尽管分类方式差异导致市场数据有落差,但不可否认的是,模块化区块链是区块链技术进化的发展过程,不只大幅提升区块链效能,也改变区块链与链之间互动的机制,创造出更多可能(例如火热的再质押restaking 生态,有一大部分与所谓的资料可用性技术有关- EigenLayer 所打造的EigenDA)。
更重要的是,虽然这技术已经出现一段时间,但从项目发展上来看依然处于早期阶段,许多项目近期才刚冒出头,或才刚要上线,依然是可以早期布局的阶段。
这篇文章将说明「什么是模块化区块链」、「模块化区块链的特色与优劣」、「为什么值得关注模块化区块链」,以及「目前有哪些项目值得关注&未来保持关注的方向与渠道」。
什么是模块化区块链/ 单体区块链?
模块化区块链,也有人称为模组化区块链,英文为Modular Blockchain,是对应原本单体区块链的另一种区块链结构。
单体区块链Monolithic Blockchain vs 模块化区块链Modular Blockchain
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单体区块链Monolithic Blockchain
一体式结构,所有功能都整合在一个整体内,个别部分无法轻易分离或替换。 -
模块化区块链Modular Blockchain
分层式结构,将不同功能分拆成不同部分,再透过某些机制组合,个别部分可分开调整或替换。
单体或模块化,差别在组成区块链的结构差异,一体式或结构式?整体或组合?举个简单实例:
单体区块链:过去的以太坊,如今的Solana、Ton 等等公链,一条链兼具所有功能。
模块化区块链:目前以太坊与Layer 2 的架构,Layer 2 负责执行,以太坊负责共识,功能拆开来了,各自负责不同部分。
模块化是区块链技术进展的呈现,能将区块链中的部件与功能分拆,各自建立后再组合,单体区块链也能转往模块化的结构发展。
为什么要发展模块化区块链?
最主要的原因是为了提高效率,提高区块链本身的效率与开发效率。
模块化区块链将各功能拆分成不同结构,可想像成专业分工,整体而言效能提升,甚至打破区块链的不可能三角,同时满足去中心化、安全性、效能。
将各部分拆开来建立,也简化了区块链开发,更友善开发者,更有利于创新。
模块化区块链核心理念与架构
将系统拆分成可替换的较小部件,各自专注于特定功能,而不追求一条链能做到所有事;将多个部份组合起来打造出更强效的系统,有更高的可扩展性和可订制性。
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分工带来更好的效率,可针对瓶颈针对特定部件强化,有更高的可扩展性
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针对需求,组合出享有某些特别优势的系统,有更高的可定制性
一般能将区块链的功能分成以下几个部分:
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执行层Execution
使用者在这一层发起交易,处理签名,与智能合约互动;执行层负责初步验证、处理交易、发起状态变更等。
最常见的执行层就是Layer 2,将执行转移到Layer 2 减缓主链负担,Layer 2 会再将交易集中打包发回主链验证结算。知名的Layer 2 如Optimism、Arbitrum、BASE 等。
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共识层Consensus
确保区块链网络的一致性和有效性,验证发起的交易符合区块链规则,将交易打包到新区块,根据共识机制确认新区块有效,确保所有节点对于区块链新状态达成共识等。
目前通常不会将共识层分拆出去,各链大多保有自己的共识机制,共识层目前非常有趣的相关应用是由Eigenlayer 提出的再质押,概念像是将以太坊共识层再包出去另外接案,验证其他链,分享安全性并赚取额外收益。
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结算层Settlement
验证执行层的交易与共识层的共识,确保一切符合规则并已完成状态变更,提供不可逆的最终确定性,处理跨层与跨链的互操作。
最常见的两个结算层案例:
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相对于以太坊的Layer 2,以太坊做为主链,扮演Layer 2 结算层,验证Layer 2 打包的交易。
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波卡中继链(Polkadot relay chain),作为平行链的结算层。
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数据可用层Data Availability
确保区块链上所有数据都可被访问;随着区块链上交易愈来愈多,数据会愈来愈臃肿,这会导致效能降低,数据可用层像是一个巨大的数据库,在交易过程中提供与验证数据。将数据分拆出去,能减少主链的臃肿问题,提高效能。
较知名的数据可用层项目有Celestia、Avail、EigenDA 等。
以一个基本链上交易流程来说明四个层各自的任务:
当我们在链上发起一笔交易:
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执行层- 初步验证,例如签名与余额,验证通过后处理交易并更新状态
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共识层- 将交易打包成区块,各节点验证区块内容,依照共识机制确定新区块有效,并将新区块上链
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数据可用层- 处理跟新区块有关的数据验证与分发
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结算层- 验证以上全部,提供不可逆的最终确定性
这是基本流程,实际上依据不同链、不同的结构会有一些差异。
以上述结构建立的区块链,或扮演其中一层的区块链,都可称为模块化区块链,以两个项目为例说明:
模块化的结构:波卡Polkadot
知名跨链生态项目波卡Polkadot 本身是多链的模块化架构,由波卡中继链负责结算,平行链各自负责执行与共识,在波卡的设计中并没有特别拆出数据可用层这部分。
同为模块化结构的生态还有其他,例如Cosmos、近期刚上主网的Chromia 等。
本身作为模块化结构中的一层:Celestia、Avail
这两个项目都是数据可用层,和其他层的模块化区块链(例如Layer 2) 合作。例如Layer 作为执行层,以太坊主链作为结算层,Celestia、Avail 则是数据可用层。
模块化区块链的特色
分层结构,每一层针对特定功能任务设计。
模块化区块链的优缺点
相较于单体区块链,模块化区块链的优点与缺点 |
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优点 |
缺点 |
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模块化分层设计的优点:
可扩展性、灵活性、互操作性,文章看到这应该已经不需要再多解释,分层设计带来分工,提高整体效率和定制的弹性,各层之间需要互操作,相较单体区块链也有更好的互操作性。
模块化分层设计的缺点:
结构和机制都更复杂,使用者要理解也更为困难,例如理解共识和结算有什么差别?数据可用性指的是什么?
