizowanej finansów mogą cenić bezpieczeństwo i decentralizację Ethereum opartego na rollupach. Aplikacje enterprise mogą preferować personalizacje możliwe z łańcuchami specyficznymi dla aplikacji na modularnej infrastrukturze.
Krajobraz konkurencyjny prawdopodobnie będzie określony nie tylko przez wyższość techniczną, ale przez efekty ekosystemu, doświadczenie dewelopera, koncentrację płynności i rozważania regulacyjne. Infrastruktura blockchain pozostaje wystarczająco wczesna, że wiele podejść architektonicznych może prosperować, każde znajdując dopasowanie produktu do rynku z konkretnymi aplikacjami i społecznościami użytkowników.
Przyszłość Projektowania Blockchainów
Trajektoria architektury blockchainów wskazuje na coraz bardziej wyrafinowane systemy modularne, ale kilka otwartych pytań kształtować będzie, jak ta ewolucja się rozwija. Innowacje techniczne umożliwiające blockchainy modularne są już dobrze uformowane, jednak modele ekonomiczne, struktury zarządzania i koordynacja społeczna konieczna do rozwoju modularnego ekosystemu wciąż są w toku rozwoju.
Wizja modułowej, połączonej sieci wyspecjalizowanych blockchainów stała się bardziej przejrzysta, gdy projekty wdrażają techniczne podstawy. Deweloperzy mogą coraz częściej wybierać z menu komponentów: środowiska wykonawcze obejmujące rollupy zgodne z EVM po niestandardowe maszyny wirtualne, warstwy dostępności danych oferujące różne kompromisy między kosztem a bezpieczeństwem i warstwy rozliczeniowe zapewniające różne stopnie finalności i kompozycyjności. Ta elastyczność umożliwia eksperymentowanie i personalizację, które były niemożliwe w erze monolitycznej.
Koncepcja stosu modularnego sięga poza infrastrukturę do całych platform aplikacyjnych. Projekty budują struktury, w których deweloperzy mogą uruchamiać łańcuchy specyficzne dla aplikacji w ciągu kilku minut, wybierając dostawców danych, mechanizmy konsensusu, maszyny wirtualne i protokoły mostowe z zestandaryzowanych opcji. To abstrahowanie złożoności może przyspieszyć adopcję blockchainów poprzez obniżenie barier wejścia i umożliwienie szybkiej iteracji.
Jednakże, przyszłość modularności napotyka kilka znaczących wyzwań. Interoperacyjność między warstwami wykonawczymi wciąż pozostaje niepełna mimo postępów w protokołach takich jak Inter-Blockchain Communication, Hyperlane i LayerZero. Systemy te zapewniają przesyłanie wiadomości i transfery zasobów między łańcuchami, ale doświadczenie użytkownika nadal wiąże się z tarciem, którego brakowałoby w zjednoczonym środowisku. Osiągniecie bezproblemowej interoperacyjności przy jednoczesnym zachowaniu bezpieczeństwa i decentralizacji pozostaje trwającym wyzwaniem.
Komunikacja międzyłańcuchowa wprowadza ryzyka związane z bezpieczeństwem, które już były wykorzystywane. Kontrakty mostowe łączące różne łańcuchy były celem niektórych z największych włamań w historii blockchainów. W miarę jak ekosystem modularny proliferuje dziesiątkami lub setkami warstw wykonawczych, powierzchnia ataku dla exploitów międzyłańcuchowych się powiększa. Rozwój solidnych standardów bezpieczeństwa i najlepszych praktyk dla infrastruktury międzyłańcuchowej pozostaje kluczowy dla realizacji wizji modularnej.
Kwestia wartości przechwytywanej wśród komponentów modularnych będzie miała znaczny wpływ na to, jak rozwija się ekosystem. Jeśli dostępność danych stanie się towarem z minimalnymi marżami, ekonomiczna trwałość tych krytycznych warstw infrastruktury może być zagrożona. Jeśli warstwy rozliczeniowe przechwycą nieproporcjonalną wartość dzięki efektom sieciowym, korzyści z modularności mogą dotyczyć głównie kilku platform zamiast szeroko się rozprzestrzeniać. Znalezienie odpowiedniej równowagi ekonomicznej dla stymulowania innowacji, jednocześnie zapewniając wsparcie dla wszystkich niezbędnych komponentów, jest kluczowe.
