# 超越单片：模块化区块链范式 By [winder](https://paragraph.com/@winder) · 2022-10-06 --- 模块化区块链范式 -------- 模块化区块链是区块链设计的最新范式。由[Celestia](https://celestia.org/)发起，当涉及到将区块链扩展几个数量级的挑战时，模块化的概念正在迅速成为一种定义类别的叙述。 但为什么我们需要模块化区块链？考虑以下四个论点： ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/62065a8dcbda2376d42642a9d3719f7d6d14260f530ac1de7a0659441d06fe5a.png) 基于这些原则，很明显我们需要寻找新的范式以实现我们对 web3 的愿景。模块化区块链是最有前途的新范式。 什么是模块化区块链？ ---------- 在深入研究上述四个陈述之前，了解单体和模块化区块链的基础知识非常重要。 区块链的核心功能是： * **执行**\- 事务处理和计算。 * **结算**\- 争议解决和桥接。 * **共识**\- 交易排序。 * **数据可用性**\- 确保数据可用。 传统上，区块链设计一直是_单一_的。这意味着区块链的所有功能都在单个层上处理。 _模块化_区块链的论点是单个区块链不需要自己处理所有这些组件。相反，通过分解这些核心组件，单个区块链可以专注于特定领域，从而实现显著优化。 ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/1aac41d15157f355b3e10a5d0461c30ead02aac00efbfe1effd336ce4b390a13.jpg) 模块化区块链堆栈由多层模块化区块链组成，它们相互依赖以创建具有所有上述组件的系统。模块化区块链是作为模块化区块链堆栈一部分的任何链。 ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/11f6376c1e8da9d85eca89e219953b83be2161bcce3b376422bc9c5caa062e20.png) 为什么是模块化？ -------- 从根本上说，区块链旨在保护和促进个人的主权。**我们对 web3 的愿景是一个世界，在这个世界中，构成我们数字世界结构的系统可供所有人访问，并且是分散的、可扩展的和安全的**。 上面，我们考虑了四个证明开发区块链新范式的陈述——特别是模块化范式。让我们进一步探讨这些。 ### 1 - 提高吞吐量对于实现我们的 Web3 愿景至关重要 尽管现有区块链的生态系统很广阔，但在吞吐量方面，需求仍然远远超过供应。这导致网络拥塞，使许多潜在用户越来越无法访问区块链网络。 ![像以太坊这样的网络变得越来越拥挤（来源：Etherscan)](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/8d6db9bb2d706ad14b7e338e684a3ea347bbcb53befc018ddf32f9f6b06489dc.png) 像以太坊这样的网络变得越来越拥挤（来源：Etherscan) 这一挑战自诞生以来就一直困扰着区块链领域，尽管采用率仍然相对较低。如果没有新技术来提高吞吐量，随着采用规模扩大到数十亿，它只会成为一个更大的问题。 \*\*为了实现我们让每个人都可以访问 web3 系统的愿景，他们需要能够相应地扩展。\*\*大规模采用需要大量增加事务和计算吞吐量。 ### 2 - 为了实现我们对 Web3 的愿景，去中心化是必不可少的 去中心化是 web2 和 web3 系统之间的关键区别，因此应该是任何 web3 系统的核心焦点。如果没有去中心化，web3 系统并不比它们的 web2 前辈更好。 以下原则对于实现权力下放至关重要： * **开放性**——任何人都可以查看和访问系统。 * **可验证性**——任何人都可以验证系统的有效性。任何用户都可以操作一个节点并保证区块链正确运行并且其规则得到验证者的支持。 * **审查阻力**\- 任何人都可以作为用户参与系统，而不会有被验证者锁定的风险。 因此，为了实现我们对 web3 的愿景，任何区块链系统都必须保证开放性、可验证性和抗审查性——并且所有这些都必须具备能够为数十亿用户提供服务的规模。 ### 3 - 在不保持去中心化的情况下增加吞吐量不是可扩展的 现在臭名昭著的区块链[可扩展性三难困境](https://medium.com/certik/the-blockchain-trilemma-decentralized-scalable-and-secure-e9d8c41a87b3)描述了单体区块链必须在安全性、吞吐量和去中心化之间做出的妥协。为了改进这三个组成部分中的一个，必须在其他一个或多个方面做出牺牲。 ![大多数单片区块链将自己定位在 A、B 或 C 组中，从而牺牲了三个核心方面之一](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/0b19ff4c3e09d0114a193599a41177e90152710070abd50618d3bc0742bccc0e.png) 大多数单片区块链将自己定位在 A、B 或 C 组中，从而牺牲了三个核心方面之一 大量现有的区块链承诺高吞吐量。