以及相较于单体结构自己就能做到所有功能,分层设计下每层个别分工,其他部分就须依赖其他层处理,更多层也可能引入额外的安全风险。
为什么模块化区块链值得关注
「我们认为未来所有新开发的链都会是模块化区块链」
-Fuel Lab 成长总监Arjun Kalsy
让我们简短回顾过去几年区块链发展,比特币是区块链第一个应用,基本上就是用来记自己的帐,不能运作智能合约,以太坊是第一个能运作智能合约的平台公链,可以说从以太坊开始让区块链"能用"。
以太坊上第一个爆发的应用是2017 的ICO,以及NFT 加密猫,接着是2020 的DeFi,每次爆发都伴随着以太坊塞车壅堵、交易卡住、Gas 费飙高…
区块链想迎来大众采用,扩容是必须,这也是后来各种高速公链、Layer 2 如雨后春笋般冒出的原因,区块链必须够快才足以承担大众规模的应用。
但大众采用不只需要速度,还需要多样性,市场需求百百种,游戏、物连网、DeFi 等需要的性能都不同,打造一条能通用所有任务的区块链不切实际,针对各种不同需求客制对应的区块链更合理。
如果你认同这样的论述,从可扩展性、可定制性的角度思考,模块化区块链的发展就是必然。从现实发展来看,一条又一条模块化区块链持续诞生之余,最大公链生态以太坊也已多次表示未来生态重点之一在于Layer 2,以太坊从单一链走向Layer 2 的过程,就是一种区块链正朝向模块化发展的证明。
模块化区块链有哪些
从根本上分,模块化区块链可分为三大类:
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一:以模块化结构打造多链生态的项目
最知名的两个生态:Polkadot 与Cosmos,这类项目通常也会提供模块化开发工具包如SDK 等,让开发者更容易打造出客制化的区块链;这类的关注重点在于生态发展,整体生态活跃状况、开发工具包的采用状况、是否吸引到足够的开发者与项目加入、资金与使用者活跃情况等。
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二:以模块化结构建立的平台公链或应用链
这类基本上就当作一般区块链项目来评估,模块化只是结构差异,相较其他链可能有更好的可扩展性和可订制性,但关键依然要看生态发展,是否有足够多的项目、是否有卡到市场位置?使用模块化结构打造的链具有某些先天优势,但能否将这些先天优势发挥依然得看后天努力。
这类项目例如以模块化+ 关系资料库打造的Layer 1 公链Chromia、模块化游戏公链SAGA、Solana 生态的Layer 2 游戏公链Sonic、采用创新POL 共识机制的模块化DeFi 链Berachain等。
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三:作为模块化结构中一层的基础设施链
例如前段提到的Celestia、Avail 均是数据可用层,或作为再质押提供其他链安全性的Eigenlayer,以及其AVS 中的多条应用链。这类的关注重点在于它是否提供了模块化区块链中有需求的服务?在同类项目中是否有先发或后发优势?是否有技术或机制突破等。
如果认同前文提到的论述:「从可扩展性、可订制性的角度思考,模块化区块链的发展就是必然。」
看好"模块化区块链"这个赛道的发展,关注重点可放在第一跟第三类,都是属于提供模块化区块链基础设施的类别,较有机会因整体赛道发展连带受益,发展上第一类项目难度最高,毕竟它们需要带动整个多链生态发展,第三类中也有更多较新较早期的项目,会有更高的爆发力,至于第二类属于个别项目,主要以本身主题标签去评估,跟模块化区块链赛道发展较无直接关系,但就如同前文所说,以模块化结构建立的链本身会带有一些先天优势,更有机会在该领域中突围而出。
如何关注模块化区块链赛道
两大资讯平台Coinmarketcap / CoinGecko上都有Modular Blockchain 的分类,但就像文章开头所说,它们的定义标准不同,收录项目有很大差异。
目前较完整且精准的模块化区块链项目收录,可参考RootData:
Rootdata 是加密货币项目资料库,功能包含查看最新融资讯息、加密项目总览、投资机构清单、团队成员、生态版图、融资趋势图表等。
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