Zarządzanie przedstawia kolejne złożone wyzwanie w modularnych ekosystemach. W monolitycznych łańcuchach zarządzanie jest stosunkowo proste: jedna społeczność podejmuje decyzje dotyczące aktualizacji protokołów poprzez ustalone mechanizmy. W systemach modularnych zmiany jednego komponentu mogą wpływać na inne, wymagając koordynacji poprzez wiele procesów zarządzania. Aktualizacja mechanizmu konsensusu warstwy dostępności danych może wpływać na wszystkie rollupy, które z niego korzystają. Modyfikacja struktury opłat w warstwie rozliczeniowej wpływa na wszystkie łańcuchy osiedlające się tam. Rozwój ram zarządzania umożliwiających innowacje przy jednoczesnym utrzymywaniu stabilności wśród połączonych komponentów pozostaje otwartym problemem.
Kwestie regulacyjne dodają kolejny wymiar niepewności do przyszłości modularnych blockchainów. Władze na całym świecie opracowują ramy do regulowania aktywów cyfrowych i systemów blockchain, ale te ramy generalnie zakładają monolityczne łańcuchy, w których można zidentyfikować i regulować klarowne podmioty. Rozproszona natura systemów modularnych, w których aplikacje rozprzestrzeniają się na wiele łańcuchów i warstw infrastruktury, komplikuje zgodność regulacyjną. Pytania dotyczące jurysdykcji, odpowiedzialności za zgodność i odpowiedzialności w przypadku awarii pozostają w dużej mierze nierozwiązane.
Potencjał skalowania modularnych blockchainów wydaje się znaczny w oparciu o obecne trajektorie. Mapa drogowa Celestia dąży do skalowania ponad 1 gigabajt na sekundę przepustowości danych. EigenDA przewiduje podobne skalowanie przez poziomy wzrost, gdy dołączą kolejne operatorzy. Pełna implementacja danksharding w Ethereum ma na celu umożliwienie 100 000 transakcji na sekundę w całym ekosystemie rollupów. Te liczby sugerują, że ograniczenia dotyczące dostępności danych, które były główną wąskim gardłem, mogą zostać w dużej mierze rozwiązane w ciągu kilku lat.
Ale osiągnięcie surowej przepustowości reprezentuje tylko jeden wymiar skalowania. Prawdziwe powszechne przyjęcie wymaga nie tylko zdolności technicznych, ale także bezproblemowego doświadczenia użytkownika, przejrzystości regulacyjnej i integracji z istniejącymi systemami finansowymi i społecznymi. Blockchainy modularne muszą udowodnić, że ich zwiększona złożoność przekształca się w realne korzyści, które użytkownicy i deweloperzy cenią, a nie tylko teoretyczne usprawnienia w architekturze systemu.
Istnieje możliwość, że modularność reprezentuje fazę przejściową, a nie stan końcowy projektowania blockchainów. Podobnie jak monolityczne łańcuchy ewoluowały w systemy modularne, aby rozwiązać ograniczenia związane ze skalowaniem, przyszłe innowacje mogą umożliwić nowe podejścia architektoniczne, które przewyższają obecne projekty modularne. Dowody o zerowej wiedzy, nowe mechanizmy konsensusu i postępy w systemach rozproszonych mogą przeobrazić to, co możliwe.### Polskie Tłumaczenie
Problemy z dostępnością jednocześnie. Inni badają mechanizmy konsensusu, które osiągają finalność szybciej niż obecne podejścia, zmniejszając potrzebę odpowiednich architektur warstwowych. Kryptografia odporna na komputery kwantowe może ostatecznie wymagać przeprojektowania podstawowych protokołów. Tempo innowacji w technologii blockchain pozostaje na tyle szybkie, że paradygmaty architektoniczne mogą się ponownie zmienić w nadchodzących latach.
