Модульний блокчейн є інноваційною парадигмою дизайну блокчейну, спрямованою на підвищення ефективності та масштабованості системи за допомогою спеціалізації та розділу праці.

Рисунок 1: Приклад модульного блокчейну

I. Вступ

Перед появою модульного блокчейну вся відповідальність за виконавчий шар, шар доступності даних, шар консенсусу та шар розрахунків покладалася на один монолітний ланцюжок. Модульний блокчейн розглядає ці завдання як вільно комбінувальні модулі для вирішення цих проблем, при цьому кожний модуль фокусується на конкретних функціях.

Виконавчий рівень: Відповідальний за обробку та перевірку всіх транзакцій, а також управління змінами стану блокчейну.

Шар згоди: Досягає узгодження щодо порядку транзакцій.

Шар розрахунків: Використовується для завершення транзакцій, підтвердження доказів та мостикування між різними рівнями виконання.

Шара доступності даних: Забезпечує доступ до всіх необхідних даних учасникам мережі для перевірки.

Тенденція модульного блокчейну - це не лише технологічний зсув, а й ключова стратегія для ведення всієї екосистеми блокчейну у напрямку майбутніх викликів. GeekCartel проаналізує концепцію модульного блокчейну та пов'язані проекти, спрямовуючись на надання всебічного, практичного тлумачення знань про модульний блокчейн, щоб допомогти читачам краще зрозуміти модульний блокчейн та передбачати майбутні тенденції розвитку. Примітка: Вміст цієї статті не є інвестиційними порадами.

2. Піонер модульного блокчейну-Селестія

У 2018 році Мустафа Албасан і Віталік Бутерін опублікували революційну статтю, в якій запропонували новий підхід до вирішення проблем масштабованості блокчейну. " Вибіркова доступність даних та докази шахрайства«представив метод, за допомогою якого блокчейн може автоматично розширювати свій обсяг сховища зі зростанням мережевих вузлів. У 2019 році Мустафа Албасан провів додаткові дослідження та написав»Леджер лінцюга,” пропонуючи концепцію блокчейн-системи, яка займається лише доступністю даних.

На основі цих концепцій, Celestia emerged as the first Data Availability (DA) network adopting a modular structure. Built using CometBFT та Cosmos SDK, це блокчейн Proof of Stake (PoS), який ефективно покращує масштабованість, зберігаючи децентралізацію.

Шар DA є ключовим для безпеки будь-якого блокчейну, оскільки він забезпечує можливість перевірки транзакційного реєстру і їх підтвердження ким завгодно. Якщо продюсер блоку пропонує блок без усіх доступних даних, блок може досягти остаточної детермінованості, але може містити недійсні транзакції. Навіть якщо блок є валідним, дані, які не можуть бути повністю перевірені, негативно позначаться на функціональності користувачів та мережі.

Celestia виконує дві ключові функції: Вибірка доступності даних (DAS) та Дерева простору імен (NMT). DAS дозволяє легким вузлам перевіряти доступність даних без завантаження цілого блоку. NMT дозволяють розділити дані блоку на окремі простори імен для різних застосувань, що означає, що застосунки повинні завантажувати та обробляти лише дані, що є важливими для них, що значно зменшує вимоги до обробки даних. Важливо, що DAS дозволяє Celestia масштабуватися зі зростанням кількості користувачів (легкі вузли) без втрати безпеки кінцевих користувачів.

Модульна блокчейн ​​робить можливим створення нових ланцюгів непередбачуваними способами, де різні типи модульних блокчейнів можуть співпрацювати у різних архітектурах і для різних цілей. Офіційні пропозиції Celestia для модульна архітектурадизайни та приклади демонструють гнучкість та складовість модульних блокчейнів.

Рисунок 2: Архітектура рівня 1 та рівня 2

Рівень 1 та Рівень 2: Celestia називає це наївною модуляризацією, спочатку побудованою для масштабованості Ethereum як монолітний Рівень 1, причому Рівень 2 фокусується на виконанні, тоді як Рівень 1 надає інші ключові функціональні можливості.

• Celestia підтримує ланцюги, побудовані за допомогою Arbitrum Orbit, Стек Оптимізму, та Polygon CDK(незабаром підтримуватиметься) технологічні стеки для використання Celestia як шару DA. Існуючі Шари 2 можуть переключитися з публікації своїх даних на Ethereum на публікацію їх на Celestia за допомогою технології Rollup. Зобов'язання до блоків публікуються на Celestia, що робить його більш масштабованим, ніж традиційний спосіб публікації даних на одному ланцюжку.
• Celestia підтримує RollApps, побудовані за допомогою Даймешнкомпоненти технології як рівень виконання, схожий на концепції 1-го та 2-го рівнів Ethereum. Розрахунковий рівень RollApps базується на Dymension Hub (про який буде пояснено пізніше), а рівень DA використовує Celestia. Взаємодія між ланцюжками здійснюється через IBCпротокол (на основі Cosmos SDK, протокол, який дозволяє блокчейнам спілкуватися між собою. Ланцюжки, що використовують IBC, можуть обмінюватися будь-яким типом даних, якщо вони закодовані у байтах).

Рис. 3: Виконання, здійснення розрахунків та архітектура рівня DA

Виконання, вирішення та доступність даних: Оптимізовані модулярні блокчейни можуть роз'єднувати шари виконання, вирішення та доступності даних по спеціалізованим модулярним блокчейнам.

