After years of building ever-larger monolithic chains that attempt to handle every function within a single system, the blockchain industry has reached a fundamental realization: specialization beats generalization.
As Mustafa Al-Bassam, co-founder of Celestia, argues, crypto has been bottlenecked by an endless cycle of new monolithic smart contract platforms, each sacrificing decentralization and security in pursuit of cheaper transaction fees. Web3 cannot scale within the constraints of a monolithic framework. This realization has catalyzed the rise of modular blockchain design, where core functions are separated into specialized layers that work together rather than competing within a single chain.
The trend accelerated dramatically between 2023 and 2025. Celestia launched its mainnet in October 2023, introducing the first production-ready data availability layer using data availability sampling. EigenDA followed in 2024, leveraging Ethereum's restaking infrastructure to provide hyperscale data services.
Avail emerged from Polygon's ecosystem in July 2024, positioning itself as a chain-agnostic data availability solution. These projects represent different approaches to the same problem: how to provide the foundational infrastructure for a modular blockchain ecosystem without forcing every chain to rebuild consensus, data storage, and execution from scratch.
The implications extend far beyond technical architecture. Modular blockchains challenge the fundamental economic models of blockchain networks, alter security assumptions, and create new opportunities for innovation while introducing novel risks. Understanding this transition requires examining not just how modular systems work, but why they emerged, what problems they solve, and what tradeoffs they introduce.
To grasp the magnitude of this shift, we must first understand what came before. The story of blockchain evolution follows a clear arc: from Bitcoin's singular focus on secure value transfer, through Ethereum's general-purpose computation, to the layer-two scaling solutions that revealed the limits of monolithic design, and finally to the modular architectures now being deployed at scale. Each stage built upon insights from the previous one, gradually exposing the constraints that modular design aims to overcome.
Monolithic Blockchains Explained
A monolithic blockchain performs all core functions within a single unified system. These functions include execution of transactions and smart contracts, consensus on the ordering and validity of those transactions, data availability to ensure all information is accessible for verification, and settlement to provide finality and resolve disputes. Traditional blockchain networks like Bitcoin, pre-rollup Ethereum, and Solana exemplify this approach.
The monolithic design offers significant advantages. Simplicity stands paramount among these benefits. When all functions operate within one system, developers face fewer integration challenges and users encounter a straightforward mental model. Security also benefits from this unified approach.
The same validator set secures all layers, eliminating the trust assumptions that arise when different components rely on separate security mechanisms. Composability reaches its peak in monolithic systems, as all smart contracts and applications share the same execution environment and can interact atomically without cross-chain bridges or message-passing protocols.
Bitcoin demonstrates monolithic design at its purest. The network focuses entirely on securing value transfer, with execution limited to a simple scripting language. Every full node downloads and validates every transaction, ensuring maximum security and decentralization at the cost of throughput.
Bitcoin processes roughly seven transactions per second, and attempts to increase this capacity have sparked contentious debates precisely because changing one aspect of the system affects everything else.
Ethereum, before its evolution toward modular architecture, exemplified a more complex monolithic chain. The network handles smart contract execution, consensus through proof of stake, data availability for all transaction data, and settlement for layer-two networks. This comprehensive approach enabled the explosion of decentralized applications and decentralized finance, but it also created significant scaling bottlenecks. During periods of high demand, gas fees have spiked to hundreds of dollars per transaction, pricing out many use cases and users.
Solana represents a different monolithic philosophy, prioritizing performance through a high-performance monolithic architecture. The network employs innovative consensus mechanisms and parallel transaction processing to achieve throughput exceeding 50,000 transactions per second in ideal conditions.
However, this performance comes with tradeoffs in hardware requirements for validators and has occasionally led to network outages when the system becomes overwhelmed.
The fundamental limitation of monolithic blockchains stems from the scalability trilemma, a concept that suggests blockchains can optimize for only two of three properties: decentralization, security, and scalability. When execution, consensus, and data availability all operate within the same system, they compete for the same resources.
Increasing throughput typically requires larger blocks, which makes running a full node more expensive and reduces decentralization. Maintaining tight decentralization constrains block size and throughput. Ensuring security requires redundant validation, which limits scalability.
These constraints became increasingly apparent as blockchain adoption grew. Ethereum's transition to proof of stake in September 2022 improved energy efficiency and security but did not fundamentally address scaling limitations. Transaction fees remained high during peak demand, and throughput stayed limited. Layer-two rollup solutions emerged as a response, processing transactions off-chain and posting compressed data back to Ethereum. But even these solutions faced constraints, particularly around data availability costs.
The monolithic approach also restricts innovation. Developers building on a monolithic chain must accept its design choices around programming languages, virtual machines, consensus mechanisms, and fee structures.
Creating an application-specific blockchain requires launching an entirely new monolithic chain with its own consensus, recruiting validators, and bootstrapping security from scratch. This high barrier to entry limited experimentation and fragmented liquidity across incompatible systems.
By 2023, the limitations of monolithic design had become undeniable. Data availability represented roughly 95 percent of the costs that rollups pay to Ethereum. This inefficiency pointed toward a solution: separate the functions that monolithic chains bundle together, allowing each to be optimized independently while still working together as a system.
Modular Blockchains: A New Design Philosophy
Modular blockchains decompose the functions of a traditional blockchain into specialized layers or components. Rather than handling execution, consensus, settlement, and data availability within a single system, modular architectures delegate these responsibilities to different specialized chains or services. Each component focuses on performing one task exceptionally well, then coordinates with other components to provide complete blockchain functionality.
The concept draws inspiration from modular design principles in software engineering and computer science. Just as modern applications separate concerns into distinct layers (presentation, business logic, data storage), modular blockchains separate blockchain functions into specialized tiers. This separation enables each layer to optimize for its specific purpose without compromising on others.
The four core functions in a modular blockchain architecture each serve distinct purposes. The execution layer processes transactions and runs smart contract logic, determining state transitions based on user actions. The consensus layer establishes agreement among network participants on the ordering and inclusion of transactions, ensuring everyone maintains the same view of blockchain history.
The data availability layer guarantees that all necessary transaction data is published and accessible for verification, even if full nodes don't need to process it. The settlement layer provides finality and dispute resolution, acting as a source of truth for rollups and other execution environments.
Modular design does not require all four layers to be separate. Some architectures combine consensus and data availability, while others merge settlement and consensus. The key principle involves specialization rather than complete separation. Each component should focus on what it does best, with clear interfaces for interaction with other components.
Celestia pioneered the modular data availability layer concept, launching its mainnet in October 2023. The project addresses a specific problem: rollups and other scaling solutions need somewhere to publish their transaction data cheaply and reliably, but posting this data to expensive execution layers like Ethereum creates bottlenecks.
Celestia scales by rethinking blockchain architecture from the ground up, decoupling execution from consensus by introducing data availability sampling. This approach allows Celestia to provide abundant data availability without imposing execution or settlement constraints on projects building on top of it.
The Celestia network operates as a minimal blockchain focused exclusively on consensus and data availability. It does not execute smart contracts or provide a virtual machine. Instead, developers can deploy their own execution layers, whether rollups, application-specific chains, or entirely custom environments, and use Celestia purely for ordering transactions and ensuring their data remains available. Celestia's roadmap targets relentlessly scaling beyond 1 gigabyte per second data throughput, aiming to remove crypto's ultimate scaling bottleneck.
Технічна інновація, що забезпечує масштабованість Celestia, — це семплінг доступності даних. Традиційні блокчейни вимагають від кожного повного вузла завантажувати всі дані про транзакції для перевірки доступності. Це створює пряму залежність між розміром блоку та децентралізацією. Семплінг доступності даних змінює цю динаміку, дозволяючи легким вузлам перевіряти доступність даних шляхом випадкового вибіркового семплінгу малих частин кожного блоку.
Якщо семпли доступні, вузли можуть бути впевнені з високою ймовірністю, що всі дані доступні, не завантажуючи все. Це дозволяє Celestia масштабувати доступність даних у міру приєднання більшої кількості легких вузлів до мережі, інвертуючи традиційну криву масштабованості.
Celestia також представила концепцію суверенних роллапів, які є шарами виконання, що використовують Celestia для доступності даних та консенсусу, але приймають власні рішення щодо правил виконання, управління та оновлень.
