以太坊:区块链模块化的破局之路_NFT

不同的技术路线往往来自不同项目对市场需求的不同理解。

原文标题：《一文了解区块链模块化的破局之路》

撰文：SkyRanker

编译：CaptainHiro

自VitalikButerin提出「区块链的不可能三角」这一想法以来已经过去了5年的时间，无论是以太坊核心社区还是其他公有链的开发者都在努力寻找能开启下一代区块链的钥匙。

在V神的文章「终局游戏」中，他描述了他认为的以太坊的最终形式，V神花了很大的笔墨描述了一个由?rollup和数据可用性层构建的新以太坊。这无疑在一定程度上指出了以太坊在未来十年的破局之道——那就是模块化。事实上，无论是以太坊还是新公链都已经开始了自己的模块化之路，同时它们也形成了完全不同的技术路线。

区块链分层

事实上，以太坊本身已经将区块链分成了多个层，但在以太坊1.0中，区块链节点其实承担了所有层的责任。我们可以沿用以太坊的思路将区块链分成四层：

现场 | 香港区块链协会创始人：稳定币有存在的必要:金色财经现场报道，1月14日，CHAIN 2020世界金融大会在中国香港召开。对于资本市场和货币的未来，香港区块链协会创始人兼联合主席梁捷杨在会上表示，稳定币有存在的必要。此前有区块链公司跟政府合作提出稳定币，有政府信用背书，他们必须符合反的规则，这不仅仅是国家方面的企业之间的转换问题，我们看到很多的标准治理，对于稳定币的广泛应用都是比较友好的。比如新加坡政府在稳定币上政府部门做了很多工作，符合新加坡的反规定，所以我们要跟政府合作推出符合稳定币的规则保证数字货币的运行。[2020/1/15]

共识层：决定交易的顺序、有效性和节点之间的一致性。

数据可用性层：确保数据是可用的。

结算层：解决争端和桥的功能。

执行层：处理交易。

基于以太坊是「世界计算机」的叙述逻辑，我们可以将区块链的模块与计算机结构进行比较：

动态 | 欧科集团旗下B-LABS联合创业空间获评“2019最佳区块链孵化器”:12月27日，由金色财经主办的“与时共创”颁奖盛典在北京隆重开启。由欧科集团、浙江清华长三角研究院杭州分院、嘉楠区块链与科技寺合力打造的实体区块链孵化器品牌——B-LABS联合创业空间荣获“2019最佳区块链孵化器”。成立刚满一年的B-LABS来一直专注于集聚行业资源，以技术为核心，以头部企业资源赋能扶持优秀创业者团队。从6月底开幕以来，B-LABS已经举办了几十场业内行业交流，涵盖前沿技术论坛、政府研讨、项目成果展、创投活动等。B-LABS致力打造区块链行业的第一空间，区块链创业者的“梦想小镇”。[2019/12/27]

共识层相当于维持分布式计算机集群的共识算法。

执行层相当于计算机的操作系统。

数据可用性层相当于计算机的内存。

结算层相当于计算机的?CPU。

值得一提的是，EigenLayr?项目在进一步划分共识层方面取得了很大的突破性。EigenLayr将权益证明共识层的作用理解为负责维护分布式系统的一致性，并通过质押等机制维护网络的信任。这就进一步就让共识层形成了两个子层：

声音 | NIFD特聘研究员：杜绝炒作区块链 要将区块链技术与虚拟货币区分开来:国家金融与发展实验室（NIFD）特聘研究员董希淼接受采访时表示，全社会要杜绝趁机炒作区块链，特别是要将区块链技术与比特币等虚拟货币区分开来，要严厉打击以区块链名义实施金融等行为，例如违法进行代币融资（ICO）等。（第一财经）[2019/11/22]

信任层：它由验证器节点组成，或者说它是由通过质押加入以太坊网络的硬件实体组成。

一致性层：它通过连接每个节点来保持这个巨大的分布式系统的一致性。

这些层为区块链的模块化发展提供了基础，这也进而形成了主链的各种拆解方案。

项目映射

在我们上面提到的关于层的逻辑中，信任是从共识层逐渐传递到执行层的，因此划分模块的核心是在不损害原有信任体系的前提下，尽可能地减轻主网的负担。

安全的rollup

显然，首先被拆解的是信任系统末端的执行层。因此，基于以太坊的各种rollup应运而生。基于欺诈证明的Optimisticrollup和基于有效性证明的零知识证明rollup都将执行层交给了链下，同时将结算层、数据可用性层和共识层交给了主网，当然这是最直观的解决方案。

动态 | 专家：财务公司需要取代IT基础设施以采用区块链和加密:爱尔兰加密货币软件公司Libra表示，有些公司认为他们目前的基础设施将接受加密和区块链，但这些公司的数据太不相同，因此他们的系统无法使用区块链和加密货币。智能合约提供商Monax首席执行官Casey Kuhlman说：“这是一个不成熟的软件，由于每种加密货币解决方案所涉及的技术不同，价值主张并不明确。”招聘公司MBN Solutions首席执行官Michael Young表示，毫无例外，成功案例似乎有一个共同点：他们需要适当的基础设施来确保区块链上数据的快速，无缝和安全传输和处理。虽然这对区块链领域的许多创业企业来说不是一个问题，但这可能意味着对那些希望跟上这一基础技术的大型企业来说，这要进行重新思考[2018/11/10]

