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图片来源：迷宫AI生成
过去的十年是智能手机不断发展的十年。当时一些大公司以为可以通过引入模块化架构来改变智能手机的发展。2013年，谷歌公布了project Ara，这是一款采用模块化设计的智能手机。Ara不同于铝和玻璃制成的单一手机，用户可以通过多种方式进行定制，因为关键部件是模块化的。这样用户就不需要定期更新手机，只需要根据自己的喜好给旧手机添加最新的组件即可。
在手机生态系统中，模块化并没有成功，这个概念在科技史上几乎被遗忘。但模块化的概念在区块链领域再次崛起，这次的命运可能会有所不同，这给区块链的发展史带来了不少色彩。
单片和模块化
手机有核心部件，比如摄像头、电池、触摸屏。同样，区块链也有核心部件。手机就是单台电脑的一个很好的例子。它配备了使用手机所需的所有组件，并且不提供许多定制选项。但随着时间的推移，如果你想体验更好的相机，你就得买新手机。有了模块化架构，就不用多花钱了。相反，你只需要更换你的手机零件。
像智能手机一样，区块链由几个基本组件组成：
共识区块链的共识层通过计算机网络对链的状态达成共识，提供排序和最终结果。
执行：这一层通过运行指定的代码来处理实际的交易，也是用户平时交互的地方区块链，比如签署交易、部署智能合约、转移资产等。
结算：结算层验证L2上的活动，包括累计和结算层。它是记录实际区块链的最终状态的地方。
数据可用性：发布和存储验证状态转换有效性所需的数据。在发生攻击或操作错误的情况下，当块生产者不能提供事务数据时，应该是最容易恢复和验证的。
单体类型的缺点
简单来说，单体区块链在一个软件中执行所有这些任务，而模块化区块链将它们分离到多个软件中。
这又回到了一个老问题，那就是可扩展性困境。现有单体区块链倾向于优化三角形中的安全性和可扩展性。比特币和以太坊强调尽可能去中心化，提高安全性。但是，事务处理的性能不足。分散链通常没有高带宽来执行事务。以太坊的上限是每秒20笔交易，而比特币的上限更低。如果我们想在全球范围内使用这些协议，每秒20个事务是远远不够的。有些单体链，至少理论上可以让我们更接近全球规模，因为它们的TPS和整体吞吐量足够，但往往缺乏去中心化。所以模块化架构的目的就是把区块链的一些工作外包出去，在保持去中心化的同时，做更多性能好的链。
生态系统以以太坊为中心
以太坊目前是单体区块链。大多数其他L1区块链也被分类为单体区块链。就像手机的例子，Singleton区块链的一些功能有时候开始滞后于新发布的链。为了解决当前的吞吐量瓶颈以太坊，开发人员正在构建一个rollup执行层来增加事务带宽。
Rollup执行层是目前以太坊上使用最广泛的扩展方法。它是独立的区块链，事务执行能力更强，其净结果定在以太坊，有效继承了以太网的(更好的)安全性和去中心化。
总的来说，rollup是区块链，其块净结果发布到另一个区块链。另外，rollup还需要有欺诈和有效性的证明，以及未经许可插入交易的方法。为了实现这一点，rollup在L1和L2部署的两个智能合约之间同步数据，这也是rollup和side chain的区别。这些关键组件对于汇总的安全性是必要的。如果没有这些组件，可以关闭或查看汇总。
目前，大多数rollup都具有EVM兼容性，以帮助以太坊开发人员实现方便的迁移，但在计算效率和开发便利性方面，其他执行层可能会有更好的表现。用户想要的功能可能在EVM兼容链中不存在，比如账户抽象。考虑到开发者的广泛偏好，这种趋势可能会继续，我们将看到更多新的解决方案进入市场，如SolanaVM和MoveVM执行层。
燃料
Fuel是与EVM不兼容的执行层，可以执行rollup上无法完成的其他计算。Fuel也是第一个“模块化执行层”，它可以成为主权汇总、结算链，甚至是单链。Rollup只是执行层，Fuel更有用。燃料表明，执行层可以是创造性的，并优先考虑计算速度，而不是EVM兼容性。
金德利亚
除了是最快的计算层之一，Kindelia还有一个使用其虚拟机的独特证明系统。Kindelia的HVM提供了一个几乎即时的证明检查器，它内置在智能契约语言Kind中。Kind是必不可少的，因为智能合约可以在它们的代码中证明代码是安全的、未使用的和正确运行的。这种类型的设计可以解决智能合约编码不当的问题。
井冈霉素