Relacja między decentralizacją a wydajnością nadal rozwija się w sposób, który kwestionuje założenia podstawowe dla zarówno monolitycznych, jak i modułowych projektów. Próbkowanie dostępności danych pokazuje, że niektóre tradycyjne kompromisy można obejść poprzez sprytne stosowanie kryptografii i projektowanie protokołów. Przyszłe innowacje mogą odkryć inne sposoby osiągnięcia pozornie niezgodnych właściwości, potencjalnie umożliwiając nowe wzorce architektoniczne.
Wizja modularnego internetu blockchain - gdzie różnorodne środowiska wykonawcze współpracują bezproblemowo dzięki wspólnej infrastrukturze dostępności danych i rozliczeń - przedstawia atrakcyjną możliwą przyszłość dla Web3. Taki ekosystem wspierałby ogromną różnorodność w projektowaniu aplikacji, jednocześnie utrzymując interoperacyjność i wspólne bezpieczeństwo. Deweloperzy mogliby zbudować dokładnie taki łańcuch, jakiego potrzebują do swojego przypadek użycia, użytkownicy mogliby przenosić wartość i tożsamość między łańcuchami bez tarć, a cały ekosystem zyskałby na specjalizacji i optymalizacji.
Realizacja tej wizji wymaga rozwiązania licznych wyzwań technicznych, ekonomicznych i społecznych. Jednak postęp w ostatnich latach sugeruje, że podejście modułowe rozwiązuje rzeczywiste problemy w sposób, w jaki architektury monolityczne nie są w stanie. Projekty wdrażające infrastrukturę modułową - Celestia, EigenDA, Avail i inne - wykazały techniczną wykonalność i przyciągnęły znaczącą akceptację. Pytanie przesuwa się z tego, czy modularne blockchainy mogą działać, na to, jak zostaną zintegrowane z szerokim krajobrazem blockchainów.
Przyszłość prawdopodobnie obejmuje heterogeniczny ekosystem, w którym współistnieją różne podejścia architektoniczne. Łańcuchy monolityczne będą nadal obsługiwać przypadki użycia, w których ich właściwości zapewniają zalety. Systemy modułowe umożliwią eksperymentowanie i dostosowywanie na skalę, która jest niemożliwa w jednolitych łańcuchach. Podejścia hybrydowe będą łączyć elementy obu paradygmatów. Różnorodność podejść odzwierciedla rzeczywistość, że technologia blockchain wciąż jest na tyle wczesna, że żadna architektura nie udowodniła, iż jest optymalna dla wszystkich celów.
Ostateczne refleksje
Pojawienie się architektury modularnej blockchainu reprezentuje fundamentalną rekoncepcję tego, jak powinny być budowane zdecentralizowane systemy. Po ponad dekadzie łańcuchów monolitycznych, które łączą wszystkie funkcje w jednym systemie, branża uznała, że specjalizacja i modułowość odblokowują potencjał skalowania, który jest niemożliwy w jednolitych architekturach. Przesunięcie z projektowania monolitycznego do modułowego to nie tylko ewolucja techniczna, ale i transformacja filozoficzna w postrzeganiu infrastruktury blockchain.
Celestia, EigenDA i Avail demonstrują różne podejścia do modularnej dostępności danych, z których każde zajmuje się krytyczną przepustowością infrastruktury, która ograniczała skalowanie blockchainu. Poprzez oddzielenie dostępności danych od wykonywania i rozliczenia, te protokoły umożliwiają rolki i łańcuchy specyficzne dla aplikacji, aby działały wydajnie, bez ponoszenia pełnych kosztów eksploatacji niezależnych, monolitycznych systemów. Ekonomika jest przekonująca: koszty dostępności danych spadają o rzędy wielkości, przepustowość znacznie wzrasta, a deweloperzy zyskują elastyczność do dostosowywania środowisk wykonawczych do konkretnych przypadków użycia.