Рисунок 4: Виконання та архітектура шару DA

Виконання та DA: Оскільки метою впровадження модульного блокчейну є гнучкість, рівень виконання не обмежується просто публікацією своїх блоків на рівень розрахунків. Наприклад, може бути створений модульний стек, який не включає рівень розрахунків, лише рівень виконання над рівнями згоди та доступності даних.

У цьому модульному стеку виконавчий рівень був бисуверенний, публікуючи свої транзакції на іншому блокчейні, який зазвичай використовується для упорядкування та доступності даних, але обробляє власне врегулювання. У контексті модульного стеку суверенний Rollup відповідальний за виконання та врегулювання, тоді як шар DA відповідає за консенсус та доступність даних.

Різниця між суверенним Rollup та Rollup на розумних контрактах полягає в:

• Транзакції Rollup розумного контракту перевіряються розумними контрактами на рівні розрахунків. Транзакції Sovereign Rollup перевіряються вузлами суверенного Rollup.
• На відміну від розгортання розумного контракту, вузли у суверенному розгортанні мають суверенітет. У суверенному розгортанні порядок та валідність транзакцій управляються власною мережею розгортання, а не покладаються на окремий рівень врегулювання.

На даний момент, Rollkit та Суверенний SDKнадає фреймворки для розгортання суверенних тестових мереж Rollup на Celestia.

3. Досліджуйте модулярні рішення в екосистемі блокчейн

1. Модуляризація рівня виконання

Перед введенням модульності рівня виконання ми повинні зрозуміти, що таке технологія Rollup.

В даний час технологія модульності виконавчого рівня значною мірою покладається на Rollup, який є рішенням для масштабування, яке працює поза мережею від рівня 1. Це рішення виконує транзакції поза мережею, тобто займає менше місця в блоці та є одним із важливих рішень для масштабування Ethereum. Після виконання транзакцій він надсилає пакет даних про транзакції або докази виконання на рівень 1 для розрахунків. Технологія зведення забезпечує рішення масштабованості для мереж рівня 1, зберігаючи при цьому децентралізацію та безпеку.

Фігура 5: Технічна архітектура Rollup

Беручи Ethereum як приклад, технологія Rollup може подальш покращити продуктивність та конфіденційність за допомогою ZK-Rollup або Optimistic Rollup.

• ZK-Rollup використовує докази з нульовим розголошенням для перевірки правильності пакетованих транзакцій, забезпечуючи безпеку та конфіденційність транзакцій.
• Оптимістичний Rollup передбачає, що транзакції є дійсними перед тим, як вони будуть відправлені на головний ланцюг Ethereum. Протягом періоду виклику будь-хто може обчислити докази шахрайства для перевірки транзакцій.

1.1 Ethereum Layer 2: Building Future Scalability Solutions

Спочатку Ethereum прийнявsidechains та шардінгтехнологія для масштабовності, але побічні ланцюги пожертвували децентралізацією та безпекою, щоб досягти високої пропускної здатності. Розвиток Layer 2 Rollups прогресував набагато швидше, ніж очікувалося, і вже забезпечив значну масштабовність, з ще більшими можливостями після впровадженняПрото-Dанкшардинг. Це означає, що більше не потрібні “шарові ланцюжки”, які були вилучені з дорожньої карти Ethereum.

Ethereum передає виконавчий рівень до Layer 2 на основі технології Rollup, щоб зняти тягар з основного ланцюжка, а EVM забезпечує стандартизоване та безпечне середовище виконання для смарт-контрактів, які виконуються на рівні Rollup. Деякі рішення Rollup розроблені з урахуванням сумісності з EVM, що дозволяє смарт-контрактам, що виконуються на рівні Rollup, використовувати функціональні можливості EVM, такі як Основна мережа OP, Arbitrum One, та Polygon zkEVM.

Рисунок 6: шарування рішення масштабування Ethereum на рівні 2

Ці шари 2 виконують смарт-контракти та обробляють транзакції, але все ще покладаються на Ethereum для наступних операцій:

Вирішення: Всі транзакції Rollup розраховуються на головній мережі Ethereum. Користувачі Оптимістичні Rollupsповинні зачекати, доки не мине період виклику або транзакції будуть визнані дійсними після обчислення доказів шахрайства. Користувачі ZK RollupsМаю чекати, коли довера буде доказана.

Узгодження та доступність даних: Rollups публікують дані транзакцій на головну мережу Ethereum у вигляді CallData, дозволяючи будь-кому виконувати транзакції Rollup і відновлювати їх стан у разі потреби. Перед підтвердженням на головному ланцюжку Ethereum, Оптимістичні Rollups потребують значного блокового простору та 7-денного періоду виклику. ZK Rollups надають миттєву остаточність та зберігають дані, доступні для перевірки протягом 30 днів, але вимагають значної обчислювальної потужності для створення доказів.

1.2 B² Network: Першопрохідний Bitcoin ZK-Rollup

B² Мережаце перший ZK-Rollup на Bitcoin, що дозволяє збільшити швидкість транзакцій без жертвування безпекою. Використовуючи технологію Rollup, B² Network надає платформу для запуску повноцінних смарт-контрактів для офлайн-транзакцій, що покращує ефективність транзакцій та зменшує витрати.

Figure 7: B² Архітектура мережі

Як показано на діаграмі, шар ZK-Rollup мережі B² використовує рішення zkEVM, відповідальне за виконання транзакцій користувачів у мережі Layer 2 та створення відповідних доказів.

