原文作者：Bowen
原文來源：Web3CN.Pro
一、區塊鏈的模塊化趨勢
隨著越來越多用戶的參與，當前區塊鏈發展也顯露弊端。面對如網絡擁堵造成的高昂Gas、追求高效卻犧牲部分安全等問題，各項目團隊也在力求保障安全性的前提下，不斷進行去中心化與可拓展性的研究。
從以太坊生態來看，目前正在進行鏈上和鏈下兩種方式擴容，鏈下有Rollup、Validium、Volition、State Channel、Plasma、Sidechain等方式，而鏈上也有The Merge、The Surge、The Verge、The Purge、The Splurge等技術升級。
Rollup無疑是目前火熱的賽道，不論是Optimistic Rollup還是ZK Rollup都成為今年初以來最值得關注的擴容方案。當前以太坊自身也完成了The Merge ，接下來鏈上擴容將重點討論The Surge裡的Dank Sharding分片。
Dank Sharding核心思想是實現“中心化的出塊+ 去中心化的驗證+ 抗審查性”，將以太坊打造成共識層、結算層與數據可用性層。而Rollup作為鏈下執行層對以太坊進行L2擴容。
如果把共識層、結算層、數據可用性層、執行層視為四個可自由組合的模塊，便有了模塊化區塊鏈的初始概念。不僅是以太坊，整個區塊鏈領域也在這樣的技術發展環境背景下，逐漸走向模塊化。
二、模塊化區塊鏈的誕生
在區塊鏈逐漸向模塊化發展的進程中，第一個提出“模塊化區塊鏈”概念的項目是Celestia。
2019年5月， Celestia項目的前身LazyLedger發佈白皮書，項目將是專精於“數據可用性（DA）”的區塊鏈基礎設施。 Celestia 結合了Rollup和Cosmos的精華，其願景是將Cosmos 的主權互操作區域與以Rollup為中心並具有共享安全性的以太坊結合起來，提供一個更靈活、更安全、更便宜的公鏈。
當前區塊鏈可以分為四個層級別，分別是Execution執行層、Settlement結算層、Consensus共識層、Data Availability數據可用性層。在模塊化區塊鏈的概念中，四個層級“各司其職”。 Celestia 是一個模塊化協議，它只處理數據可用性（DA），其他執行和結算工作可以鎖定DA 層，開發人員可以直接選擇要使用的執行環境在Celestia上構建 DApp。
另一個專注於模塊化區塊鏈的項目是Fuel，Fuel Network號稱是模塊化區塊鏈堆棧的最快執行層，可為去中心化應用程序提供最大的安全性和最靈活的吞吐量。
繼Celestia之後，Fuel是又一個強調模塊化區塊鏈概念的協議。與Celestia不同的是，Fuel被定位為模塊化的執行層，而Celestia則針對數據的可用性和排序進行優化，它不執行，只處理數據的可用性和共識。
事實上，Fuel和Celestia擁有同一個聯合創始人John Adler，他也是Optimistic Rollup方案的最早提出者之一。 Fuel v1最初是用於單一以太坊的L2擴容方案，也是以太坊主網上的首個Optimistic Rollup，於2020年底部署。但單純的L2嚴重受主網性能的製約，即使將執行層分割出去，仍然不能達到徹底擴容的目的。 Fuel v2試圖通過模塊化的執行層來優化基礎層，並且改進L2的執行狀態，真正實現擴容。
三、為什麼需要模塊化區塊鏈
由於在單片鏈上為數百萬或數十億用戶提供服務過於復雜且解決能力有限，人們提出了分片和Layer2 解決方案。
雖然Rollup才發展不久，並且確實幫助以太坊實現了擴容，但大家已經漸漸察覺到Rollup技術的瓶頸，那就是以太坊所提供的數據可用性限制了Rollup的理論性能。以太坊的DankSharding分片還在很早期的階段，且安全性才是以太坊自身首要考慮的問題，鏈上問題短期內是得不到有效解決的，這樣就會讓Optimistic Rollup和zk Rollup無法很好的提供高性能擴容服務。