На відміну від роллапів Ethereum, які зазвичай успадковують безпеку і врегулювання від Ethereum, суверенні роллапи на Celestia працюють більш незалежно. Вони публікують свої дані в Celestia, щоб забезпечити доступність, але мають власні умови валідності і не покладаються на зовнішній ланцюг для остаточного врегулювання.
EigenDA виявилася іншою підходом до модульної доступності даних, побудованою на базі протоколу EigenLayer для повторної вкладки. EigenDA використовує вишукану архітектуру, що підтримує оптимальність або близькість до оптимальності в межах показників продуктивності, безпеки і вартості завдяки кодування Ріда-Соломона, що криптографічно перевіряються доказами відкриття поліномів KZG. Замість побудови незалежного блокчейна, як Celestia, EigenDA функціонує як активно валідована служба в екосистемі EigenLayer, дозволяючи стейкерам Ethereum використовувати свої вкладені ETH для допомоги в забезпеченні рівня доступності даних.
Архітектура EigenDA розподіляє ролі серед різних учасників. Дисперсери кодують дані та поширюють їх до вузлів валідаторів. Вузли валідатори засвідчують доступність даних і зберігають частини кожного блобу даних. Вузли отримання збирають фрагменти даних у валідаторів і відновлюють оригінальні дані за потреби.
Мережа запустилася з передовою пропускною здатністю доступності даних у 100 мегабайт на секунду, з дорожньою картою для експоненційного масштабування. Ця висока пропускна здатність походить з дизайну EigenDA, що вимагає від кожного оператора зберігати лише частину загального обсягу даних, залишаючи можливість відновити все за потреби.
Інтеграція EigenDA з Ethereum через EigenLayer створює унікальні характеристики безпеки. Протокол використовує мільярди доларів у повторно вкладених ETH як економічну безпеку, успадковуючи надійний набір валідаторів Ethereum, надаючи спеціалізовані послуги доступності даних.
Ця модель спільного забезпечення знижує капітальні витрати на забезпечення рівня доступності даних порівняно з організацією абсолютно незалежного блокчейна. EigenDA також нативно використовує Ethereum як рівень розрахунків для управління набором операторів, забезпечуючи підвищену безпеку для мереж другого рівня, які врегулюються на Ethereum.
Avail представляє третій основний підхід до модульної доступності даних, акцентуючи увагу на незалежній від ланцюга інфраструктурі та міжланцюжковій оперативності. Горизонтально масштабована, незалежна від ланцюга та з мінімального довірою інфраструктура проекту спрямована на об'єднання фрагментованої екосистеми блокчейнів, надаючи необмежений блокспейс, нативну оперативність та модульну безпеку. Побудований з використанням SDK Polkadot, Avail діє як спеціалізований блокчейн доступності даних, що з'єднується з декількома екосистемами першого рівня, включаючи Ethereum, Solana та BNB Chain.
Архітектура Avail складається з трьох компонентів, що працюють разом. Рівень доступності даних зберігає дані транзакцій, використовуючи кодування стирання і KZG поліноміальні зобов'язання для ефективної верифікації. Шар Nexus забезпечує міжланцюгову оперативність з мінімального довірою, дозволяючи безшовне спілкування між роллапами та суверенними ланцюгами, побудованими на різних екосистемах. Шар Fusion пропонує багатосимволічну економічну безпеку, дозволяючи мережі бути захищеною не лише нативним токеном Avail, але й ETH, BTC, SOL та іншими активами.
Шар доступності даних Avail використовує KZG поліноміальні зобов'язання для криптографічного доведення доступності даних без необхідності повних завантажень, дозволяючи таким ланцюгам, як Polygon zkEVM Validium, знизити витрати на Ethereum приблизно на 90 відсотків, зберігаючи безпеку. Акцент на легкій верифікації клієнтів в протоколі дозволяє користувачам запускати легкі вузли на таких пристроях, як телефони чи браузери, верифікуючи доступність даних за секунди без ресурсних вимог повних вузлів.
Кожен з цих проектів представляє різну філософію щодо того, як повинні функціонувати модульні блокчейни. Celestia пріоритетизує нейтральність та суверенітет, дозволяючи будь-якому середовищу виконання будуватися на верху без накладання специфічних припущень щодо розрахунків або безпеки. EigenDA підкреслює глибоку інтеграцію з екосистемою Ethereum, користуючись повторним вкладенням для створення економічно ефективної доступності даних, підкріпленої безпекою Ethereum. Avail фокусується на інтероперабельності та уніфікації, будуючи мости між різними екосистемами блокчейнів через свій шар Nexus.
Модульний підхід також каталізує швидку інновацію в шарах виконання. Проекти, такі як Arbitrum Orbit, Optimism's OP Stack та Polygon's Chain Development Kit, дозволяють розробникам розгортати кастомні роллапи з мінімальними зусиллями. Ці платформи роллапів як сервіс використовують модульні шари доступності даних для опублікування даних транзакцій, дозволяючи командам розробки зосередитися на середовищах виконання, специфічних для додатків, замість того, щоб перебудовувати інфраструктуру консенсусу та доступності даних з нуля.
Рівні доступності даних - Новий Скепан
Доступність даних стала критичною інфраструктурною вузькою точкою для масштабування блокчейну, і розуміння причин цього вимагає дослідження того, що означає доступність даних і чому це важливо. Коли блокчейн створює нові блоки з транзакціями, проблема доступності даних запитує: як мережа може забезпечити, щоб всі дані транзакцій у цих блоках були фактично доступні будь-кому, хто їх потребує для верифікації, без вимоги до кожного учасника завантажувати та зберігати все?
У традиційних монолітних блокчейнах вирішення питання доступності даних просте, але дороге. Кожен повний вузол завантажує кожен блок і зберігає всі дані. Якщо вузол може його завантажити, дані повинні бути доступними. Цей підхід забезпечує максимум безпеки, але створює значні обмеження в масштабуванні. Коли блоки стають більшими, щоб вмістити більше транзакцій, запуск повного вузла стає дорожчим, зменшуючи децентралізацію. Вартість збереження всіх цих даних на високобезпечному блокчейні, такому як Ethereum, робить доступність даних головним витратним елементом для роллапів другого рівня.
Проблема ускладнюється в модульних архітектурах, де виконання відбувається в одному місці, а дані зберігаються в іншому. Роллап обробляє тисячі транзакцій поза ланцюгом, але повинен публікувати транзакційні дані десь, щоб хто завгодно міг відновити стан роллапу і верифікувати його коректність. Якщо оператор роллапу утримує дані, користувачі не можуть виявити недійсні переходи стану, що створює вразливість.
Шари доступності даних існують, щоб вирішити цю проблему: надійність у місці публікації транзакційних даних з криптографічними гарантіями, що дані доступні, за нижчою ціною, ніж розміщення всього на шарі виконання.
Підхід Celestia до доступності даних концентрується на семплінгу доступності даних, техніці, що кардинально змінює співвідношення між розміром блоку та вартістю верифікації. У традиційних блокчейнах подвоєння розміру блоку веде до подвоєння обсягу даних, який повний вузол повинен завантажити. Але завдяки семплінгу доступності даних легкі вузли можуть верифікувати, що дані доступні, вибірково вибірково вибираючи малі випадкові частини кожного блоку. Через кодування стирання та розумні криптографічні техніки Celestia дозволяє вузлам отримати впевненість у доступності даних без завантаження всього.
Процес працює через кілька етапів. По-перше, продуценти блоків беруть дані транзакцій і кодують їх за допомогою двовимірної схеми кодування Рід-Соломон. Це кодування додає надмірність до даних, розширюючи їх понад початковий обсяг, але дозволяючи відновити навіть якщо значні фрагменти відсутні. Закодовані дані організовуються в матрицю і використовуються KZG зобов'язаннями поліномів, які надають короткі криптографічні докази щодо структури даних.
Легкі вузли потім випадково вибірково вибирають малі частки цих розширених даних. Кожен вибір включає доказ того, що вибрані дані є частиною підтвердженого блоку. Набираючи кілька випадкових виборів, легкі вузли можуть ставати впевненими з високою ймовірністю, що вся матриця даних доступна.
Математика гарантує, що якщо продуцент блоку утримує будь-яку значну частини даних, легкі вузли, ймовірно, виявлять це через невдалі вибори. Важливо, що рівень впевненості зростає з більшою кількістю легких вузлів, оскільки кожен виконує незалежний випадковий семплінг. Це створює унікальну властивість масштабування: Celestia стає більш безпечною в міру приєднання більшої кількості учасників до мережі.