На відміну від інших Rollups, мережа B² ZK-Rollupскладається з кількох компонентів, включаючи Абстракція облікового записуМодуль, служба RPC, Mempool, Послідовники, zkEVM, Агрегатори, Синхронізатори та доведення. Модуль абстракції рахунку реалізує вбудовану абстракцію рахунку, що дозволяє користувачам програмно впроваджувати в їх облікові записи вищу безпеку та кращий досвід користувача. zkEVM сумісний з EVM і також може допомогти розробникам у міграції DApps з інших ланцюгів, сумісних з EVM, на мережу B².

Синхронізаторизабезпечте синхронізацію інформації з вузлів B² на рівень Rollup, включаючи інформацію про послідовність, дані про транзакції Bitcoin та інші деталі. Вузли B² виступають як позаланцюжкові валідатори та виконавці кількох унікальних функцій у мережі B².Bitcoin Committerмодуль в вузлах B² створює структуру даних для запису даних B² Rollup та генерує Tapscript під назвою «B² криптотекст». Потім Біткоін Комітет відправляє UTXO одного сатоші до Taprootадреса, що містить криптотекст $B^{2}$, а дані Rollup записані в Bitcoin.

Крім того, Комітет Bitcoin встановлює часовий виклик, що дозволяє викликачам сперечатися щодо зобов'язання доказів zk. Якщо під час часового блоку немає викликачів або якщо виклик не вдається, Rollup в кінцевому підсумку підтверджується на Bitcoin; якщо виклик вдається, Rollup відкочується.

Незалежно від того, чи це Ethereum, чи Bitcoin, рівень 1 – це, по суті, єдиний ланцюг, який отримує розширені дані з рівня 2. У більшості випадків пропускна здатність шару 2 також залежить від пропускної здатності шару 1. Тому реалізація стека Layer 1 і Layer 2 не є ідеальною для масштабованості. Коли рівень 1 досягає свого ліміту пропускної здатності, це також впливає на рівень 2, що може призвести до збільшення комісій за транзакції та збільшення часу підтвердження, що вплине на ефективність і зручність користувача всієї системи.

2. Модуляризація шару DA

Крім того, рішення DA Celestia, яке користуються популярністю серед Layer 2s, з'явилися інші інноваційні рішення, спрямовані на DA, які відіграють важливу роль в усьому екосистемі блокчейну.

2.1 EigenDA: Пошуколення технологія Rollup

EigenDAце безпечний, високопропускний та децентралізований сервіс DA, натхненний Danksharding. Rollup може опублікувати дані в EigenDA для зниження вартості транзакцій, збільшення пропускної здатності та забезпечення безпечної комбінабельності в екосистемі EigenLayer.

Під час побудови децентралізованого тимчасового сховища даних для Ethereum Rollup, зберігання даних може бути безпосередньо оброблене операторами EigenDA. Операторибере участь у мережевій діяльності, відповідальний за обробку, перевірку та зберігання даних, і EigenDA може горизонтально масштабуватися зі збільшенням стейкінгу та операторів.

EigenDA поєднує технологію Rollup, переносячи частину DA оффчейн для масштабованості. В результаті фактичні дані транзакцій вже не потрібно реплікувати та зберігати на кожному вузлі, що зменшує вимоги до пропускної здатності та сховища. На ланцюжку обробляються лише метадані, що стосуються доступності даних та механізмів відповідальності (відповідальність забезпечує, що дані зберігаються оффчейн і можуть бути перевірені на цілісність та автентичність, коли це необхідно).

Рис. 8: Основний потік даних EigenDA

Як показано на діаграмі, Rollup записує пакети транзакцій на шар DA. У відміну від систем, які використовують докази шахрайства для виявлення зловмисних даних, EigenDA розділяє дані на блоки та генерує зобов'язання KZG та багаторазові докази. EigenDA потребує, щоб вузли завантажували лише невелику кількість даних [O(1/n)], а не завантажували весь блоб. Протокол арбітражу шахрайства Rollup також може перевірити, чи blobдані відповідають зобов'язанням KZG, наданим у доказі EigenDA. Через це підтвердження ланцюги 2-го рівня можуть забезпечити, що дані транзакцій кореня стану Rollup не маніпулюються послідовниками/пропонентами.

2.2 Nubit: Перше модульне рішення DA на Bitcoin

Nubitце масштабований, орієнтований на Bitcoin DA шар, який має на меті розвивати майбутнє Bitcoin, підвищуючи пропускну здатність даних та доступність сервісів для задоволення зростаючих потреб екосистеми. Їхня візія полягає в інтеграції великої розробницької спільноти в екосистему Bitcoin, надаючи їм масштабовані, безпечні та децентралізовані інструменти.

Команда, яка стоїть за Nubit, складається з професорів та аспірантів з UCSB (Університет Каліфорнії, Санта-Барбара), які мають високу академічну репутацію та глобальний вплив. Вони не лише володіють академічним дослідженням, але й мають багатий досвід у впровадженні блокчейн-інженерії. Команда разом з domo (творцемBrc20) спільно написав статтю про модульні індексатори, включивши проект DA layer в структуру індексатора метапротоколу Bitcoin, сприяючи установленню та формулюванню стандартів галузі.

Основні інновації Nubit полягають в її механізмі консенсусу, безпомилковому мостінгу та доступності даних, використовуючи інноваційні алгоритми консенсусу та Мережу Lightning для успадкування повністю стійких до цензури характеристик Bitcoin та покращення ефективності за допомогою DAS:

Механізм консенсусу: Nubit досліджує ефективний консенсус, заснований на PBFT(Практичний візантійський метод відмовостійкості), підтримуваний SNARKs для агрегації підписів. Комбінація PBFT з технологією zkSNARK значно зменшує складність комунікації при перевірці підписів між перевіряючими, перевірці правильності транзакцій без доступу до всього набору даних.