我们称之为安全的rollup，简单来说，我们可以把它理解为由第一层主网保护的rollup。这个名字来自于以太坊官方文档中对扩容的描述：

对于一些解决方案来说，第二层网络的实例在将它们锚定到第一层主网之前，会将它们分批成组，之后它们会被第一层主网保护起来，不能被改变。在不同的第二层网络技术和实施方案中，如何做到这一点的细节有很大的不同。

海银资本王煜全：利用好区块链技术，将在普惠金融市场获得更大可能性:近日海银资本王煜全在其专栏文章《如何把握普惠金融的发展机会》提到：一套信用评价体系要得到认可并持续维持下去，最重要的是解决公平和安全的问题，而这正是区块链技术的优势，谁能利用好这个技术，谁就能在普惠金融市场获得更大的可能性。文章也举例提及，科技公司可以运用区块链技术结合生物验证手段，如虹膜、指纹验证，个人征信信息等建立起可追溯的记账系统，这样可使得普惠金融的各种项目更安全，成本更低廉。[2018/3/18]

然而，分解往往意味着「连接」的问题：目前大多数主流的rollup都掌握着交易排序的中心化权力。由于排序器是连接执行层和主网的重要组件，它的中心化必然会提高系统的效率。然而，交易排序权的高度中心化所形成的「黑暗森林」让人们不可避免地担心矿工可提取价值攻击。

主权rollup

目前以太坊上的rollup直接将他们的区块发布给基于以太坊虚拟机的智能合约，这也被称为桥合约。该合约有效地实现了rollup的链上轻客户端，接收块头并处理欺诈或有效性证明。在这个模型中，我们认为以太坊被奉为rollup的耦合结算层，其中rollup是以太坊的「子链」，而不是一个有自己权利的独立链。

我们可以在这打个不太恰当的比方，只分离执行层的以太坊rollup就像是只能进行「搬砖」而无权参与最终游戏的「工人」。砖头的堆放方法和顺序仍由主网决定。Celestia?的设计显然为rollup赢得了更多权力：它定义了一个新的模块化分区：即主权rollup。

Celestia上的主权rollup不把他们的区块发布到智能合约上，而是直接作为原始数据发布到链上。Celestia共识和数据可用性层不解释或执行任何计算，也不为rollup运行链上的轻客户端。

Danksharding

无论是Danksharding还是数据分片的原始方案，本质上都是为了解决数据可用性层的问题。在模块化区块链的背景下，Danksharding显然增加了以太坊主网承担数据可用性层的能力。

一方面，它将一些数据可用性层的责任委托给rollup，这显然是对rollup?最终性的改进。另一方面，数据可用性采样将大大提升主网的验证能力，从而进一步释放主网的性能。

在Danksharding分叉之后，以太坊主网承担了部分审核数据可用性的权力，而rollup除了执行层原有的职责外，还承担了数据可用性层的权力。

EigenLayr

EigenLayr将以太坊的信任层从整个网络中剥离出来，并试图在信任层上建立一个独立的层——EigenLayr。这一层依靠以太坊信任层网络，为基础设施或中间件服务商提供一个可以自由建立共识和应用的平台。

其中，如何连接以太坊信任层和EigenLayr是整个设计的核心。EigenLayr巧妙地提出了一个新概念——Restaking。以太坊上的质押节点可以自愿选择加入EigenLayr。此外，有更多性能要求的中间件或基础设施服务提供商也可以选择在EigenLayr上建立自己的网络。

EigenLayr的分离方案相当于只「借用」了以太坊的信用基础。基于这种设计，我们可以看到建立一个新的主权链或建立一个基础设施网络的可能性。

Arweave

我们可以发现，在可预见的未来以太坊模块化的道路上，主网仍然要保持对共识层的控制。

同样在以太坊模块化的道路上，Arweave显然是独一无二的。它跳出了以太坊的叙述逻辑，建立了一个基于存储共识的设计范式。在Arweave的设计中，主网作为整个图灵机的纸带，在底层记录这些状态和修改状态的交易，最终实现了存储和计算的分离。

Arweave重新定义了我们的模块化分割。它使用数据可用性层来确保共识，而执行层和结算层则被留在链下。当然，它所付出的代价是，为了获得最新状态数据的有效性保证，用户需要下载所有历史状态数据，并在本地进行链下计算前进行验证计算，这显然会造成很大的效率问题。

结论

在探索区块链模块化之路的过程中，我们发现，虽然各方选择的技术路线不同，但仍有迹可循：不同的技术路线往往来自不同项目对市场需求的不同理解。

一方面，由DeFi掀起的最近一轮牛市对以太坊的可扩展性和不同链的可组合性产生了迫切的需求。正是基于这些需求，出现了许多致力于缓解主网压力的解决方案。如果未来区块链网络的叙述逻辑仍然基于的是金融原语，那么也许以rollup为核心的以太坊2.0将是模块化道路上的一个明显终点。

此外，如果未来的区块链网络打破了中心化金融原语的桎梏，如提供和支持3A级游戏、真实世界的资产交易、去中心化的社交网络，届时，我们可能需要一个新的模块化方案来充分释放每个模块的性能。

另一方面，对于公有链本身的发展来说，其核心价值是共识。正如我们上面提到的那样，无论以太坊如何发展，它都不会为了性能而牺牲其共识层。区块链的模块化之路，不仅仅是在性能上的盲目扩张，更重要的是必须回归到区块链本身的属性：从共识中获取价值，通过价值反馈给共识，再进一步强化共识。

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