Шар доступності даних Celestia коштує приблизно на 64 відсотки менше ніж Ethereum, із середніми витратами близько $7.31 за мегабайт у порівнянні з $20.56 у Ethereum. Функція проекту SuperBlobs додатково знижує збори до приблизно $0.81 за мегабайт, дозволяючи ефективно економити на великому обсягу транзакцій.Зміст: обробка даних для rollups. Ці економічні показники роблять Celestia привабливою для rollups та інших рішень для масштабування, які потребують публікації великих обсягів даних.
Технічна реалізація включає іменовані Merkle дерева, які організують дані у окремі простори імен для різних застосувань. Це дозволяє кожному rollup або ланцюгу, що використовує Celestia, публікувати свої дані до свого власного простору імен, і легкі клієнти повинні лише завантажувати та перевіряти дані, що стосуються тих ланцюгів, які їх цікавлять. Rollup, який контролює свій власний простір імен, не потребує обробки даних з інших rollups, які ділять ті самі блоки Celestia, що підвищує ефективність, зберігаючи при цьому спільну безпеку.
EigenDA підходить до доступності даних з іншою архітектурою, підкреслюючи екстремальну масштабованість через модель, засновану на операторах. Протокол розроблений для досягнення горизонтального масштабування таким чином, що чим більше операторів у мережі, тим більше пропускна здатність мережа забезпечує. У приватних тестах з 100 вузлами, EigenDA продемонстрував пропускну здатність до 10 мегабайт в секунду, з планом масштабуватися до 1 гігабайта в секунду.
Система EigenDA ділить дані на частини через код корекції помилок, потім розподіляє ці частини серед великої кількості операторів. Кожен оператор зберігає лише частину загальних даних, але кодування забезпечує, що повні дані можуть бути відновлені з будь-якого достатнього підмножини частин. Це розподіл знижує навантаження на зберігання та пропускну здатність для окремих операторів, забезпечуючи при цьому гарантії доступності даних через криптографічні докази.
KZG комітменти відіграють центральну роль у системі перевірки EigenDA, як і в Celestia. Ці поліноміальні комітменти дозволяють довести властивості про дані без розкриття всіх самих даних. Коли дисперсор кодує і розподіляє блоби даних, він генерує KZG комітменти, що дозволяють верифікаторам перевіряти правильність своїх частин даних без необхідності бачити всі інші частини. Це робить перевірку ефективною, зберігаючи при цьому сильні гарантії безпеки.
Економічна модель, що стоїть за EigenDA, використовує повторне стейкінг через EigenLayer. Валідатори Ethereum, які застейкали ETH, можуть обрати захист EigenDA, запустивши додаткове програмне забезпечення, отримуючи винагороди від rollups та інших користувачів шару доступності даних. Цей підхід до повторного стейкінгу надає кілька переваг.
Він знижує капітальні витрати на захист мережі, оскільки той самий stake захищає і Ethereum, і EigenDA. Він успадковує децентралізовану групу валідаторів Ethereum, замість того, щоб вимагати від EigenDA починати з нуля. Він створює пряму економічну зв'язок між безпекою Ethereum і надійністю EigenDA.
Оператори вузлів повинні застейкати мінімум 32 ETH або 1 EIGEN токен, щоб стати членами мережі доступності даних, хоча умови штрафів протоколу залишаються на стадії активного розвитку, коли окремі активно верифіковані сервіси, такі як EigenDA, повинні мігрувати до набору операторів і визначити конкретні умови штрафів. Цей постійний розвиток механізмів штрафів підкреслює як інновації, так і еволюційну природу моделей безпеки, заснованих на повторному стейкінгу.
Avail має ще один підхід до доступності даних, підкреслюючи інтероперабельність між різними екосистемами блокчейнів, зберігаючи при цьому сильні властивості безпеки. Шар доступності даних протоколу використовує KZG комітменти і коди зменшення, схожі на Celestia та EigenDA, але інтегрує їх з ширшим баченням інфраструктури міжланцюгової комуникації.
Мережа Avail досягає доступності даних через механізм консенсусу на основі валідаторів, побудований на Polkadot SDK. Валідатори досягають консенсусу щодо блоків, що містять дані транзакцій з кількох rollups і ланцюгів, потім роблять ці дані доступними для перевірки. Легкі клієнти можуть перевірити доступність даних через вибіркове опитування, подібно до підходу Celestia. Легкі кліенти Avail забезпечують швидку верифікацію транзакцій на рівні користувача, з попередніми підтвердженнями, що дозволяють приблизно 250 мілісекундну верифікацію транзакцій, що на 15 разів швидше за традиційні підходи.
Що відрізняє Avail, так це його багатотокенна модель стейкінгу та шар інтероперабельності Nexus. Замість того, щоб покладатися виключно на нативний токен для безпеки, Avail дозволяє стейкінг із ETH, BTC, SOL та іншими основними активами. Цей багатотокенний підхід направлений на залучення глибшої ліквідності та сильнішої економічної безпеки з різних блокчейн спільнот. Шар Nexus забезпечує координаційний хаб з мінімізацією довіри для міжланцюгової комуникації, дозволяючи rollups і ланцюги, побудовані на різних екосистемах, взаємодіяти без централізованих мостів.
Технічна основа цих шарів доступності даних базується на кількох загальних інноваціях. Коди зменшення розширюють дані з надмірністю, щоб вони могли бути відновлені, навіть якщо частини втрачені. KZG поліноміальні комітменти надають стислі докази про властивості даних. Вибіркове опитування даних дозволяє легким клієнтам перевіряти доступність без необхідності завантажувати все. Ці техніки поєднуються, щоб зробити доступ до даних як масштабованим, так і підтвержуваним.
Але реалізації відрізняються важливими способами. Celestia надає пріоритет нейтральності та суверенності rollups, дозволяючи будь-якому середовищу виконання будувати зверху без специфічних припущень щодо шарів розрахунків. EigenDA підкреслює інтеграцію з Ethereum та безпеку, засновану на повторному стейкінгу. Avail фокусується на інтероперабельності та підтримці багатоекосистем. Ці філософські відмінності впливають на все, від економічних моделей до структур управління та типів застосувань, які приваблює кожна платформа.
Шар доступності даних став критичною інфраструктурою, що забезпечує модульне масштабування блокчейнів. Надаючи доступні, підтвержувані та економічно вигідні дані, ці протоколи відкривають нові можливості для шарів виконання, щоб експериментувати з новими конструкціями, зберігаючи при цьому властивості безпеки. Питання зміщається з того, чи приймати модульну доступність даних, на те, який підхід найкраще підходить для специфічних вимог додатків.
Шари виконання та розрахунків
Хоча шари доступності даних надають основу для модульних блокчейнів, шари виконання та розрахунків визначають, як обробляються та завершуються транзакції. Розуміння відносин між цими компонентами розкриває повну архітектуру модульних систем та вибори дизайну, з якими стикаються розробники при створенні масштабованих блокчейн додатків.
Шари виконання обробляють транзакції та обчислення смарт-контрактів. У модульних архітектурах виконання може відбуватися у спеціалізованих середовищах, оптимізованих для специфічних випадків використання, а не в загальної мети монолітному ланцюгу. Rollups наочне показують цей підхід, обробляючи транзакції поза ланцюгом у спеціальному середовищі виконання та публікуючи стиснуті дані до шару доступності для перевірки.
Дві основні категорії rollups з'явилися. Optimistic rollups, реалізовані проектами, такими як Arbitrum та Optimism, припускають, що транзакції є дійсними за замовчуванням і лише перевіряють їх, якщо хтось представляє доказ шахрайства, що оскаржує їх правильність. Це припущення дозволяє ефективну обробку, але вводить період оскарження, зазвичай сім днів, протягом якого користувачі повинні чекати перед виведенням коштів. Знолічні rollups, побудовані командами, такими як StarkWare і zkSync, генерують криптографічні докази, що транзакції були виконані правильно. Ці докази дозволяють миттєву завершеність без періодів оскарження, але вимагають більш складної криптографії та обчислень для генерування.