DAS: ДАС Nubit досягається за допомогою кількох раундів випадкового вибору невеликих частин блокових даних. Кожен успішний раунд вибірки збільшує ймовірність повної доступності даних. Як тільки досягнутий передбачений рівень впевненості, блокові дані вважаються доступними.

Довірливий міст: Nubit використовує Довірливий Міст з використанням Мережа LightningКанали оплати ‘s. Цей підхід не лише відповідає місцевим методам оплати Bitcoin, але також не накладає додаткових вимог щодо довіри. Порівняно з існуючими мостовими рішеннями, він приносить менші ризики для користувачів.

Рисунок 9: Основні компоненти Nubit

Давайте подробніше розглянемо повний життєвий цикл системи, зображений на рисунку 8 з використанням конкретного випадку використання. Припустимо, що Аліса хоче завершити транзакцію за допомогою служби DA Nubit (Nubit підтримуєрізноманітні типи даних, включаючи, але не обмежуючись, шифротекст, дані Rollup тощо).

• Крок 1.1: Спочатку Алісі потрібно продовжити послугу, сплативши газові витрати через довірливий міст Nubit. Зокрема, Алісі потрібно отримати публічний виклик, позначений як X (h), від довірливого моста, де X - зашифрована хеш-функція з діапазону хешуванняфункція перевірки затримки (VDF) в домен виклику, а h - хеш-значення певної висоти блоку.
• Кроки 1.2 та 2: Елісі потрібно отримати результат оцінки R від VDF, що стосується поточного раунду, та надіслати R разом із своїми даними та метаданими транзакцій (такими як адреса та номер) валідаторам для об'єднання у пам'ять пулу.
• Крок 3: Валідатори пропонують блоки та їх заголовки після досягнення згоди. Заголовок блоку включає зобов'язання щодо даних та пов'язаного з ним коду Ріда-Соломона (RS-код), тоді як сам блок містить сирові дані, відповідний RS-код та основні деталі операцій.
• Крок 4: Життєвий цикл завершується тим, що Еліс завантажує свої дані. Легкі клієнти завантажують заголовки блоків, тоді як повноцінні вузли отримують блоки та їх заголовки.

Легкий клієнт пройшов процес DAS для перевірки доступності даних. Крім того, після запропонування порогової кількості блоків, контрольні точки цієї історії записуються в ланцюжок блоків Bitcoin за допомогою відміток часу Bitcoin. Це забезпечує можливість набору валідаторів утруднити потенційні віддалені атаки та підтримати швидке розблокування.

3. Інші рішення

Крім того, зосереджуючись на ланцюгах з конкретними модульними шарами, децентралізовані служби зберігання можуть надавати довгострокову підтримку для шару DA. Є також деякі протоколи та ланцюги, які пропонують розробникам індивідуалізовані та повноцінні рішення, що дозволяють користувачам легко будувати власні ланцюги навіть без необхідності писати код.

3.1 EthStorage — Динамічне децентралізоване сховище

EthStorage є першим модульним рівнем 2, який досягає динамічного децентралізованого сховища, пропонуючи програмований ключ-значення (KV) на основі DA сховище. It @ld-capital/%E4%BB%8Eethstorage-%E5%9B%9E%E7%9C%8B%E8%A2%AB%E5%B8%82%E5%9C%BA-%E5%86%B7%E8%90%BD-%E7%9A%84%E5%8E%BB%E4%B8%AD%E5%BF%83%E5%8C%96%E5%AD%98%E5%82%A8%E8%B5%9B%E9%81%93-d0a003220362>extends programmable storage to hundreds of TB or even PB at 1/100 to 1/1000 of the cost. EthStorage provides a long-term DA solution for Rollups and opens new possibilities for fully on-chain applications in gaming, social networks, AI, and more.

Рисунок 10: Сценарії застосування EthStorage

Ці Чжоу, засновник EthStorage, повністю присвятив себе індустрії Web3 з 2018 року. Він має ступінь доктора філософії з Грузинського технологічного інституту і раніше працював інженером в таких великих компаніях, як Google та Facebook. Його команда також отримала підтримку від Ethereum Foundation.

Як одна з основних функцій оновлення Ethereum Cancun,EIP-4844(також відомий як Proto-dank sharding) вводить тимчасові блоки даних (блоби) для зберігання Layer 2 Rollup, що підвищує масштабованість та безпеку мережі. Мережі не потрібно перевіряти кожну транзакцію в блоках, лише підтверджувати, чи містить блоб, приєднаний до блока, правильні дані, що значно зменшує витрати на Rollups. Однак дані блобу тимчасово доступні лише, що означає, що вони будуть видалені протягом кількох тижнів. Це має значний вплив: Layer 2 не може умовно виводити останній стан з Layer 1. Якщо дані більше не можуть бути відновлені з Layer 1, то може бути неможливим синхронізувати ланцюг за допомогою Rollup.

Завдяки тому, що EthStorage є довгостроковим рішенням для зберігання DA, рівень 2 може отримати доступ до повних даних зі свого рівня DA в будь-який час.