Podejście modułowe nie eliminuje trylemat skalowalności, lecz raczej przeformułowuje problem. Zamiast zmuszać każdy blockchain do dokonywania identycznych kompromisów między decentralizacją, bezpieczeństwem i skalowalnością, systemy modułowe pozwalają różnym warstwom optymalizować różne właściwości. Warstwy dostępności danych skupiają się na przepustowości i efektywności weryfikacji. Warstwy rozliczeniowe kładą nacisk na bezpieczeństwo i finalność. Warstwy wykonawcze dostosowują się do konkretnych wymagań aplikacji. Kombinacja osiąga właściwości, których żadna pojedyncza warstwa nie mogłaby dostarczyć sama.
Jednakże, modularizacja wprowadza nowe wyzwania. Model bezpieczeństwa staje się bardziej skomplikowany, gdy wiele komponentów musi działać poprawnie, aby system pozostał bezpieczny. Ekonomiczne motywacje muszą być zgrane na różnych warstwach, aby zapewnić zrównoważoną działalność. Interoperacyjność między środowiskami wykonawczymi pozostaje niekompletna pomimo postępów w zakresie protokołów komunikacji międzyłańcuchowej. Governance staje się bardziej złożona, gdy zmiany w jednym komponencie wpływają na wiele innych. Te wyzwania nie są nie do pokonania, ale wymagają starannej uwagi, jak ekosystem dojrzewa.
Pytanie, czy modularne blockchainy reprezentują końcowe rozwiązanie architektury blockchain czy kolejny etap przejściowy, pozostaje otwarte. Innovacje techniczne umożliwiające systemy modułowe - próbkowanie dostępności danych, zero-knowledge proofs, kodowanie kasowania, zobowiązania wielomianowe - okazały się silne i robustne. Ekonomiczne modele wciąż się rozwijają, z niepewną dystrybucją wartości między komponentami i pytaniami o trwałość warstw infrastruktury towarowej.
Co wydaje się pewne, to że projektowanie modułowe na stałe rozszerzyło przestrzeń projektową dla systemów blockchain. Eksperymenty, jakie umożliwia infrastruktura modułowa - rolki suwerenne, łańcuchy specyficzne dla aplikacji, nowatorskie maszyny wirtualne, dostosowane mechanizmy consensusu - byłyby niemożliwe lub niepraktyczne w ograniczeniach monolitycznych. Ten rozkwit innowacji, nawet jeśli niektóre eksperymenty się nie powiodą, przynosi korzyści dla szerszego ekosystemu poprzez eksplorację możliwości, do których monolityczne podejścia nie mają dostępu.
Ustanowione łańcuchy przystosowują się do fali modularności na różne sposoby. Ethereum restrukturyzuje się jako warstwa rozliczeniowa i zabezpieczeniowa dla ekosystemu rollup, wdrażając proto-danksharding w celu zapewnienia rodzimej dostępności danych. Solana nieustannie podwaja wydajność monolityczną, argumentując, że prostota i kompozycyjność przeważają nad elastycznością modułów. Cosmos i Avalanche wdrażają zasady modularności wewnątrz spójnych ekosystemów, próbując zrównoważyć dostosowanie z integracją. Ta różnorodność podejść odzwierciedla rzeczywistą niepewność co do optymalnych architektur i sugeruje, że wiele paradygmatów będzie współistniać.
Wpływ modularnych blockchainów wykracza poza techniczną architekturę, wpływając na modele ekonomiczne, struktury governance i fundamentalne pytanie, jak wartość się gromadzi w infrastrukturze Web3. Jeśli dostępność danych stanie się towarem, czy motywacje ekonomiczne wystarczą, aby utrzymać solidną infrastrukturę? Jeśli warstwy rozliczeniowe zgromadzą nieproporcjonalną wartość przez efekty sieci, czy warstwy wykonawcze pozostaną opłacalne? Jak governance koordynuje się między połączonymi, ale niezależnymi komponentami? Te pytania będą kształtować ewolucję ekosystemu modułowego w nadchodzących latach.