然而，为了实现这一点，他们在去中心化方面经常做出不可接受的牺牲。 在当今的单片区块链系统中，增加的吞吐量与增加的验证链成本相关。随着区块变得更大或更频繁，验证区块和/或区块链有效性的资源需求增加。因此，能够验证链的用户更少，而不得不依赖越来越集中的可信第三方组来运行节点。 **_需要注意的是：牺牲去中心化来增加吞吐量并不是扩展。_** 虽然术语“可扩展性”经常被用来指代区块链处理交易的能力，但有一种趋势是重新定义可扩展性为_区块链的吞吐量除以验证链的成本_。 ![“可扩展性”可以定义为区块链的吞吐量除以验证所有交易的成本（来源：Celestia）](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/63781c57e80e72191b1d646e6741a6ce212041d929fc1b5df6f05a6edf974442.png) “可扩展性”可以定义为区块链的吞吐量除以验证所有交易的成本（来源：Celestia） ### 4 - 当前的单片 L1 和 L2 扩展解决方案不足以实现真正的可扩展性 有许多针对单片区块链的扩展解决方案，其中一些已经在开发中。[分片](https://ethereum.org/en/upgrades/sharding/)、[汇总](https://ethereum.org/en/developers/docs/scaling/#rollups)、[欺诈](https://ethereum.org/en/glossary/#fraud-proof)/[有效性证明](https://ethereum.org/en/glossary/#validity-proof)和[轻客户端创新](https://ethereum.org/en/developers/docs/data-availability/#data-availability-and-light-clients)解决方案旨在提高吞吐量而不增加验证网络的成本。 其中一些解决方案正在采用模块化方面以实现扩展，例如将执行外包给 L2。然而，L2s 受到主网性能的严重限制，因此只要它们继续依赖单片 L1s 来实现最终性，可扩展性三难困境仍然是一个问题。 例如，以太坊上的汇总将其块直接发布到以太坊区块链，本质上使用 L1 以太坊作为结算、共识和数据可用性层。这样做的问题是以太坊已经拥塞，并且汇总正在与“单体以太坊”（即非汇总用例）的用户竞争带宽。 由于它们越来越受欢迎，汇总正在导致以太坊进一步拥塞，从而无意中将以太坊推向更加模块化优先的设计。例如，已经有[几个 提议](https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-4488)让以太坊上的 rollups 的 gas 成本更便宜（即优先考虑模块化），但这一举措是[有争议的](https://notes.ethereum.org/EH_xVCD8SnaLCEDrXxUyYA)，因为它将使典型的以太坊交易变得更加昂贵，实质上是迫使 L1 以太坊的用户补贴 rollups。 ![以太坊之上的汇总必须与单体以太坊的非汇总用例竞争空间，这是模块化优先区块链避免的问题](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/3b90130a19b49c5d2b765ffb91e30d1b97fd35202b3d64fc1402a49453038042.png) 以太坊之上的汇总必须与单体以太坊的非汇总用例竞争空间，这是模块化优先区块链避免的问题 以太坊的模块化和单体用例之间的冲突意味着它未能有效地优化模块化。只要它保持非专业化，与模块化优先的替代方案相比，它的规模就会缩小。 \*\*真正的可扩展性——即在保持去中心化的情况下大幅增加吞吐量——对于单片区块链来说不是一个可行的目标。\*\*为了扩展，像以太坊这样的链需要优化模块化，这意味着完全外包执行。 模块化区块链的承诺 --------- 新颖的模块化区块链系统是从头开始设计的，以解决可扩展性的障碍。其目标不是建立在过时的技术之上，而是从前几代区块链技术的次优元素中学习，并创建一个**全新的范式，在保持安全性的同时优化可扩展性和去中心化**。 在模块化系统中，协议可以专门针对堆栈中的特定层提供它们。随着像[Celestia](https://celestia.org/)这样的团队致力于专门的数据可用性和共识层，为解决执行层瓶颈而优化的项目有了新的动力。[Fuel](https://www.fuel.network/)正在通过为模块化堆栈构建世界上**最快的执行层来**应对这一挑战。 不受以太坊和 EVM 的限制，Fuel 从模块化优先的角度接近可扩展的执行，允许[显着改进 EVM](https://fuellabs.github.io/fuel-docs/master/vs-evm.html)的低效执行环境，从而实现最大的去中心化和最高的灵活吞吐量。 **通过这一新运动，我们有机会重新开始并构建超越单片**的新一代区块链。 --- *Originally published on [winder](https://paragraph.com/@winder/Nlifb5f6YHiY5mfd6VBx)*