Технічні характеристики:

EthStorage дозволяє децентралізоване динамічне зберігання: Існуючі децентралізовані рішення для зберігання можуть підтримувати завантаження великих обсягів даних, але не можуть змінювати або видаляти їх, лише перезавантажувати нові дані. EthStorage значно покращує гнучкість управління даними, досягаючи функціонал CRUD (Створення, Читання, Оновлення, Видалення) за допомогою оригінальної парадигми зберігання ключ-значення.

Децентралізовані рішення 2 рівня на основі шару DA: EthStorage - це модульний засіб зберігання, який може працювати на будь-якому блокчейні з EVM та DA для зменшення витрат на зберігання (хоча багато Layer 1 в даний момент не мають шару DA), і він навіть може працювати на 2 рівні.

Висока інтеграція з ETH: Клієнт EthStorage є суперсетом клієнта Ethereum Geth, що означає, що під час роботи вузла EthStorage він все ще може брати участь у будь-яких процесах Ethereum. Вузол може бути як вузлом-валідатором Ethereum, так і вузлом даних EthStorage одночасно.

Робочий процес EthStorage:

• Користувачі завантажують свої дані в контракт додатка, який потім взаємодіє з контрактом EthStorage для збереження даних.
• У мережі EthStorage Layer2 постачальники зберігання отримують сповіщення про дані, які чекають на зберігання.
• Постачальники зберігання завантажують дані з мережі доступності даних Ethereum.
• Постачальники сховищ надсилають докази зберігання на Рівні1, що демонструє, що існує кілька копій в мережі Рівня2.
• Контракт EthStorage винагороджує постачальників зберігання, які успішно надсилають докази зберігання.

3.2 AltLayer — Сервіс модульної настроювання

AltLayer пропонує універсальний, безкодовий Rollups-as-a-Service(RaaS) рішення. Розроблене для багатоланцюгового та багатомашинного світу, продукт RaaS підтримує як EVM, так і WASM. Він також підтримує різні Rollup SDK, такі як OP Stack, Arbitrum Orbit, Polygon zkEVM, ZKSync’s ZKStack та Starkware, а також різні служби спільної послідовності (наприклад, ЕспресоіРадіус) та різні шари DA (наприклад, Celestia та EigenLayer), разом з багатьма іншими модульними сервісами для різних шарів стеку Rollup.

З допомогою AltLayer можна досягти багатофункціонального стеку Rollup. Наприклад, застосунок може бути побудований за допомогою Rollup.Arbitrum Orbit, з Arbitrum Oneяк DA та шар розрахунків. Тим часом, загального призначення Rollup можна побудувати, використовуючи ZK Stack, з Celestia як шар DA та Ethereum як шар розрахунків.

Примітка: Ви можете замислюватися, чому розрахунковий шар може бути реалізований OP та Arbitrum. Насправді, ці стеки Layer2 Rollup наразі досягаютьміжланцюжковийпідключення, подібне до запропонованого Космосом. OP представив Суперланцюг, де стек OP діє як стандартизований стек розробки, що підтримує технологію Оптимізму, інтегрує різні мережі Layer2 та сприяє взаємодії між ними. Arbitrum запропонував стратегію Orbitchain, яка дозволяє створювати та розгортати шар3, також відомі як ланцюжки застосунків, на головній мережі Arbitrum на основі технологічного стеку Arbitrum Nitro. Ланцюжки Орбіт можуть розраховуватися безпосередньо на Layer2s або безпосередньо на Ethereum.

3.3 Dymension — Повний стек Модуляції

Dymensionце модульна блокчейн мережа, що базується на Cosmos SDK, розроблена для забезпечення безпеки та взаємодії міжRollAppsвикористання стандарту IBC. Dymension розділяє функціональність блокчейну на кілька рівнів, зDymension Hubвиступаючи в якості шару розрахунків та консенсусу, забезпечуючи безпеку, взаємодію та ліквідність для RollApps, які виступають як шар виконання. Шар доступності даних (DA) підтримується постачальниками DA протоколу Dymension, що дозволяє розробникам вибирати відповідного постачальника DA на основі їх потреб.

Шар здійснення (Dymension Hub) зберігає реєстр RollApps та їх критичну інформацію, таку як стан, списки послідовників, поточні активні послідовники та контрольні суми модулів виконання. Логіка обслуговування Rollup закріплена в шарі здійснення, утворюючи власний міжоператорний хаб. Dymension Hub, як шар здійснення, має наступні особливості:

1. Локальні послуги згортки на рівні розрахунків: вони пропонують ті ж самі довіри та безпекові припущення, що й базовий рівень, але з простішим, безпечнішим та ефективнішим дизайном простору.
2. Комунікація та транзакції: RollApps від Dymension реалізують комунікацію та транзакції між RollApp за допомогою вбудованих модулів на рівні розрахунків, забезпечуючи мінімізований до довіри міст. Крім того, RollApps може обмінюватися даними з іншими ланцюгами з підтримкою IBC через Hub.
3. RVM (RollApp Virtual Machine): Шар розрахунків Dymension ініціює RVM у випадках суперечок про шахрайство. RVM може вирішувати суперечки в різних середовищах виконання (як EVM), покращуючи діапазон виконання та гнучкість RollApps.
4. Стійкість до цензури: Користувачі, які стикаються з цензурою послідовника, можуть розмістити спеціальну транзакцію на рівні розрахунків. Ця транзакція пересилається послідовнику та запитує виконання протягом визначеного часового проміжку. Якщо транзакція не обробляється протягом визначеного часового проміжку, послідовник буде покараний.
5. AMM (Автоматизований ринковий мейкер): Dymension вводить вбудований AMM в центр вирішення, створюючи основний фінансовий центр, який забезпечує спільну ліквідність для всього екосистеми.