Обидва типи rollups використовують модульні шари доступності даних, щоб знизити витрати. Замість того, щоб публікувати повні дані транзакцій до Ethereum за $20 за мегабайт або більше, rollups можуть публікувати до Celestia або EigenDA за малу частку вартості. Rollup все ще зберігає свої властивості безпеки, тому що дані залишаються доступними для перевірки, але економіка стає надзвичайно більш сприятливою. Після оновлення Ethereum Dencun у березні 2024 року, яке реалізувало EIP-4844, шар-2 rollup Base відзначив зростання обсягу транзакцій на 224 відсотки через нижчі витрати на публікацію даних, дозволені транзакціями блобів.
Дизайнерська гнучкість шару виконання є однією з основних переваг модульних блокчейнів. Розробники можуть настроювати мов програмування, реалізації віртуальної машини, структури плати за газ та механізми управління без потреби розгортати повністю новий монолітний ланцюг.
Ігровий додаток може надавати пріоритет високій пропускній здатності та низькій затримці. Протокол децентралізованих фінансів може підкреслювати безпеку та формальну перевірку. Рішення для ланцюга постачань може оптимізувати для конфіденційності даних та регуляторної відповідності. Кожен з них може розгорнути своє власне середовище виконання, використовуючи спільну інфраструктуру для консенсусу та доступності даних.
Шари розрахунків забезпечують завершеність та служать джерелом правди для rollups та інших середовищ виконання. Ethereum сформувався в якості домінуючого шару розрахунків для модульних блокчейн екосистем, особливо тих, які використовують rollups. Коли rollup обробляє пакет транзакцій, він публікує стиснуті дані до шару доступності даних та представляє оновлення стану в Ethereum. Для Optimistic rollups це оновлення стану стає остаточним після закінчення періоду оскарження без валідних доказів шахрайства. Для знолічних rollups доказ вірогідності супроводжує оновлення стану, дозволяючи миттєву завершеність одразу після перевірки доказу на Ethereum.
Відокремлення виконання від розрахунків створює важливі компроміси. З одного боку, rollups можуть обробляти тисячі транзакцій швидко та дешево у своєму власному середовищі виконання. З іншого боку, остаточний розрахунок на Ethereum надає сильні гарантії безпеки та дозволяє сумісність з іншими застосунками на шарі розрахунків. Користувачі, що переносять активи між rollups та Ethereum, повинні чекати завершеності на шарі розрахунків, що вводить тертя порівняно з операціями повністю в межах одного ланцюга.
Деякі модульні архітектури повністю уникають зовнішніх шарів розрахунків. Суверенні rollups Celestia, наприклад, визначаютьїх власні умови дійсності та механізми врегулювання. Вони використовують Celestia тільки для забезпечення доступності даних і консенсусу, врегулюючи все внутрішньо. Цей підхід максимизує суверенітет і гнучкість, але вимагає від кожного руллапу встановлення власних властивостей безпеки та механізмів мосту для взаємодії з іншими ланцюгами.
Зростання платформ руллапів-як-сервіс спростило прийняття модульних блокчейн-структур завдяки спрощенню розгортання. Ці платформи надають шаблони та інструменти для запуску налаштованих середовищ виконання без глибоких знань у блокчейн-технологіях.
Arbitrum Orbit дозволяє розробникам розгортати руллапи третього рівня, які використовують Arbitrum для врегулювання і можуть обирати між декількома варіантами доступності даних, включаючи Celestia і EigenDA. Optimism OP Stack надає модульну структуру, де розробники можуть замінювати компоненти, такі як середовище виконання, шар доступності даних і механізм упорядкування, зберігаючи сумісність з ширшою екосистемою Optimism.
Conduit і AltLayer пропонують рішення руллап-як-сервіс, що дозволяють розгортати повністю керовані, промислового рівня руллапи всього за кілька кліків, з опціями інтеграції для доступності даних EigenDA. Ці платформи абстрагують багато складностей, пов'язаних з управлінням блокчейн-інфраструктурою, дозволяючи розробникам зосередитися на логіці додатків і користувацькому досвіді.
Набір для розробки ланцюгів від Polygon являє собою ще один підхід, що дозволяє розробникам створювати налаштовувані ланцюги другого рівня, які можуть підключатися до Ethereum або працювати більш незалежно. Модульна архітектура підтримує різні середовища виконання, постачальників доступності даних і механізми мосту. Проекти, такі як Immutable X, використовують ці інструменти для створення ланцюгів, орієнтованих на конкретні додатки, оптимізованих для торгівлі NFT та ігрових застосунків на блокчейні.
Проліферація шарів виконання, яка стала можлива завдяки модульній архітектурі, створює як можливості, так і виклики. З позитивного боку, розробники отримують безпрецедентну гнучкість для оптимізації під конкретні випадки використання. Ігрові застосунки можуть досягати часових проміжків блоків, менших за секунду. Орієнтовані на приватність застосунки можуть глибоко інтегрувати доказові системи нульових знань у своє виконання. Корпоративні рішення можуть включати елементи з обмеженим доступом, де необхідно. Кожне середовище виконання може експериментувати з новими підходами без необхідності консенсусу від ширшої блокчейн-спільноти.
Однак ця гнучкість також вводить фрагментацію. Ліквідність розподіляється по численним шарам виконання. Користувачі повинні перетворювати активи між ланцюгами, що вводить тертя та ризики безпеки. Додатки, які хочуть складати на основі кількох середовищ виконання, стикаються з підвищеною складністю. Єдина композабельність монолітних блокчейнів перетворюється на більш фрагментований ландшафт, де інтероперабельність стає важливою.
Протоколи міжланцюгової комунікації з'явилися для вирішення цих викликів. Протокол міжланцюгової комунікації, спочатку розроблений для Cosmos, дозволяє різним ланцюгам обмінюватися повідомленнями і передавати активи без довіри. Hyperlane і LayerZero надають аналогічну функціональність з різними моделями безпеки та компромісами. Ці протоколи прагнуть створити світ, де додатки можуть охоплювати кілька середовищ виконання, доступаючи до ліквідності та користувачів по всій модульній блокчейн-екосистемі.
Відносини між шарами виконання та врегулювання також впливають на економічні моделі. У монолітних ланцюгах користувачі безпосередньо сплачують комісії валідаторам, які захищають мережу. У модульних системах комісії проходять через кілька шарів. Користувач, який виконує транзакцію на руллапі, сплачує комісію послідовнику руллапа. Руллап сплачує комісію шару доступності даних за публікацію даних. Руллап також сплачує комісію шару врегулювання за подання оновлень стану та збереження зобов’язань. Ця багатошарова структура комісій створює складну економічну динаміку та можливості для оптимізації.
Послідовники відіграють критичну роль у модульних шарах виконання. Ці суб'єкти збирають транзакції з користувачів, впорядковують їх у блоки та надсилають партії до шарів доступності даних і врегулювання. Більшість руллапів наразі працюють з централізованими послідовниками, що викликає занепокоєння щодо стійкості до цензури та єдиних точок відмови. Індустрія активно розробляє децентралізовані механізми впорядкування, включаючи протоколи спільного впорядкування, які дозволяють кільком руллапам координувати виробництво блоків та надавати більш сильні гарантії впорядкування.
Архітектура виконання та врегулювання продовжує швидко еволюціонувати. Деякі проекти експериментують з асинхронним виконанням, де транзакції обробляються без негайного фіналізування. Інші досліджують паралельні середовища виконання, які можуть обробляти неконфліктні транзакції одночасно. Поділ обов'язків у модульних системах дозволяє експериментувати на рівні виконання без необхідності змінювати основні механізми доступності даних або консенсусу, що прискорює темпи інновацій.
Економічні та безпекові компроміси
Модульні блокчейн-архітектури вводять нові економічні моделі та припущення щодо безпеки, які суттєво відрізняються від монолітних ланцюгів. Розуміння цих компромісів є важливим для оцінки життєздатності та ризиків модульних систем, коли вони масштабуються для підтримки масового прийняття блокчейнів.
Модель безпеки для модульних блокчейнів залежить від того, як взаємодіють компоненти, та від того, де лежать припущення про довіру. У монолітному ланцюзі єдиний набір валідаторів захищає всі функції. Якщо валідатори чесні, вся система залишається безпечною. У модульних системах різні шари можуть мати різні механізми безпеки, створюючи стек припущень про довіру, які мають бути ретельно проаналізовані.