Infrastruktura budowana dziś - warstwy dostępności danych, protokoły rozliczeniowe, ramy wykonawcze, rozwiązania interoperacyjności - stanowi fundament dla następnej generacji aplikacji blockchain. Te modularne komponenty umożliwiają możliwości, które były ekonomicznie lub technicznie niemożliwe w erze monolitycznej. Całkowicie onchain'owe gry z złożonymi przejściami stanu. Zdecentralizowane sieci społecznościowe z wysokoprędkościowymi publikacjami danych. Wyrafinowane protokoły DeFi obejmujące wiele środowisk wykonawczych. Aplikacje czasu rzeczywistego wymagające finalności w ułamkach sekundy. Techniczna zdolność wspierania tych przypadków użycia na skalę staje się coraz bardziej dostępna.
To, czy modularne blockchainy spełnią obietnicę umożliwienia powszechnej adopcji Web3, zależy nie tylko od zdolności technicznych. Doświadczenie użytkownika musi poprawić się do punktu, w którym ukryta złożoność stanie się niewidoczna. Ramy regulacyjne muszą ewoluować, aby dostosować się do rozproszonych systemów modułowych. Motywacje ekonomiczne muszą być zgrane, aby utrzymać krytyczną infrastrukturę. Bezpieczeństwo musi być sprawdzone jako odporne na zaawansowane ataki. Koordynacja społeczna musi skalować się, aby zarządzać governance między połączonymi komponentami.
Projekty pionierujące w infrastrukturze modułowej prowadzą eksperyment na dużą skalę w zakresie projektowania systemów rozproszonych. Wynik zdeterminuje nie tylko, które konkretne protokoły odniosą sukces, ale jakie wzorce architektoniczne zdefiniują infrastrukturę blockchain na dekady. Wczesne dowody sugerują, że projekty modułowe rozwiązują prawdziwe ograniczenia w sposób, w który architektury monolityczne nie są w stanie temu sprostać, ale pełne implikacje będą jasne tylko wtedy, gdy ekosystem dojrzeje i stanie przed wyzwaniami, których nie można przewidzieć dzisiaj.
Modularne blockchainy przeszły od teoretycznego koncepcji do produkcyjnej infrastruktury wspierającej miliardy dolarów wartości i miliony transakcji dziennie. Celestia, EigenDA, Avail i pokrewne projekty zapewniają podstawę dostępności danych dla rozrastającego się ekosystemu warstw wykonawczych. Modularne transformacje Ethereumu potwierdzają podejście na najwyższym poziomie w branży. Pytanie nie brzmi już, czy architektury modułowe są wykonalne, lecz jak się będą rozwijać i jaką rolę będą odgrywać w szerszym krajobrazie blockchainów.
Transformacja od monolitycznych do modularnych blockchainów odzwierciedla dojrzewanie zrozumienia branży dotyczące projektowania systemów rozproszonych. Wczesne blockchainy musiały łączyć funkcje razem, gdy wiedza i narzędzia dla architektur modułowych nie istniały jeszcze. Gdy technologia zaawansowała się, a ograniczenia skalowania stały się oczywiste, pojawiła się możliwość separacji zagadnień. Teraz, z wdrożoną i operacyjną infrastrukturą modułową, branża może zbudować różnorodny, wyspecjalizowany, połączony ekosystem blockchain, o którym wielu długo marzyło.
Przyszłość projektowania blockchainów pozostaje niepewna, ale kierunek jest jasny: w stronę większej specjalizacji, bardziej elastycznych architektur i systemów zoptymalizowanych dla specyficznych celów, a nie próbujących obsłużyć wszystkie funkcje równomiernie. Modułowe blockchainy ucieleśniają tę filozofię, przesuwając granice tego, co jest możliwe w zdecentralizowanej infrastrukturze.Ewolucja, a ich sukces lub niepowodzenie ukształtują infrastrukturę Web3 na nadchodzące lata. Fundament został zbudowany. Eksperyment jest w toku. Implikacje będą się rozwijać, gdy ekosystem będzie się rozwijał, stawał w obliczu wyzwań i kontynuował innowacje w kierunku wizji naprawdę skalowalnego, zdecentralizowanego internetu.