4. Порівняння багатоекологічних модульних блокчейнів

У попередньому розділі ми детально розглянули модульні блокчейн-системи та численні представницькі проекти. Тепер ми змінимо свою увагу на порівняльний аналіз різних екосистем, спрямований на об'єктивне та всебічне розуміння модульного блокчейну.

5. Загальний висновок та перспективи

Як ми бачили, екосистеми блокчейн розвиваються в напрямку модульності. У минулому мережі блокчейн діяли в ізоляції, конкуруючи одна з одною, що ускладнювало переміщення користувачів, розробників та активів між різними ланцюжками, тим самим обмежуючи загальний розвиток та інновації екосистеми. У світі Web3 виявлення та вирішення проблем є спільним процесом. Спочатку Біткоїн та Ефір привернули значну увагу як окремі ланцюжки, але коли стали очевидні обмеження одиночних ланцюжків, увагу почали привертати модульні ланцюжки. Тому поява модульних ланцюжків не є випадковою, а скоріш необхідним розвитком.

Модульний блокчейн покращує гнучкість та ефективність ланцюгів, дозволяючи незалежно оптимізувати та налаштовувати окремі компоненти. Однак ця архітектура також стикається з викликами, такими як збільшена затримка у комунікації та складність взаємодій систем. На практиці довгострокові переваги модулярної архітектури, такі як покращена збереженість, можливість повторного використання та гнучкість, часто важать більше ніж її втрати в короткостроковий період. У майбутньому, з розвитком технологій, ці проблеми знайдуть кращі рішення.

GeekCartelвважає, що екосистеми блокчейну мають відповідальність забезпечувати надійні фундаментальні шари та загальні інструменти на всьому модульному стеку для сприяння безшовним зв'язкам між ланцюжками. Якщо екосистеми будуть більш гармонійними та взаємопов'язаними, користувачі зможуть легше використовувати технологію блокчейну, привертаючи більше нових користувачів до Web3.

6. Розширення читання: Протокол Restaking - Внесення власної безпеки в гетерогенні екосистеми

На даний момент існує кілька протоколів Restaking, які ефективно агрегують розпорошені ресурси безпеки через механізм пере-ставлення, щоб підвищити загальну безпеку мереж блокчейнів. Цей процес не тільки вирішує проблему фрагментованих ресурсів безпеки, але й зміцнює обороноздатність мережі проти потенційних атак, надаючи додаткові стимули для учасників, що сприяє залученню більшої кількості користувачів до підтримки безпеки мережі. Таким чином, протоколи Restaking відкривають нові можливості для покращення безпеки та ефективності мережі, потужно сприяючи здоровому розвитку екосистем блокчейну.

1. EigenLayer: Децентралізований протокол переведення Ethereum

EigenLayerє протоколом, побудованим на Ethereum, який вводить механізм Restaking, який є новим примітивом для криптографічної економічної безпеки. Цей примітив дозволяє повторне використання ETH на рівні консенсусу, агрегуючи безпеку ETH по всіх модулях, тим самим покращуючи безпеку DApps, які покладаються на ці модулі. Користувачі, які ставлять національний ETH або використовують токени ставок на ліквідність (LST) для ставлення ETH, можуть вибрати приєднатися до розумного контракту EigenLayer, щоб переробити свій ETH або LST, розширюючи криптографічну економічну безпеку на інші програми в мережі та заробляючи додаткові винагороди.

Оскільки Ethereum рухається в напрямку шляху, орієнтованого на Rollup, застосунки, побудовані на Ethereum, переживають значне збільшення масштабованості. Однак будь-який модуль, який не може бути розгорнутий або доведений на віртуальній машині Ethereum (EVM), не може поглибити загальної довіри до Ethereum. Такі модулі включають обробку вводів з поза Ethereum, що робить їх обробку невідомою в межах внутрішніх протоколів Ethereum. До таких модулів відносяться бокові ланцюжки на основі нових протоколів консенсусу, шари доступності даних, нові віртуальні машини, оракульні мережі, мости та інше. Зазвичай такі модулі потребують @GenesisLRT/що-таке-avss-і-оператори-00e1c51dab1c">Автономна система верифікації (AVS) з власною розподіленою семантикою верифікації для підтвердження. Зазвичай ці AVS захищені своїми власними токенами або мають властивості з обмеженими дозволами.

На даний момент в екосистемі AVS існують деякі проблеми:

1. Припущення щодо безпеки довіри: Інноватори, які розробляють AVSs, повинні створити нову мережу довіри для забезпечення безпеки.
2. Витікання вартості: Кожен AVS розвиває власний пул довіри, користувачам потрібно платити внески в ці пули, крім внесення платежів за транзакції в мережі Ethereum. Це відхилення потоку внесків призводить до витоку вартості з Ethereum.
3. Фінансове тягар: Для більшості AVS, що зараз працюють, капітальні витрати на стейкінг вищі за будь-які оперативні витрати.
4. Менш довіри до моделі DApps: Поточна екосистема AVS створює проблему, де будь-яка залежність від проміжного програмного забезпечення DApp може потенційно стати метою атак.