Розглянемо типову модульну архітектуру: руллап для виконання, Celestia для доступності даних і Ethereum для врегулювання. Безпека цієї системи залежить від правильного функціонування всіх трьох шарів. Якщо послідовник руллапа поводиться зловмисно, користувачі повинні покладатися на докази шахрайства або докази правильності, подані до шару врегулювання. Якщо Celestia утримує дані, руллап не може довести, які транзакції відбулися. Якщо набір валідаторів Ethereum стане пошкодженим, остаточне врегулювання стає ненадійним.
Моделі спільної безпеки, такі як ті, що реалізовані EigenDA через повторне стейкання, прагнуть зменшити ці накопичувальні припущення про довіру. Дозволяючи валідаторам Ethereum забезпечувати безпеку кількох сервісів одночасно, повторне стейкання створює міцнішу взаємозв'язок між шаром врегулювання та іншими модульними компонентами. Станом на березень 2025 року, EigenDA має 4,3 мільйона ETH на стейкінгу, що представляє мільярди доларів економічної безпеки, яка підтримує шару доступності даних. Цей значний стейк надає значні гарантії безпеки, але також вводить нові ризики, пов'язані з умовами скорочення та потенційними каскадними збоями, якщо будуть виявлені вразливості.
Економічні стимули у модульних системах створюють цікаву динаміку. Шари доступності даних змагаються за пропускну здатність і вартість, причому Celestia, EigenDA і Avail пропонують різні ціно-продуктивні компроміси. EigenDA знизила ціни на свої послуги доступності даних у 10 разів і запровадила безкоштовний рівень у серпні 2024 року, намагаючись підвищити доступність даних на Ethereum у 1000 разів, щоб дозволити випадки використання, включаючи повністю наланцюгові книги замовлень, ігри в реальному часі та децентралізований штучний інтелект. Ця цінова конкуренція є корисною для руллапів і розробників додатків, але постає питання про стійкість бізнес-моделей шарів доступності даних.
Динаміка потоків доходу в модульних системах суттєво відрізняється від монолітних ланцюгів. В Ethereum користувачі сплачують газові комісії, які йдуть валідаторам і частково спалюються, створюючи дефляційний тиск на ETH. У модульній екосистемі користувачі сплачують комісії послідовникам руллапів, які сплачують комісії шару доступності даних і шарів врегулювання. Розподіл вартості між цими шарами залишається невизначеним, і не ясно, які компоненти будуть захоплювати найбільшу цінність у довгостроковій перспективі.
Токеноміка модульних шарів доступності даних відображає різні підходи до захоплення цінності. Рідний токен TIA від Celestia використовується для оплати доступності даних та забезпечення мережі через стейкінг. Вартість токена залежить від попиту на послуги доступності даних Celestia та безпеки, необхідної для їх захисту.
EigenDA діє в рамках екосистеми EigenLayer, де повторні стейкери заробляють винагороди в різних токенах за забезпечення безпеки активно перевірених сервісів. Модель токенів Avail включає багатовалютний стейкінг, дозволяючи участь з ETH, BTC та іншими основними криптовалютами поряд з рідним токеном AVAIL.
Вартісна ефективність публікації даних на спеціалізовані шари доступності даних у порівнянні з загальнопризначеними шарами виконання є одним з найпривабливіших економічних переваг модульних блокчейнів. Блоковий простір Ethereum є дорогим, оскільки він служить кільком цілям: виконання смарт-контрактів, забезпечення безпеки мережі та зберігання даних. Спеціалізовані шари доступності даних можуть оптимізувати суто для пропускної здатності та перевірки даних, досягаючи більш високої пропускної здатності за нижчою вартістю.
Однак ця перевага у вартості залежить від підтримки достатнього попиту на послуги доступності даних. Якщо небагато руллапів переймуть модульну доступність даних, економіка масштабу, яка робить ці послуги дешевими, може не матеріалізуватися. Мережеві ефекти мають вирішальне значення у визначенні того, які шари доступності даних отримають прийняття та стануть економічно життєздатними.
Безпека самих шарів доступності даних піднімає важливі питання. Celestia покладається на власний набір валідаторів на основі доказу частки (proof-of-stake), який має бути достатньо децентралізованим та економічно забезпеченим, щоб протистояти атакам. Зловмисник, який контролює достатню частку, міг би потенційно утримувати дані або цензурувати певні транзакції. Протокол зменшує це за допомогою вибірки доступності даних та економічних стимулів, але безпека в кінцевому підсумку залежить від вартості атак.the network exceeding the potential gain.
EigenDA наслідує безпеку від набору валідаторів Ethereum через повторний стейкінг, але вводить нові ризики. Якщо вразливість в EigenDA призводить до видалення повторно застейкіного ETH, валідатори зазнають втрат, які можуть поширитися через екосистему Ethereum. Модель спільної безпеки зв'язує долю кількох систем, потенційно підсилюючи збої.
Хоча видалення увімкнено на рівні протоколу EigenLayer, індивідуальні активно валідовані сервіси, такі як EigenDA, повинні активувати його, переходячи до наборів операторів та визначаючи умови видалення. Зараз умови видалення для неправильних вузлів EigenDA не існує. Цей постійний розвиток механізмів видалення відображає як інновації, так і нерозв'язані виклики в безпеці на основі повторного стейкінгу.
Гарантії життєздатності становлять ще одну критичну проблему безпеки. Шар доступності даних повинен залишатися оперативним і реагуючим, щоб ролапи, що залежать від нього, могли функціонувати. Якщо Celestia, EigenDA або Avail зазнають тривалих простоїв або цензури, ролапи, що використовують ці сервіси, не зможуть розміщувати нові дані, ефективно перериваючи свою роботу. Це створює єдині точки збоїв, які відрізняються від розподіленої природи монолітних ланцюгів, де збої консенсусу менш ймовірні через менше залежностей.
Взаємозв'язок між шарами виконання і розрахунковими шарами вводить додаткові міркування безпеки. Ролапи, що виконуються на Ethereum, наслідують аспекти безпеки Ethereum, особливо для фінальності та вирішення суперечок. Суверенні ролапи, що уникли зовнішніх розрахунків, отримують більше автономії, але повинні встановлювати власні гарантії безпеки та механізми зв’язку. Жоден з підходів не є строго кращим; вибір залежить від конкретних вимог і толерантності до ризику.
Дроблення стикається з економічними та безпековими викликами в модульних екосистемах. Коли ліквідність і користувачі розподіляються по численних ролапах і середовищах виконання, кожна окрема система може не мати мережевих ефектів і безпеки, які забезпечує сконцентрована активність. Мости між ланцюгами, що з'єднують ці фрагментовані системи, вводять додаткові вектори атак і були причиною деяких найбільших зломів в історії блокчейн, з мільярдами доларів, викраденими з неналежно захищених контрактів мостів.
Рішення з інтероперабельності, такі як Nexus layer від Avail, та протоколи на зразок стандарту міжланцюгової комунікації спрямовані на зменшення ризиків фрагментації шляхом надання довірчо-мінімізованої комунікації між ланцюгами.
Nexus layer від Avail служить як бездозвільний координаційний хаб, що дозволяє безперебійне міжролапове та суверенне ланцюгове спілкування, вирішуючи зростаючу потребу в об'єднаній інфраструктурі, коли блокчейн екосистеми множаться. Проте ці рішення є відносно новими і не перевірені на масштабі, і їхні властивості безпеки вимагають ретельного аналізу.
Економічна стійкість модульних блокчейн екосистем залежить від досягнення достатньої прийнятності для обґрунтування витрат на інфраструктуру. Шари доступності даних вимагають великого набору валідаторів або мереж операторів для забезпечення децентралізації та надмірності. Розрахункові шари повинні підтримувати високу безпеку, щоб служити надійними точками арбітражу. Якщо дохід від ролапів та застосунків виявиться недостатнім для підтримки цих шарів інфраструктури, модульний підхід може зазнати невдачі у досягненні свого потенціалу масштабування.
Динаміка ринку в кінцевому підсумку визначить розподіл вартості серед модульних компонентів. Якщо доступність даних стане товаром із численними провайдерами, що пропонують схожі послуги з відмінними цінами, ці шари можуть залучити мало цінності, незважаючи на те, що є критичною інфраструктурою. Альтернативно, якщо мережеві ефекти створять динаміку переможця, домінуючі шари доступності даних і розрахункові шари можуть накопичити значну цінність, тоді як шари виконання залишаються відносно несуттєвими.