不過Rollup讓區塊鏈看到了模塊化的可能性，模塊化的實現最初方案就是Rollup，後來這個概念進一步擴大成模塊化區塊鏈。因此，模塊化區塊鏈很可能會成為下一輪週期的基建設施新敘事。
四、模塊化區塊鏈的特性
模塊化是將系統分離成不同的組件，這些組件可以以各種方式組合以實現特定目標。模塊化區塊鏈充當“可插拔模塊”，可以根據用例相互交換或合併。
模塊化區塊鏈可以設計為處理以下一項或多項任務：
（1）共識
共識是指節點就區塊鏈上的哪些數據可以驗證為真實和準確的達成協議的機制。共識協議決定了交易的排序方式以及如何將新區塊添加到鏈中。
（2）執行
執行是區塊鏈上的節點處理交易以在狀態之間轉換區塊鏈的方式。參與共識的節點必須在驗證區塊之前使用其區塊鏈副本來執行交易。
由於擴容場景的歷史需求，執行層的產品探索和研發多年，各自的方案在這麼多年都有獲得重大突破。在未來的周期裡，執行層的產品依然有不少尚未解決正在探索的問題：如去中心化定序器、zkEVM和並行交易等。
項目Fuel使用UTXO模型形式的嚴格狀態訪問列表，因此具有並行執行交易的能力，在計算、狀態訪問和事務吞吐量方面較具優勢。
（3）數據可用性
區塊鏈強制執行要求交易數據可用的規則。這意味著區塊生產者必鬚髮布每個區塊的數據，供網絡對等方下載和存儲，這些數據必須應要求提供。
在Celestia 中，狀態增長和歷史數據被完全分開處理。 Celestia 的區塊空間只存儲歷史Rollup 數據，這些數據以字節為單位進行結算，所有狀態執行都由它們自己獨立單元中的Rollup 計量。由於活動受制於不同的費用市場，一個執行環境中的活動高峰不會破壞另一個執行環境中的用戶體驗。
（4）結算
區塊鏈提供了“最終性”，保證已提交到鏈歷史的交易是不可逆的。要做到這一點，區塊鏈必須確信交易的有效性。因此，結算功能需要鏈驗證交易，驗證證明和仲裁爭議。
就像分工一樣，在分割每個組件之後，可以優化每個組件並生產出更好的產品，使整體大於部分的總和。並且模塊化區塊鏈具有主權，儘管使用了其他層，但新的模塊化區塊鏈可以像Layer1 一樣具有主權。這允許區塊鏈在未經任何底層許可的情況下響應黑客攻擊並推送升級。其優勢包括：
1. 可以高效低成本的推出新區塊鏈，因為開發人員可以減少部署時間並最大限度地降低成本。
2. 可以在不犧牲安全性和去中心化的情況下實現可擴展性，因為模塊化區塊鏈不需要處理所有功能。
3. 開發人員將不再受單體區塊鏈架構強加的各種限制約束。
五、模塊化區塊鏈的發展現狀
2022年8月10日，Celestia 推出了模塊化研究計劃Celestia Modular Fellows，其中發展出許多該賽道的項目，如Eclipse、AltLayer、Sovereign、Dymension 等，這些新興項目普遍受到資本的青睞，並且獲得了融資。
此外，如果根據模塊化的使用場景進行分類，還有專注於使用zkWASM 的ZKCross、共享去中心化Sequencer 的模塊化網絡Astria、Move 執行層模塊化解決方案Rooch Network 等等。
小結
與互聯網基礎設施從內部部署的服務器進化到雲服務器類似，去中心化的Web3正在從單片區塊鏈進化到模塊化、特定於應用程序的共享共識層鏈。
目前看來，模塊化將是區塊鏈三難問題的解決方向，通過不同層各司其職來實現區塊鏈安全性、可擴展性和去中心化。無論哪種解決方案和應用最終會流行起來，有一點是明確的：在模塊化區塊鏈的未來，用戶將是最終的贏家。
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