Рисунок 11: Порівняння між поточним сервісом AVS та EigenLayer

У архітектурі EigenLayer AVS (Автономна система верифікації) - це сервіс, побудований на протоколі EigenLayer, використовуючи спільну безпеку Ethereum. EigenLayer вводить два новаторські підходи, через стейкінг та управління вільним ринком, для досягнення централізованої безпеки. Ці підходи допомагають розширити безпеку Ethereum на будь-яку систему та усунути неефективність існуючих жорстких управлінських структур:

1. Надання колективної безпеки за допомогою повторного ставлення: EigenLayer вводить новий механізм колективної безпеки, дозволяючи повторне ставлення ETH замість використання власних токенів. Зокрема, валідатори Ethereum можуть встановити свої ідентифікатори зняття ланцюга маяка на розумні контракти EigenLayer і вибрати приєднання до нових модулів, побудованих на EigenLayer. Валідатори завантажують та запускають будь-яке додаткове програмне забезпечення вузла, необхідне для цих модулів. Потім ці модулі можуть накладати додаткові умови стриження на ставлені ETH валідаторів, які вирішують приєднатися до модуля.
2. Відкритий ринок для нагород: EigenLayer забезпечує відкритий ринковий механізм для управління безпекою, наданою валідаторами, та споживанням AVSs (Автономні Системи Перевірки). EigenLayer створює середовище на ринку, де модулі повинні заохочувати валідаторів виділяти свої перерозміщені ETH на їх модуль, а валідатори допоможуть визначити, які модулі заслуговують на це додаткове колективне виділення безпеки.

Поєднуючи ці підходи, EigenLayer діє як відкритий ринок, де AVSs можуть використовувати об'єднану безпеку, яку забезпечують перевіряючі Ethereum, що спонукає перевіряючих робити більш оптимізовані компроміси між безпекою та продуктивністю через стимули заохочення та штрафи.

2. Вавилон: Забезпечення безпеки Bitcoin для Cosmos та інших ланцюгів PoS

Вавилонце блокчейн Layer1, заснований професором Стенфордського університету Девідом Це. Команда складається з дослідників з Стенфордського університету, досвідчених розробників та бізнес-консультантів. Вавилон вводитьПротокол стейкінгу Bitcoin, розроблений як модульний плагін для використання на різних алгоритмах консенсусу PoS (Proof of Stake), який надає примітив для повторного ставлення.

Babylon використовує три аспекти Bitcoin — сервіс позначок часу, простір блоків і вартість активів — для поширення безпеки Bitcoin на багато ланцюжків PoS (таких як Cosmos, Binance Smart Chain, Polkadot, Polygon та інші блокчейни з надійними та сумісними екосистемами), створюючи сильнішу та уніфіковану екосистему.

Bitcoin відмітка часу вирішує PoSатаки на велику відстань:

Атаки на велику відстань передбачають, що валідатори у ланцюгу PoS відкладають ставки та повертаються до історичного блоку, де вони все ще були валідаторами, що потенційно починає відгалуження. Ця проблема є властивою PoS системам і не може бути повністю вирішена лише шляхом вдосконалення механізму згоди саміх ланцюгів PoS. Як Ethereum, так і Cosmos, серед інших PoS ланцюгів, стикаються з цим викликом.

Після введення відміток часу Bitcoin дані ланцюгів PoS будуть зберігатися на ланцюгу Bitcoin з відмітками часу Bitcoin. Навіть якщо хтось спробує створити відгалуження ланцюга PoS, відповідна відмітка часу Bitcoin буде безперечно пізніше, ніж на оригінальному ланцюгу, що робить напад на великі відстані неефективним.

Протокол стейкінгу Bitcoin:

Цей протокол дозволяє власникам Bitcoin ставити їхні бездіяльні Bitcoin для підвищення безпеки ланцюжків PoS та отримання винагород у процесі.

Основна інфраструктура протоколу ставлення Bitcoin - це Контрольний плейн між Bitcoin та ланцюжками PoS, як показано на схемі нижче.

Рисунок 12: Архітектура системи з плоскою управління та плоскою даних

План управління реалізований у формі ланцюга, щоб забезпечити децентралізацію, безпеку, стійкість до цензури та масштабованість. Цей план управління відповідає за різноманітні критичні функції, включаючи:

• Надання послуг відмітки часу Bitcoin для ланцюгів PoS для синхронізації з мережею Bitcoin.

• Діючи як ринок, відповідність ставлення Bitcoin до ланцюгів PoS та відстеження інформації про ставлення та підтвердження, такої як реєстрація та оновлення ключів EOTS (служба Oracle Epoch Time).

• Запис підписів остаточності ланцюгів PoS.

За допомогою стейкінгу їх BTC користувачі можуть надавати послуги валідації для ланцюгів PoS, шарів DA, оракулів, AVSs (Системи автономної верифікації), тощо. Крім того, Вавилон тепер може надавати послуги для Altlayer, Nubit та інших платформ.

Посилання

Фігури:

1. https://blog.celestia.org/modular-vs-monolithic-a-beginners-guide/
2. https://celestia.org/learn/modular-architectures/the-modular-stack/#layer-1-and-2
3. https://celestia.org/learn/modular-architectures/the-modular-stack/#execution-settlement-and-data-availability
4. https://celestia.org/learn/modular-architectures/the-modular-stack/#execution-and-data-availability
5. https://learnblockchain.cn/article/6169
6. https://celestia.org/learn/sovereign-rollups/an-introduction/#what-is-a-smart-contract-rollup
7. https://docs.bsquared.network/architecture
8. https://docs.eigenlayer.xyz/eigenda/overview#how-rollups-integrate
9. https://docs.nubit.org/#what-is-nubit
10. https://docs.ethstorage.io/#motivation
11. https://docs.eigenlayer.xyz/assets/files/EigenLayer_WhitePaper-88c47923ca0319870c611decd6e562ad.pdf
12. https://docs.babylonchain.io/assets/files/btc_staking_litepaper-32bfea0c243773f0bfac63e148387aef.pdf