Безпекові та економічні компроміси модульних блокчейнів потребують постійної оцінки в процесі дозрівання екосистеми. Ранні докази свідчать про те, що спеціалізація покращує ефективність та знижує витрати, але довготривала стійкість та безпекові властивості високо-модульних систем залишаються відкритими питаннями. Індустрія по суті проведе великомасштабний експеримент у дизайні розподілених систем, зі ставками в мільярди доларів і майбутньою архітектурою інфраструктури Web3 на кону.
Вплив на існуючі ланцюги
Піднесення модульної архітектури блокчейнів ставить значні стратегічні виклики для усталених монолітних ланцюгів. Мережі, які базували свої ціннісні пропозиції на тому, щоб бути повністю самодостатніми системами, зараз стикаються з конкуренцією з боку спеціалізованих компонентів, які, можливо, виконують окремі функції більш ефективно. Реакції від основних блокчейн платформ розкривають різні філософії щодо того, як інфраструктура блокчейн повинна еволюціонувати.
Еволюція Ethereum у бік модульної архітектури представляє, мабуть, найбільш значне підтвердження модульної теорії. Мережа, що першою впровадила платформи розумних контрактів, систематично реструктурувалася, щоб служити розрахунковим і безпековим шаром для екосистеми ролапів, а не намагатися обробляти всі виконання на першому шарі. Ця трансформація була не неминучою; вона виникла з прагматичного визнання, що масштабування виконання на одному шарі при цьому зберігаючи децентралізацію виявилося нездійсненним.
Дорожня карта до модульного Ethereum прискорилася завдяки кільком ключовим оновленням. Перехід на доказ частки у вересні 2022 року поліпшив енергоефективність та безпеку, але не стосувався безпосередньо масштабування. Критичне оновлення масштабу було досягнуто з жорстким форком Dencun у березні 2024 року, який реалізував EIP-4844, відомий також як протоданкшардинг. EIP-4844 вводить транзакції, що несуть блоби, дозволяючи ролапам розміщувати великі, тимчасові дані в консенсусному шарі Ethereum з різко зниженими витратами у порівнянні з постійним зберіганням каліди. Оновлення скоротило комісії транзакцій другого шару в 10-100 разів, підвищуючи масштабованість при збереженні децентралізації.
Протоданкшардинг представляє проміжне рішення на шляху до повного данкшардингу, що розширило би доступність даних з шести блоків за блок до 64 блоків, забезпечуючи пропускну спроможність до 100 000 транзакцій в секунду по екосистемі ролапів. Технічний підхід віддзеркалює елементи дизайну Celestia, використовуючи KZG-зобов'язання та кодування стирання для забезпечення вибірки доступності даних. Замість конкуренції з модульними шарами доступності даних, Ethereum стає одним з них, надаючи нативні послуги доступності даних, оптимізовані для його екосистеми ролапів.
Цей стратегічний поворот визнає, що цінність Ethereum полягає не в обробці кожної транзакції на першому шарі, а в наданні надійного розрахунку та координації для різноманітної екосистеми середовищ виконання. Ролапи, такі як Arbitrum, Optimism, StarkNet та zkSync, обробляють більшість транзакцій, тоді як перший шар Ethereum служить канонічним джерелом істини та арбітром спорів. Економіка токенів мережі еволюціонує, щоб відображати цю роль, з комісіями від розрахунків ролапів, що сприяють спалюванню ETH і винагородам для валідаторів.
Модульна трансформація Ethereum створює як можливості, так і ризики. З одного боку, мережа виграє від збільшення активності у в всій екосистемі ролапів без обмежень на масштабування обробки всього на першому шарі. З іншого боку, як тільки виконання переходить до ролапів, а доступність даних потенційно зміщується до альтернатив, таких як Celestia або EigenDA, виникає питання: яку цінність захоплює перший шар Ethereum і чи цього достатньо, щоб забезпечити безпеку мережі?
Виникнення Ethereum, орієнтованого на ролапи, викликало дебати про те, чи мережа стає переважно розрахунковим шаром або зберігає свою роль як обчислювальну основу Web3. Деякі стверджують, що ціннісна пропозиція Ethereum зміцнюється, зосереджуючись на тому, що вона робить найкраще: наданні надійної безпеки та фінальності для різноманітної екосистеми. Інші стурбовані тим, що передача занадто великої кількості активності на зовнішні шари може знизити центральність і захоплення вартості Ethereum.
Solana представляє контрастний підхід, удвічі збільшуючи монолітну високо-продуктивну модель. Мережа ставить пріоритетом досягнення максимальної пропускної здатності на одному шарі через агресивну оптимізацію механізмів консенсусу, паралельну обробку транзакцій та вимоги до апаратного забезпечення. Перспектива Solana полягає в тому, що складність та фрагментація модульних систем вводять тертя, яке псує користувацький досвід і композиційність.
Архітектура Solana досягає вражаючої пропускної здатності, регулярно обробляючи тисячі транзакцій в секунду з кінцевістю в межах секунд. Прихильники мережі стверджують, що ця продуктивність, у поєднанні з простотою єдиного середовища виконання, забезпечує кращу основу для застосунків, ніж фрагментований ландшафт модульних блокчейнів. Ігри, високочастотна торгівля та інші застосунки з чутливістю до затримки можуть дійсно виграти від тісної інтеграції і атомарної складаності, яку забезпечують монолітні ланцюги.
Однак підхід Solana постачає з визнаними компромісами. Вимоги до апаратного забезпечення мережі для валідаторів є значно вищими, ніж у Ethereum, що потенційно обмежує децентралізацію. Мережа зазнала кількох простоїв, коли обсяг транзакцій перевантажував систему, викликаючи питання про практичні обмеження монолітного масштабування. Ці виклики свідчать про те, що навіть високо-продуктивні монолітні ланцюги стикаються з обмеженнями, які можуть обійти модульні архітектури.
Конкурентна динаміка між монолітними та модульними підходами виходить за рамки технічних міркувань до екосистемних ефектів і розуміння розробників. Поворот Ethereum до модульної інфраструктури спричинив вибух впровадження ролапів та експериментування з новими середовищами виконання. Ця безліч ланцюгів створює можливості для інновацій, але також фрагментує ліквідність та увагу. Єдине середовище Solana забезпечує спрощеність, але менша гнучкість для кастомізації.
Avalanche займає середню позицію зі своєю архітектурою підмереж, яка дозволяє розробникам розгортати кастомні блокчейни, що отримують переваги від безпеки та інтероперабельності ширшої екосистеми Avalanche. Підмережі можуть визначати свої власні віртуальні машини, структури комісій та набори валідаторів, зберігаючи сумісність з іншими ланцюгами Avalanche. Такий підхід включає модульні принципи в цілісну екосистему, намагаючись збалансувати гнучкість з інтеграцією.
Модель підмереж долає деякі обмеження чисто модульних систем, підтримуючи сильну координацію та спільну безпеку між ланцюгами, дозволяючи кастомізацію там, де це потрібно. Однак, підмережі все ще вимагають власних наборів валідаторів та безпеки, відрізняючись від rollups, які успадковують безпеку від шару врегулювання. Підхід являє собою інший пункт на спектрі між повною монолітною інтеграцією та повним модульним розкладанням.
Cosmos піонером у концепції конкретно-зосереджених блокчейнів через свій протокол міжблокчейнової комунікації та механізм консенсусу Tendermint. Екосистема Cosmos давно прийняла модульність у формі спеціалізованих ланцюгів, що обмінюються інформацією через стандартизовані протоколи. Багато ланцюгів Cosmos нині використовують Celestia для доступності даних, демонструючи, як усталені екосистеми можуть інтегрувати модульні компоненти для підвищення ефективності.
Підхід Cosmos підкреслює суверенітет та інтероперабельність замість спільної безпеки. Кожен ланцюг підтримує свій власний набір валідаторів та модель безпеки, але стандартизовані протоколи комунікації дозволяють передавати цінності та повідомлення між ланцюгами. Ця філософія відрізняється від Ethereum, зосередженого на rollup, де виконуючі шари успадковують безпеку від шару врегулювання, але поділяє модульний принцип спеціалізації та координації.
Протокол Near увійшов до простору модульної доступності даних через свій новий проект Nuffle Labs, запущений з фінансуванням у $13 мільйонів. Замість прямої конкуренції з власним шаром один, Near позиціонує себе для надання інфраструктури для ширшої модульної екосистеми. Цей стратегічний зсув відображає визнання того, що усталені платформи можуть брати участь у модульній хвилі, надаючи спеціалізовані послуги, а не захищаючи чисто монолітні архітектури.
