Технологія блокчейну продовжує набувати значення та актуальності на світовій арені за останні роки. Однак це вимагає впровадження відповідних можливостей для масштабування, яке не можуть забезпечити існуючі блокчейни.
Саме зараз триває перехід від парадигми “монолітних” блокчейнів до блокчейнів з “модульними” конструкціями.
Модульні та монолітні блокчейни
Два терміни, які зараз часто використовуються, тому важливо чітко розуміти, які основні відмінності між ними.
Більшість публічних та популярних блокчейнів розроблені саме як монолітні. Безумовно, існують технології такі як ролл-апи для масштабування Ethereum чи підмережі Avalanche, які задіюють модульні компоненти. Проте це не модульні блокчейни в справжньому розумінні.
Спочатку почнемо з фундамента
Як ви, мабуть, знаєте, сьогодні блокчейни стикаються з трьома проблемами:
⚡️ Масштабованість: пропускна здатність системи. 🌐 Децентралізація: скільки вузлів (нод) працює. 🔐 Безпека: вразливість до атак.
Жоден поточний блокчейн ще не зміг правильно збалансувати всі 3 складові одночасно через свій монолітний дизайн.
Взаємодоповнюючі функції для належної роботи блокчейну
Консенсус (Consensus). Консенсус відповідає за безпеку, узгодженість транзакцій, та їх упорядкування.
Доступність даних (Data Availability). Доступність даних необхідна для інформування користувачів та програм про поточний стан мережі.
Виконання (Execution). Повідомлення, які були узгоджені та пройшли попередні рівні, переходять до рівня Виконання, що забезпечує обчислення та обробку цих повідомлень для виведення «стан». (наприклад, ваш поточний баланс).
Регулювання (Settlement). Регулювання — це рівень, який об’єднує всі попередні рівні разом.
Обробка цих 4 функцій одночасно на одному рівні робить блокчейн монолітним, яким є більшість блокчейнів сьогодні.
В монолітних блокчейнах ноди повинні перевірити консенсус та перевірити дійсність транзакцій.
Це обмежує монолітний блокчейн ресурсами його вузлів і робить майже неможливим належне вирішення триллеми блокчейну.
Основна проблема, в яку потрапляє більшість монолітних блокчейнів, полягає у використанні зовнішніх ресурсів, які ніби збільшують пропускну здатність, але за рахунок зниження безпеки та децентралізації.
Саме після переосмислення побудови блокчейну, було запропоновано нову парадигму.
В гру вступають модульні блокчейни
Поняття "Модульний" вперше ввела команда Celestia Labs, яка використала цей термін у своїй першій публікації в блозі (до перейменування, LazyLedger) для опису розділення рівнів консенсусу та виконання. За останній рік, цей термін набув популярності через інфлюєнсів, таких як @polynya, та багатьох команд-розробників L2.
Замість того, щоб виконувати функції, про які ми згадували вище, на одному рівні, модульні блокчейни розділяють роботу на різні рівні.
Проекти, які впроваджують модульну парадигму
**Celestia (@CelestiaOrg). **Перший модульний блокчейн, який зосереджений на рівні Consensus, Data Availability. Це надасть перевагу будь-кому створити власний блокчейн і більше зосередитися на розробці DApps.
**Fuel (@fuellabs_). **Найшвидший модульний рівень виконання або MEL. Fuel v1 був запущений ще в середині 2019, як перший оптимістичний ролл-ап для масштабування Ethereum. Після чого команда розпочала роботу над Fuel v2.
Архітектура модульних блокчейнів
Простими словами, модульність — це коли один із компонентів мережі (виконання, або консенсус або доступність даних) відокремлений.
У Celestia ми можемо використовувати термін модульний, оскільки він обробляє лише доступність даних і консенсус.
У той час як Ethereum обробляє все як монолітна сутність — оскільки аутсорсинг компонентів відбувається лише на його поточних роллапах.
Якщо говорити про Avalanche — то це також не модульна мережа, а скоріше просто розділені мережі, які обробляють необхідні компоненти блокчейну. Тобто маштабування не відбувається модульно, а за допомогою використання монолітних мереж, які працюють паралельно.
Парачейни Polkadot обробляють рівень виконання, подібно до ролл-апів, одночасно надсилаючи блоки до мережі ретрансляції консенсусу та доступності даних, але мережі ретрансляції все ж обробляють транзакції.
Як працює модульні компоненти?
Насправді все досить просто — Celestia забезпечує функціональність, необхідну мережам для встановлення спільної безпеки — доступність даних (Data Availability).
Це пов’язано з тим, що кожен окремий рівень, який використовує Celestia, зобов’язаний скидати всі свої дані на рівень доступності даних, щоб довести, що дані дійсно існують. З часом це призведе до комплексних покращень на рівнях виконання, оскільки немає обмежень створених монолітними об’єктами, рівні виконання та доступність даних є роз’єднані.
**Модульний стек — унікальна концепція Celestia. **Це стосується розділення всіх різних шарів звичайного блокчейна на окремі шари. Отже, коли ми говоримо стек, ми маємо на увазі всі рівні, що функціонують разом.
Переваги модульного дизайну
Масштабованість. Розподіл на декілька рівнів надає модульним блокчейнам реалізовувати механізми масштабованості, які значно збільшують пропускну здатність, без ризиків зниження децентралізації чи безпеки, які присутні в монолітних блокчейнах.
Гнучкість та швидкість. Такий механізм значно здешевлює розгортання смарт-контрактів і стає набагато простіше експериментувати з різними технологіями та середовищами.
Хорошим прикладом швидкості та ефективності є SwaySwap, неймовірно швидкий DEX, схожий на Uniswap, який працює на модульному рівні в мережі девнет.
Нове модульне майбутнє
Блокчейни стикаються з проблемами транзакцій, високими оплатами газу і проблемами їх оптимізації. Спосіб забезпечити масштабування блокчейну полягає в вдосконаленні окремих компонентів.
Підсумовуючи, модульні блокчейни будуть важливим наступним кроком для забезпечення масштабованості блокчейнів, зберігаючи при цьому їх децентралізований характер.