Статті:

1. https://arxiv.org/abs/1809.09044
2. https://arxiv.org/abs/1905.09274
3. https://celestia.org/
4. https://github.com/cometbft/cometbft
5. https://github.com/cosmos/cosmos-sdk
6. https://docs.celestia.org/learn/how-celestia-works/data-availability-layer#data-availability-sampling-das
7. https://docs.celestia.org/learn/how-celestia-works/data-availability-layer#namespaced-merkle-trees-nmts
8. https://celestia.org/learn/modular-architectures/the-modular-stack/
9. https://docs.celestia.org/developers/arbitrum-integration
10. https://docs.celestia.org/developers/optimism
11. https://docs.polygon.technology/cdk/
12. https://portal.dymension.xyz/
13. https://ibc.cosmos.network/main
14. https://celestia.org/learn/sovereign-Rollups/an-introduction/
15. https://docs.celestia.org/developers/rollkit
16. https://github.com/Sovereign-Labs/sovereign-sdk/tree/stable/examples/demo-Rollup
17. https://ethereum.org/developers/docs/scaling/sidechains
18. https://ethereum.org/roadmap#what-about-sharding
19. https://ethereum.org/roadmap/danksharding
20. https://www.optimism.io/
21. https://arbitrum.io/
22. https://polygon.technology/polygon-zkevm
23. https://ethereum.org/en/developers/docs/scaling/optimistic-Rollups
24. https://ethereum.org/en/developers/docs/scaling/zk-Rollups
25. https://docs.bsquared.network/architecture
26. https://docs.bsquared.network/architecture/Rollup_layer
27. https://ethereum.org/uk/roadmap/account-abstraction/
28. https://docs.bsquared.network/architecture/Rollup_layer#synchronizer
29. https://docs.bsquared.network/architecture/da_layer/b2_nodes
30. https://docs.bsquared.network/architecture/da_layer/b2_nodes#bitcoin-committer-module
31. https://www.kraken.com/learn/what-is-taproot
32. https://docs.eigenlayer.xyz/eigenda/overview
33. https://ethereum.org/ua/roadmap/danksharding/
34. https://www.eigenlayer.xyz/ecosystem?category=Operator
35. https://ethereum.org/en/roadmap/danksharding/#how-are-blobs-verified
36. https://docs.nubit.org/
37. https://www.halborn.com/blog/post/what-is-practical-byzantine-fault-tolerance-in-blockchain
38. https://www.lightspark.com/learn/lightning
39. https://twitter.com/nubit_org/status/1742735322159747242
40. https://docs.nubit.org/overview/architecture/trustless-bridge
41. https://docs.ethstorage.io/
42. https://file.w3q.w3q-g.w3link.io/0x67d0481cc9c2e9dad2987e58a365aae977dcb8da/dynamic_data_sharding_0_1_6.pdf
43. https://medium.com/ld-capital/%E4%BB%8Eethstorage-%E5%9B%9E%E7%9C%8B%E8%A2%AB%E5%B8%82%E5%9C%BA-%E5%86%B7%E8%90%BD-%E7%9A%84%E5%8E%BB%E4%B8%AD%E5%BF%83%E5%8C%96%E5%AD%98%E5%82%A8%E8%B5%9B%E9%81%93-d0a003220362
44. https://www.eip4844.com/
45. https://lorenzo-protocol.gitbook.io/lorenzoprotocol/lorenzo-bitcoin-l2-as-a-service
46. https://zycrypto.com/lorenzo-protocol-integrates-with-babylon-to-transform-the-bitcoin-application-layer/
47. https://labs.binance.com/uk
48. https://www.bnbchain.org/uk
49. https://altlayer.io/
50. https://altlayer.io/raas
51. https://t.co/yxP9NTFKIv
52. https://t.co/2KibwFoIgA
53. https://docs.arbitrum.io/launch-orbit-chain/orbit-gentle-introduction
54. https://docs.arbitrum.io/for-devs/concepts/public-chains#arbitrum-one
55. https://tutorials.cosmos.network/academy/1-what-is-cosmos/
56. https://docs.dymension.xyz/
57. https://portal.dymension.xyz/dymension/metrics

Подяки

У цій виникаючій парадигмі інфраструктури все ще потрібно вивчати і працювати, і є багато областей, які не охоплює ця стаття. Якщо вас зацікавили будь-які пов'язані дослідницькі теми, будь ласка, звертайтесь до Хлої.

Велика подяка Северус та Jiayiза їхні цікаві коментарі та відгуки до цієї статті.

Btc L2

Модульний

Модульний блокчейн

Заява:

1. Ця стаття взята з [Gateсередній], оригінальний заголовок – “Модульний блокчейн: останній елемент головоломки Web3”, авторське право належить оригінальному автору [GeekCartel], якщо у вас є будь-які зауваження щодо перепублікації, будь ласка, зв'яжіться Gate Навчальна Команда, команда якнайшвидше вирішить це згідно з відповідними процедурами.

2. Відмова від відповідальності: Погляди та думки, висловлені в цій статті, відображають лише особисті погляди автора і не становлять жодної інвестиційної поради.

3. Інші мовні версії статті перекладені командою Gate Learn, не згадано вGate.io, перекладена стаття не може бути відтворена, розповсюджена або плагіатична.