Вплив модульних архітектур на існуючі ланцюги поширюється на токенекономіку та захоплення цінності. Як тільки виконання та доступність даних переходять на спеціалізовані шари, питання про те, де накопичується цінність, стає критичним. У монолітних ланцюгах користувачі сплачують комісії безпосередньо валідаторам, створюючи чіткий потік цінності. У модульних системах комісії розподіляються по декількох шарах, і залишається незрозумілим, які компоненти захоплять найбільшу цінність у довгостроковій перспективі.
Шари врегулювання, такі як Ethereum, можуть отримувати перевагу від сильних ефектів мережі, оскільки rollups надають перевагу врегулювати там, де врегулюються інші rollups, для забезпечення сумісності. Шари доступності даних змагаються більше безпосередньо за ціною та продуктивністю, що потенційно веде до комодитизації. Виконуючі шари можуть відрізнятись через оптимізації, специфічні для додатків, але можуть також стикатися з інтенсивною конкуренцією, оскільки розгортання стає простішим завдяки платформам rollup-as-a-service.
Здається ймовірним, що співіснування монолітних і модульних підходів триватиме в найближчому майбутньому. Різні додатки мають різні вимоги, і жодна архітектура не забезпечує оптимальну роботу для всіх випадків використання. Додатки з високою пропускною здатністю, такі як ігри, можуть віддавати перевагу низькій затримці та простоті Solana. Складні децентралізовані фінансові протоколи можуть цінувати безпеку та децентралізацію Ethereum-похідних rollups. Підприємницькі додатки можуть віддавати перевагу кастомізації, можливої завдяки ланцюгам, специфічним для додатків, на модульній інфраструктурі.
Конкурентне середовище, ймовірно, визначатиметься не лише технічною перевагою, а й екосистемними ефектами, досвідом розробників, концентрацією ліквідності та регуляторними аспектами. Інфраструктура блокчейнів досі досить рання, щоб дозволити процвітати кільком архітектурним підходам, кожен з яких знайде свій ринок із специфічними додатками та спільнотами користувачів.
Майбутнє дизайну блокчейнів
Траєкторія архітектури блокчейнів вказує на все більш складні модульні системи, але кілька відкритих питань визначатимуть, як розвиватиметься ця еволюція. Технічні інновації, що дозволяють модульні блокчейни, добре усталені, але економічні моделі, структури управління та соціальна координація, необхідні для процвітаючої модульної екосистеми, залишаються на стадії розробки.
Бачення композитний, взаємооб'єднаної мережі спеціалізованих блокчейнів стає яснішою по мірі впровадження проектами технічних основ. Розробники все частіше можуть обирати з меню компонентів: виконувані середовища від EVM-сумісних rollups до кастомних віртуальних машин, шари доступності даних, що пропонують різні компроміси між вартістю та безпекою, та шари врегулювання, що забезпечують різну ступінь фінальності та сумісності. Ця гнучкість дозволяє експериментувати та налаштовувати, що було неможливим в епоху монолітів.
Концепція модульного стеку виходить за межі інфраструктури, щоб охопити цілі платформи додатків. Проекти створюють фреймворки, де розробники можуть запускати ланцюги, специфічні для додатків, за лічені хвилини, обираючи постачальників доступності даних, механізми консенсусу, віртуальні машини та протоколи мостів зі стандартизованих опцій. Ця абстракція складності могла б прискорити прийняття блокчейнів, знижуючи бар'єри до входу і дозволяючи швидку ітерацію.
Однак, модульне майбутнє стикається з кількома значними викликами. Інтероперабельність між виконуючими шарами залишається недосконалою незважаючи на прогрес у протоколах, таких як Inter-Blockchain Communication, Hyperlane, LayerZero. Ці системи надають можливості передачі повідомлень та активів між ланцюгами, але користувальницький досвід все ще містить тертя, яке було б відсутнім у єдиному середовищі. Досягнення безшовної інтероперабельності при збереженні безпеки та децентралізації залишається невирішеним завданням.
Міжланцюгова комунікація вводить ризики безпеки, які вже були використані. Контракти на місти, що з'єднують різні ланцюги, були об'єктами деяких з найбільших атак в історії блокчейнів. Оскільки модульна екосистема розростається з десятками або сотнями виконуючих шарів, поверхня атак для міжланцюгових експлойтів збільшується. Розробка надійних стандартів безпеки та найкращих практик для міжланцюгової інфраструктури залишається критично важливою для реалізації модульної візії.
Питання захоплення цінності серед модульних компонентів значно вплине на розвиток екосистеми. Якщо доступність даних стає комодитизованою з мінімальними маржами, економічна стійкість цих критично важливих інфраструктурних шарів може бути під загрозою. Якщо шари врегулювання захоплюють невідповідну цінність через ефекти мережі, переваги модульності можуть траплятися в основному на кількох платформах, а не бути широко поширеними. Пошук правильного економічного балансу для стимулювання інновацій, заодно забезпечуючи, щоби всі необхідні компоненти залишалися добре підтримуваними, є важливим.
Управління представляє інший складний виклик у модульних екосистемах. У монолітних ланцюгах керування відносно просте: одне співтовариство вирішує щодо оновлень протоколу через встановлені механізми. У модульних системах зміни одного компонента можуть впливати на інші, вимагаючи координації між численними процесами керування. Оновлення механізму консенсусу в шарі доступності даних може вплинути на всі rollups, що його використовують. Зміна структури комісії в шарі врегулювання впливає на всі ланцюги, які там розв'язуються. Розробка управлінських фреймворків, що дозволяють інновації при збереженні стабільності серед взаємозв'язаних компонентів, залишається невирішеною проблемою.
Регуляторні аспекти додають ще один вимір невизначеності до модульного блокчейну майбутнього. Влада по всьому світу розробляє фреймворки для регулювання цифрових активів та блокчейн-систем, але ці фреймворки зазвичай припускають монолітні ланцюги, де чіткі суб'єкти можуть бути ідентифіковані та регульовані. Розподільна природа модульних систем, де програми поширюються на декілька ланцюгів та інфраструктурних шарів, ускладнює дотримання регуляційних вимог. Питання про юрисдикцію, відповідальність за відповідність і відповідальність у випадку збоїв залишаються в значній мірі невирішеними.
Масштабувальний потенціал модульних блокчейнів здається значним, ґрунтуючись на поточних траєкторіях. Дорожня карта Celestia націлюється на масштабування понад 1 гігабайт даних на секунду. EigenDA проектує подібне масштабування через горизонтальне зростання з появою нових операторів. Повна реалізація danksharding на Ethereum покликана дозволити 100 000 транзакцій на секунду в своїй екосистемі rollup. Ці показники свідчать про те, що обмеження доступності даних, які були основною перешкодою, можуть бути в значній мірі вирішені упродовж кількох років.
Але досягнення чистої пропускної здатності представляє лише один вимір масштабування. Справжнє mainstream-прийняття вимагає не лише технічної місткості, але й безшовного користувальницького досвіду, регуляторної ясності та інтеграції з існуючими фінансовими та соціальними системами. Модульні блокчейни повинні продемонструвати, що їхня додаткова складність перетворюється на реальні переваги, які цінують користувачі та розробники, а не лише теоретичні поліпшення у системній архітектурі.
Існує можливість, що модульність є перехідною фазою, а не фінальною стадією дизайну блокчейну. Так само, як монолітні ланцюги еволюціонували в модульні системи для вирішення обмежень масштабування, майбутні інновації можуть дозволити нові архітектурні підходи, що перевищують сучасні модульні дизайни. Докази з нульовим знанням, нові механізми консенсусу та досягнення у розподілених системах можуть переосмислити, що можливо.
Деякі дослідники вивчають радикальні ідеї, такі як повне гомоморфне шифрування, яке б дозволяло здійснювати обчислення на зашифрованих даних, потенційно вирішуючи питання конфіденційності та даних.формація. Проблеми доступності можуть виникати одночасно. Інші досліджують механізми консенсусу, які досягають фінальності швидше, ніж поточні підходи, зменшуючи потребу в багатошаровій архітектурі. Квантово-стійка криптографія може зрештою вимагати перепроектування основних протоколів. Темп інновацій у технології блокчейн залишається досить швидким, щоб архітектурні парадигми могли знову змінитися в найближчі роки.
