ROLL:關注：模塊化與單片區塊鏈之間的競爭_以太坊

眾所周知，區塊鏈是一個分布式數據庫，它支持安全、透明和防篡改的數據共享。區塊鏈技術的眾多潛在應用在加密社區中引發了一場關于區塊鏈擴展最佳方式的激烈討論。

如果你一直關注這個領域，肯定經常聽到新協議開始時聲稱每秒處理X萬個交易的宣傳。然而，如果你進一步調查這些說法，你就會發現它們都是理論上的。它們中的大多數在啟動時便失敗了。

要完全理解為什么我們需要能夠達到數千TPS的系統，就必須首先理解區塊鏈的設計。要做到這一點，我們首先需要考慮單片設計和模塊化設計之間的競爭。

據說，每一場競爭都有比較的關鍵點。在區塊鏈世界中，模塊化和單片區塊鏈之間的競爭可以歸結為三個關鍵領域：可擴展性、吞吐量和數據可用性。每個都有自己的特性、功能和應用程序。

讓我們仔細看看這三個領域，看看模塊化和單片區塊鏈的比較。

什么是單片區塊鏈?

它是一個區塊鏈，其中所有的職責集都在一個單層上處理，而不使用第三方服務。

區塊鏈執行四項主要任務或功能：

共識：對數據的可驗證性達成一致。決定哪些區塊是有效的并應該添加到鏈中。數據可用性：每個區塊中可用的區塊空間量。驗證是否收到必須根據要求提供的數據。執行：一個區塊鏈的計算。這就是Tx速度/狀態轉換速度。共識層是信標鏈。它告訴我們什么是真實的。數據層告訴我們已經發生了什么，即存儲。執行層會告訴我們正在發生什么，計算什么。

去中心化借貸協議Ajna上線以太坊主網:金色財經報道，去中心化借貸協議Ajna宣布上線以太坊主網，該協議無需依賴價格預言機和治理機制，由貸方和借方資金池組成，還引入了額外的功能，包括永續貸款、清算債券和無需許可的貨幣對創建。Ajna表示，該協議已由Sherlock、Trail of Bits、Quantstamp、Prototech Labs和Code4arena進行了六次安全審計，計劃在未來幾個月擴展對Layer2解決方案的支持。[2023/7/13 10:53:36]

所有這些層都非常復雜，但單片區塊鏈的所有節點和所有硬件都試圖在同一點同時完成這三件事。

它是一個區塊鏈，將共識機制、數據可用性層、結算層和執行層組合成一個單層。通常情況下，結算和執行是相互關聯的。

區塊鏈系統的所有關鍵功能或職責都在單片區塊鏈內部處理。它們通常以犧牲可擴展性為代價優先考慮去中心化和安全性(優化區塊鏈的一個屬性并限制其他屬性)。

另一方面，我們有模塊化區塊鏈。

什么是模塊化區塊鏈?

模塊化區塊鏈是基于模塊化原則運行的區塊鏈。他們通常處理一組專門的職責(通常是鏈下)，然后將它們外包給一個或多個單獨的層。

區塊鏈不是同時執行所有三個功能(共識、數據可用性和執行)，而是將它們劃分為不同的類別，由網絡參與者的不同角色和職責分別執行這些功能。

派盾：Sturdy Finance被攻擊根本原因在于cB-stETH-STABLE價格預言機存在漏洞:6月12日消息，據派盾分析，Sturdy Finance被攻擊的根本原因在于計算cB-stETH-STABLE資產價格的價格預言機存在漏洞。

今日早些時候消息，據派盾監測，DeFi借貸協議Sturdy遭黑客攻擊，此次攻擊或通過價格操縱實行，攻擊者已將442.6枚ETH（價值約77萬美元）轉至Tornado Cash。[2023/6/12 21:31:15]

在這種情況下，執行層、底層共識層和數據可用性層將分離，允許節點獨立執行交易，而不是在有限的空間或交易內執行所有交易來測試有效性。

這些不同的組件/層可以組合起來實現各種目標。與它們提供了更大的靈活性和可移植性。它使開發人員能夠優化各種區塊鏈組件，以創建一個完整的系統。它們通過簡單地外包安全來啟動新的區塊鏈，就像當前的第二層解決方案一樣。

讓我們以Rollup為例。

它們是一種常見的模塊化區塊鏈。rollup處理交易并將共識、數據可用性和結算委托給它們的父鏈。

以太坊是第一個開始向分片模塊化區塊鏈結構過渡的。鏈被分成多個子鏈，每個子鏈負責網絡活動的一部分。這些分片現在可以決定是處理交易還是存儲數據。

我們已經討論了單片和模塊化區塊鏈之間的區別，現在讓我們看看它們的優點和缺點。

LayerSwap：將于今晚8時進行升級，將增加從Starknet網絡轉出資金的功能:5月15日消息，跨鏈及跨層協議LayerSwap在其Discord發布公告表示，將于今晚8時開始升級，預計持續兩小時。此次系統升級將實現幾個重要功能，包括將資金從Starknet轉移到其他網絡的功能。[2023/5/15 15:02:52]

