一文了解「模块化」区块链的当前形势：执行安全性及数据可用性

来源 | polynya

纵观区块链行业最初的十年，只存在单一型区块链。像早期的 plasma、多链以及分片等实验都尝试突破这种局面，但直到 rollups、validiums 以及数据可用性链的出现，才预示了单一区块链时代即将结束。然而，我们仍然局限于“单一”的视角，并使用诸如 L1 和 L2 这样有限的词汇来描述革命性的新设计领域。这里有一个几个月前的一个思想实验，使用了更具描述性的命名法。

我认为如果要理解区块链模块化和区块链乐高的话，我们需要转变视角，不确定“模块化”和“乐高”哪一种描述更为贴切。读者们觉得呢？你是否有更好的 meme？

那么首先，什么是单一型区块链？简单来说，一个区块链系统肩负着三个任务：执行、安全性以及数据可用性。长时间以来，区块链系统需要独自承担这三个职责，这就导致了严重的效率低下，这在区块链的不可能三角困境中也有所反映。比特币和以太坊选择了高度安全和去中心化，牺牲了可扩展性；而其他链则做出了不同的权衡。

在模块化区块链时代，我们可以不再受制于此，即通过由来已久的专业技术解决低效和区块链的三难困境。如今，相比单一型区块链，我们拥有三种不同类型的链或层。我们接着来分析一下这片土地上的形势：

执行

这是用户交互的地方，也是所有交易发生的地方。对于终端用户来说，这一层在体验上与单一型区块链没有区别，可以直接进行比较。

执行专用层的侧重点在于尽可能快地处理交易，同时将具有挑战性的安全性和数据可用性工作“外包”给其他项目。

Rollups 是首要的执行层，但我们也有 validiums 和 volitions。目前，Arbitrum One 具有明显的市场先发优势，Optimistic Ethereum 则紧随其后。但是 A1 和 OE 都处于早期阶段，缺少基本的 calldata 压缩优化，例如签名聚合。

StarkNet 现在已经登录公共测试网 3 个月了，并且越来越接近 MVP。我相信最后一个主要障碍是与 web3 钱包、账户合约等组件的广泛兼容性。StarkNet 的前身——StarkEx，已经实现了 calldata 压缩技术，并且签名聚合是 zkRs 的默认功能，因此交易费用将远远低于现在的 ORs，例如 dYdX 交易的平均交易费 < 0.2 美元。即使 Arbitrum One 能够及时实施这些优化，zkR 从根本上也可以比 OR 好地实现 calldata 压缩。StarkWare 相信 StarkNet v1 将在年底前主网上发布通过 Warp 转译器与 EVM 兼容的版本，但保守地说很可能最迟也会在 2022 年初发布。StarkNet 的另一个优点是它实际上是 volition，而不是rollup，但对此我们还在等待更多细节的公布。

zkSync 2.0 是另一个有前景的与 EVM 兼容的 zkR。哦，它实际上也不是 rollup，而是一种类似于 StarkNet 的 volition 方案。不过我们有更多关于 zkSync 2.0 架构的细节。Arbitrum One，作为一个 rollup 其本身执行所有操作，但在安全性和数据可用性方面都依赖于以太坊。然而，以太坊作为数据可用性层是昂贵的。因此，volition 所做的是让用户在以太坊上的数据可用性 (rollup 模式) 和不同链上的数据可用性 (validium 模式) 之间进行选择。zkSync 2.0 将拥有自己的数据可用性链，即 zkPorter。Rollup 模式仍然是最安全的选择，而 zkPorter 将提供非常低的费用 (想像一下 ~0.0X 美元)，同时仍然比侧链和其他单一型区块链更安全。我们已经可以从 Immutable X 观察到。我的预期是 zkSync 2.0 在本月发布一个公共测试网，并在 2022 年初发布主网。但请注意，对于尖端技术来说总是存在一定延迟。

当然还有其他参与者，我预计执行层在未来几年内将具有很强的竞争力。最后我希望大多数项目都是 volition 类的，通过有效性证明在最安全的链上提供安全性，以及针对用户的数据可用性选择。最后我要指出，单一型区块链的执行层非常没有竞争力，包括以太坊，所以我预计未来几年所有区块链活动的 90% 以上将发生在 rollup、validiums 或 volitions 上。

安全性

准确来说，我将“安全性”理解成“共识”，但我认为“安全性”一词能更好地避免混淆执行层和数据可用性层，因为后者不一定不存在共识机制。

在这三者中，“安全性”迄今为止最难的一层。目前，只有两种足够安全、去中心化 (或是做出这类尝试) 的解决方案：比特币和以太坊。大多数其他链没有预见到区块链乐高的来临，并在安全性和/或去中心化方面做出了巨大牺牲以实现更高的可扩展性。

那么，作为安全性层与以太坊竞争需要什么条件？首先，以太坊通过 6 年的活跃活动和高通胀工作量证明实现了广泛的代币分配。其次，以太坊还实现了一种可以处理一百万个验证者，而无需依托协议内委托的共识机制。并且以太坊还拥有用户和开发者运行全节点的文化，并专注于无状态等解决方案以实现长期可持续发展。目前对我个人来说，以太坊唯一现实的潜在竞争对手是增加验证 zk-SN(T)ARK 功能的比特币，但看起来似乎这种可能性非常小。另一方面是一些革命性的新技术。

数据可用性

长期来看，以太坊还拥有数据可用性的最佳路线图，无论是在 KZG 承诺技术和数据可用性采样方面，还是纯粹利用其行业领先的安全性来部署大量数据分片链。

但是以太坊的数据可用性层可能需要等待大约 18 个月的时间。在短期内，validiums 和 volitions 方案可以基于以太坊的安全性，同时将交易数据 (以压缩形式) 提交到单独的数据可用性层。我们有诸如 Polygon Avail、Celestia 和 zkPorter 这样的数据可用性链，以及像 StarkEx 的 DAC 这样的委员会，他们将填补空缺，并有机会建立网络效应。需要注意的是，其中一些链也专注于其安全性，但如上所述，我认为这些链在这方面不会与以太坊竞争。

至于以太坊生态之外的候选者，我们也可能看到例如 Tezos 和 NEAR 这样的单一型区块链在以太坊之前提供分片化数据可用性。尽管这些链在安全性和去中心化方面明显不如以太坊，但它们可以充当数据可用性链。

最后，这不仅仅是关于数据可用性链。我们可以拥有创新的数据可用性层，在不需要共识机制的情况下保证有效性和可用性。我认为还没有项目以去中心化的方式解决了这个问题 (可以说 StarkEx DAC 已经以半中心化的方式解决了这个问题)，但如果他们这样做了可能比数据可用性链更高效。即使不是硬性保证，节省成本的优势对于某些用户来说可能值得冒险。

结语

我们正在进入一个大胆的区块链乐高新时代，为行业带来了数量级的效率提升。我希望这篇文章能够勾勒出未来的竞争格局。单一型区块链几乎已经过时，它们需要将重点放在执行、安全性或数据可用性上，如果仍然试图满足所有这些特性，就不可能参与竞争。已经选择了赛道的项目，如上所列，将成为未来几年的大赢家，值得关注和支持。我预期在接下来的几个月和几年里，与单一型模式相比，模块化模式带来的指数级效率增长对所有人来说都会是显而易见的，人们会争先恐后地进入这个领域，尤其是执行链领域。

原文链接：https://polynya.medium.com/the-lay-of-the-modular-blockchain-land-d937f7df4884

原创文章，作者：以太坊爱好者。