Взаємозв'язок між децентралізацією та продуктивністю продовжує розвиватися у спосіб, що кидає виклик припущенням, які лежать в основі як монолітних, так і модульних проектів. Вибірковий доступ до даних демонструє, що деякі традиційні компроміси можна обійти завдяки вдалій криптографії та проектуванню протоколів. Майбутні інновації можуть виявити інші способи досягнути, здавалось би, несумісних властивостей, потенційно дозволяючи нові архітектурні моделі.
Бачення модульного блокчейн-інтернету - де різноманітні середовища виконання безперебійно взаємодіють завдяки спільній інфраструктурі доступності даних та розрахунків - представляє собою привабливе потенційне майбутнє для Web3. Така екосистема підтримуватиме величезну різноманітність у дизайні додатків, зберігаючи при цьому взаємодію та спільну безпеку. Розробники могли б створювати саме той ланцюг, який їм потрібен для їхніх випадків використання, користувачі могли б переміщувати цінності та ідентичність між ланцюгами без тертя, а вся екосистема отримала б користь від спеціалізації та оптимізації.
Реалізація цього бачення вимагає вирішення численних технічних, економічних і соціальних викликів. Але прогрес останніх років свідчить про те, що модульний підхід вирішує реальні проблеми способами, які монолітні архітектури не можуть. Проекти, які реалізують модульну інфраструктуру - Celestia, EigenDA, Avail та інші - продемонстрували технічну життєздатність і привернули значну увагу. Питання зсувається з того, чи можуть модульні блокчейни працювати, на те, як вони будуть інтегровані в ширшу блокчейн-середу.
Майбутнє, ймовірно, включатиме гетерогенну екосистему, де співіснують різні архітектурні підходи. Монолітні ланцюги продовжать обслуговувати випадки використання, де їх властивості надають переваги. Модульні системи дозволять експериментувати та налаштовувати в масштабах, які неможливі в єдиних ланцюгах. Гібридні підходи поєднають елементи обох парадигм. Різноманіття підходів відображає реальність, що блокчейн-технології все ще настільки ранні, що жодна архітектура ще не визнана оптимальною для всіх цілей.
Заключні думки
Виникнення модульної блокчейн-архітектури являє собою фундаментальне перепроектування того, як повинні будуватися децентралізовані системи. Після більш ніж десяти років монолітних ланцюгів, які об'єднували всі функції в єдині системи, індустрія визнала, що спеціалізація та модульність розблоковують потенціал масштабування, яким неможливо досягти в межах єдиних архітектур. Переход від монолітного до модульного дизайну - це не просто технічна еволюція, а філософська трансформація у уявленні про блокчейн-інфраструктуру.
Celestia, EigenDA і Avail демонструють різні підходи до модульної доступності даних, кожен з которых вирішує критичні вузькі місця в інфраструктурі, що стримували масштабування блокчейнів. Відокремлюючи доступність даних від виконання та розрахунків, ці протоколи дозволяють роллапам та додатко-специфічним ланцюгам працювати ефективно, не несучи повний тягар ведення незалежних монолітних систем. Економіка стає привабливою: витрати на доступність даних знижуються на порядки, продуктивність зростає суттєво, а розробники отримують гнучкість налаштовувати середовища виконання під специфічні випадки використання.
Модульний підхід не стільки вирішує трилему масштабування, скільки переосмислює проблему. Замість того, щоб змушувати кожен блокчейн йти на однакові компроміси між децентралізацією, безпекою і масштабованістю, модульні системи дозволяють різним рівням оптимізуватися по різних властивостях. Рівні доступності даних зосереджуються на продуктивності та ефективності перевірки. Рівні розрахунків надають перевагу безпеці та фінальності. Рівні виконання адаптовані до специфічних вимог додатків. Комбінація досягає властивостей, які жоден окремий рівень не міг би надати самотужки.
Але модульність вводить нові виклики. Модель безпеки стає складнішою, коли кілька компонентів повинні працювати правильно, щоб система залишалася безпечною. Економічні стимули повинні узгоджуватися по різних рівнях, щоб забезпечити стійку роботу. Взаємодія між середовищами виконання залишається недосконалою, незважаючи на прогрес у протоколах взаємодії між ланцюгами. Управління ускладнюється, коли зміни в одному компоненті впливають на багато інших. Ці виклики не є непереборними, але вони вимагають ретельної уваги, оскільки екосистема розвивається.
Питання, чи є модульні блокчейни кінцевою грою для блокчейн-архітектури або ще одним перехідним етапом, залишається відкритим. Техничні інновації, що дозволяють модульні системи - вибірковий доступ до даних, докази з нульовим розголошенням, кодування шляхом стирання, поліноміальні зобов'язання - виявилися потужними та надійними. Економічні моделі все ще розвиваються, маючи невизначений розподіл цінностей по компонентах та питання стосовно стійкості щодо товарних інфраструктурних рівнів.
Що виглядає певним, так це те, що модульний дизайн назавжди розширив простір дизайну для блокчейн-систем. Експерименти, які стимулюються модульною інфраструктурою - суверенні роллапи, додатко-специфічні ланцюги, нові віртуальні машини, налаштовані механізми консенсусу - були б неможливими або непрактичними в межах монолітних обмежень. Це процвітання інновацій, навіть якщо деякі експерименти зазнають невдачі, приносить користь широкій екосистемі, досліджуючи можливості, які чисто монолітні підходи не можуть охопити.
Встановлені ланцюги адаптуються до модульної хвилі в різний спосіб. Ethereum реструктурує себе як рівень розрахунків та безпеки для екосистеми роллапів, впроваджуючи прото-данкшардинг для надання нативної доступності даних. Solana продовжує подвоювати зусилля на монолітній продуктивності, стверджуючи, що простота та комбінованість переважують модульну гнучкість. Cosmos та Avalanche вбудовують модульні принципи в когерентні екосистеми, намагаючись збалансувати налаштування з інтеграцією. Ця різноманітність підходів відображає щиру невизначеність щодо оптимальних архітектур і пропонує, що кілька парадигм будуть співіснувати.
Вплив модульних блокчейнів виходить за межі технічної архітектури на економічні моделі, структури управління та фундаментальне питання про те, як цінність накопичується в інфраструктурі Web3. Якщо доступність даних стає товарною, чи достатні економічні стимули для підтримання надійної інфраструктури? Якщо рівні розрахунків захоплюють непропорційно велику цінність через мережеві ефекти, чи залишаться життєздатними рівні виконання? Як управління буде координуватися через взаємозалежні, але незалежні компоненти? Ці питання формуватимуть еволюцію модульної екосистеми в найближчі роки.
Інфраструктура, яка будується сьогодні - рівні доступності даних, протоколи розрахунків, фреймворки виконання, рішення для взаємодії - формує основу для наступного покоління блокчейн-додатків. Ці модульні компоненти відкривають можливості, які були економічно або технічно неможливими в монолітну еру. Повністю онлайнові ігри з складними переходами стану. Децентралізовані соціальні мережі з високопродуктивною публікацією даних. Складні DeFi-протоколи, що охоплюють кілька середовищ виконання. Реальні програми, що вимагають субсекундної фінальності. Технічна здатність підтримати ці випадки використання в масштабі стає все більш доступною.
Чи виконують модульні блокчейни своє обіцяння про сприяння масовому прийняттю Web3, залежить більше ніж від технічної здатності. Користувацький досвід мусить покращитися до рівня, коли підлягаючі складності стають невидимими. Регуляторні рамки повинні еволюціонувати для забезпечення розподілених модульних систем. Економічні стимули повинні узгоджуватися для підтримання критичної інфраструктури. Безпека повинна бути доведена від вдосконалених атак. Соціальна координація повинна масштабуватися для управління управлінням через взаємодоповнюючі компоненти.
Проекти, що піонуюють модульну інфраструктуру, проводять великий експеримент у дизайні розподілених систем. Результат визначатиме не тільки які конкретні протоколи успішні, але й які архітектурні моделі визначатимуть блокчейн-інфраструктуру на десятиліття. Перша
Еволюція, і їхній успіх або невдача визначатимуть інфраструктуру Web3 на багато років вперед. Основа вже закладена. Експеримент триває. Наслідки стануть очевидними, коли екосистема зростатиме, стикатиметься з викликами та продовжуватиме інновації в напрямку бачення по-справжньому масштабованого, децентралізованого інтернету.