單片區塊鏈的優點

單片區塊鏈可以在它們自己的節點上強制執行安全交易。節點觀察區塊鏈上的交易，并在達成共識后驗證它們。這解決了區塊鏈數據存儲在多個節點時的數據問題。實用：如果用戶繼續使用代幣，那么單片區塊鏈可以在長期內提供額外的價值。它們易于識別，甚至更容易實現和設計。模塊化區塊鏈的優點

可擴展性：在區塊鏈中使用模塊化可以增加規模，而不會引入有害的信任假設。易于設計簡化鏈部署：通過利用模塊化設計，新的區塊鏈可以更快地被啟動，同時也不必擔心架構的每個方面都要保持正確。靈活性：專門構建的模塊化鏈為權衡和設計實現提供了更多的選擇。例如，模塊化區塊鏈系統可能包括關注安全性和數據可用性的模塊化鏈，而其他的則關注執行。現在，不管兩個區塊鏈的顯著好處，在決定不同的方法時總是要權衡利弊。讓我們看看它們的缺點是什么。

單片區塊鏈的缺點

孫宇晨：火必將全額承擔HT杠桿穿倉損失，成立1億美元流動性基金:3月10日消息，針對今日凌晨HT異常波動孫宇晨表示，對于HT市場波動所導致杠桿穿倉損失，Huobi平臺將全額承擔。對于少數用戶杠桿清算所造成盤面波動影響，我們深表歉意，為了進一步提升Huobi平臺多幣種流動性，我們將出資1億美元成立流動性基金，持續改善主流幣，HT流動性深度，加強杠桿預警與流動性能力，對于本次事件，我們會就后續進展與社區保持同步。[2023/3/10 12:53:20]

低效執行：單片鏈上的節點可能偶爾需要重新執行交易以進行有效性驗證，從而導致延遲。資源限制：節點源限制，如帶寬和存儲，可能會對區塊鏈效率產生影響。靈活性：單片鏈是剛性的，不能在不犧牲其他功能的情況下優化所需的功能。可擴展性：單片鏈使用更快的區塊時間和更大的區塊大小來實現更高的吞吐量。這增加了對節點的硬件需求，同時減少了能夠驗證鏈的人數，加大了中心化和安全風險。安全性和去中心化：單片區塊鏈限制區塊時間和區塊大小，以實現高度去中心化。這增加了驗證節點的數量，但降低了吞吐量。這是因為它在每個節點上都處理交易。狀態膨脹：在鏈上存儲交易數據會導致區塊鏈的大小隨時間呈指數增長。這可能會增加對節點的硬件需求并損害去中心化。模塊化區塊鏈的缺點

盡管模塊化區塊鏈解決了單塊區塊鏈的各種問題，但模塊化架構也有自己的缺點。

與單片區塊鏈(在單層中執行每個區塊鏈功能)不同，模塊化鏈可能缺乏與保護相關的特征。復雜性：由于設計的復雜性，通常很難在沒有專業操作人員參與的情況下進行設計。執行層一定會需要某些復雜的機制，例如欺詐證明和有效性證明，以允許安全層強制執行鏈下狀態轉換的有效性。復雜的設計需要復雜的機制來發揮作用。依賴第三方有效性集帶來的安全風險。無法像單片區塊鏈那樣保證自身的安全。如果安全層(通常處理共識和數據可用性)失敗，則模塊化鏈可能就會失敗。代幣經濟學：由于鏈組件的應用有限，就很難吸引代幣價值。例如，與執行層相比，純粹關注共識和數據可用性的層可能會看到其實用代幣的使用較少。進一步比較分析

美聯國際教育計劃在一到兩年內轉型成元宇宙技術公司:5月18日消息，美聯國際教育在2021財報中表示，公司在2021財年積極探索區塊鏈和加密貨幣行業的機會，并與AGM Group Holdings lnc建立了戰略合作伙伴關系。目前，公司的加密貨幣業務和元宇宙教育業務正在運營，并且剛剛開始產生收入，希望在未來一到兩年內通過部署其轉型戰略，發展成為一家元宇宙技術公司。根據財報，美聯國際教育2021財年全年收入下跌18.7%至人民幣7.29億元，經調整后凈虧損同比減虧12.9%至3.6億元。（藍鯨教育）[2022/5/18 3:24:26]

首先，讓我們回顧一下模塊和整體的定義

單片在一個協議內完成所有工作，這使得它們可以自給自足(但也低效)。即使由于過載而出現停機，它們也不允許使用外包功能。模塊化鏈是專門化的，因為它們只做協議中的一個子集。因此，它們不是自給自足的。它們必須與另一條鏈結合才能發揮作用；即它們不能獨立運作。1.Arbitrum(或任何rollup)有模塊化或單片設計嗎?

Arbitrum需要另一個鏈來發布數據并解決欺詐，否則它將無法工作。因此，它是模塊化的。

2.以太坊本質上是模塊化還是單片?

它是單片。rollup可以部署在以太坊上(任何L1都可以)，但對以太坊來說，rollup不是必需的。還應該注意的是，一旦被推出，以太坊的danksharding組件將是模塊化的。

3.Avalanche和它的子網呢？它是模塊化的還是單片的?

每個子網都是一個獨立的區塊鏈。他們不需要另一條鏈就能起作用。因此，它是單片的。需要注意的是，僅僅因為子網代碼是用模塊化軟件棧構建的，并不意味著它就是模塊化協議。

模塊化區塊鏈布局明顯比單片區塊鏈布局更靈活。它旨在為礦工提供單片區塊鏈中無法提供的特性。當礦工不太關注共識等特定功能時，他們就能夠利用布局，更快地創建新的區塊鏈，而不管區塊鏈架構如何。

值得注意的是，在模塊化區塊鏈中，共識和數據可用性(DA)是不可分割的。它們必須始終作為DA層的單個組件出現，以便提供準確的事件年表。這兩個因素必須始終存在。

接下來，我們還必須解決可擴展性的三難困境，即區塊鏈只能優先考慮三個因素中的兩個：可擴展性、去中心化和安全性。

假設我們有三個團隊來演示這一點。A、B和C是各自的隊伍。

我們在A團隊中有像Solana和BinanceSmartChain這樣的高TPS鏈，它們犧牲了去中心化。在B團隊中，我們有像Cosmos這樣犧牲了安全性的鏈，在團隊C中，我們有像比特幣和以太坊這樣專注于去中心化和安全性的鏈，它們犧牲了可擴展性。這些都在某種程度上做出了犧牲。

這適用于所有單體區塊鏈，但我們的想法是，我們可以使用模塊化的方法在一個區塊鏈中實現所有這些因素。

通常，在單片區塊鏈設計中，所有四個任務都在同一層上執行，這可能會隨著鏈的擴展而降低效率。通過模塊化區塊鏈，每個任務都可以由一層專門執行，而其余的任務則被移到其他層。

因為讓層專注于他們的特定任務，所以他們可以很好地完成目標。這增加了靈活性，因為我們不再需要做出某些讓步來適應單片區塊鏈的約束。

現在，讓我們用以太坊網絡更好地解釋這一點。

在單片區塊鏈，一個區塊鏈中就有一個單獨的區塊鏈在進行中。此外，所有的驗證者都驗證該單鏈。在以太坊協議中，有一個巨大的驗證者池，其中大約有30萬個驗證者。

我們可以使用這個驗證者池，并在稍后獲得分片時分發它。當我們獲得分片，即更多的鏈和更多的區塊空間時，我們實際上可以將這些驗證者分散到多個分片中，而不是讓所有驗證者驗證一個單片區塊鏈，因此，我們可以讓5,000個驗證者驗證單個分片，然后添加越來越多的分片，而不是300,000個驗證者來驗證單個鏈。

這將增加L1上可用的區塊空間量，同時保持去中心化。因此，數據層是包含所有計算結果的歷史/存儲層。然后，rollup將使用這些分片作為信息存儲，并在這些分片上進行處理。第一次分片迭代將添加大約18倍于以太坊L1的數據。這意味著以太坊的可擴展性將提高大約18倍。

當在以太坊L1上增加了大約18倍的規模時，它的可擴展性并不是在rollup上增加了18倍，這主要是由于rollup中的壓縮。

當少量數據被添加到以太坊的L1中時，L2可以使用更多數量級的數據，因為它們最終將其壓縮到非常小的數據包，并將其安置在L1上。因此，L1上的1MB等價于L2上的1GB交易數據。當線性增加以太坊上的分片數量時，就會成倍增加可以處理的交易數量。

我們擁有的驗證者越多，我們就有越多的資本來守護和保護區塊鏈，我們擁有的驗證者越多，我們就可以創建更多的分片，這就增加了更多的區塊空間。

結論

擺脫可擴展性三難困境的唯一方法是去中心化。

如果只優化可擴展性，正如許多L1所做的那樣，這將會增加對硬件和節點的需求，減少網絡參與者的數量，從而失去去中心化。當優化執行時，這些鏈移動得非常快，區塊被快速添加到賬本中，但能跟上這些鏈的計算機是非常強大的計算機。如果電腦很慢，就會落后。

zkr、optimistic是模塊化區塊鏈方法的例子，它們已經成為加密領域的熱門話題。Celestia是另一個例子，它特別關注數據可用性層。

另一方面，單片區塊鏈的一些例子包括比特幣、Solana、以太坊1.0等鏈。(在最近升級之前)。

正如本文所演示的那樣，單片方法和模塊化方法各自都是有效的。因此，開發人員必須決定哪種方法最適合他們的特定用例。例如，一個DeFi應用程序可能優先考慮安全性，因此選擇單片設計來提供更強大的安全性。然而，如果同一個應用程序要優先考慮吞吐量和執行速度，那么模塊化設計可能最適合它們的用例。

這表明兩種設計都有其效能。

那么，哪個更好呢？這取決于個人喜好或應用類別。

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