Validium是一个汇总系统，其中数据被移动到链外，而不是存储在链上。汇总系统的整体效率很大程度上取决于其数据可用性层的能力。当这一层无法处理rollup事务分类器产生的数据时，就会导致事务处理的瓶颈。因此，汇总系统不能处理冗余事务，这导致处理成本增加和/或执行时间变慢。
Validium使用离线方案，它引入了更多关于信任的假设。如果你想要一个链上解决方案来提高数据可用性层以太坊，可以考虑Danksharding。
丹克斯哈丁
Danksharding可以与以太坊集成，使其成为一个简化的结算和数据访问平台。它的创新在于聚合多个概念的能力。汇总证明和数据验证在同一个块中进行，使得系统无缝高效。为了维持正常运行，rollup需要存储大量的压缩数据。Danksharding针对这一需求提供了解决方案，为多次汇总提供了数百万的TPS可能性。
Danksharding是一种将网络活动分段以增加数据块空间的技术。数据块是以太坊中更有效、更规范的数据格式，可以承载大量数据，被rollup用来降低手续费。Danksharding利用“数据可用性采样”使节点只检查一小部分就可以验证大量数据，为未来更便宜更快速的L2网络的出现提供动能，同时实现以太坊的直接交易。
Danksharding将继承以太坊本身的所有安全性和分散性。然而，这种技术也有缺点。因为以太坊的开发速度比较慢，所以我们要把Danksharding正确实现成以太坊可能需要几年的时间。EIP-4844计划引入原型Danksharding，这是实现Danksharding的第一步。EIP-4844引入了一种可以携带数据块的新事务，以增强以太坊的性能。这种专门的汇总数据存储为更具成本效益的收费市场铺平了道路。
如果您想要一个快速数据可用性层，但不想等待Danksharding的发布，该怎么办？塞莱斯特也许是答案。
以天青石为中心的生态系统
对于那些不能等待Danksharding的项目，一个可能的选择是利用离线数据可用性解决方案。例如，Validium使用数据可用性委员会(DAC)来证明数据的可用性。然而，这种方法既不分散也不安全，因为它依赖于多个签名，并且没有办法验证DAC目前是诚实的还是过去是诚实的。
Celestium提供了比DAC更安全的选择。在Celestium的情况下，数据的证明是由整个Celestia验证者集团下注的，这意味着如果验证者提供了不正确的信息，他们将受到惩罚，可能会损失很多钱。这种即时机制是非常严格的，与DAC中没有惩罚的情况有很大不同。
此外，用户可以通过在块上运行数据可用性采样和检查量子重力桥来验证Celestia的诚实性。量子引力桥是Celestia和以太坊之间不可信的单向消息传递桥。
Celestium和Danksharding都使用数据可用性抽样(DAS)来验证所有数据的非恶意性质。DAS允许节点下载随机碎片，以确保块的可用性，并在任何部分丢失时发出警报。这个报警系统只是采用防欺诈的DAS机制(如Celestia)的一个方面。在Danksharding等有效性证明的DAS机制下，不需要报警系统，因为有效性证明保证了纠删码和承诺的正确性。这些机制降低了隐藏块数据的可能性，并确保许多节点随机检查块。
数据采样是让Celestia和Danksharding如此安全的原因。至少用户可以很快发现问题，而在DAC这样的黑箱里，问题可能会被掩盖。
主权汇总
主权汇总不同于以太坊上的传统汇总，并且不依赖于L1智能合同来验证和附加块到链。相反，块作为原始数据直接发布到链中，rollup上的节点负责验证本地fork选择规则，以找到正确的链。这样，结算的责任就从L1转移到了rollup。
与传统的rollup不同，sovereign rollup和Celestia之间没有桥梁来最小化信任。这可以被视为一个负面因素，因为用户会希望尽可能地最小化桥的信任，但它确实让sovereign rollup在通过分叉进行独立升级的路径上占据了优势。这使得协调比非独占汇总提供的升级更容易实现，也更安全。从技术上讲，这不是一个汇总，因为汇总通常意味着统一的结算和数据可用性层。正因为如此，sovereign rollup也被简称为sovereign区块链。
为了让开发者更容易在Celestia上创建sovereign rollup，Celestia创建了Rollmint而不是Tendermint作为共识机制。这使得rollup可以直接向Celestia发布块，而无需通过Tendermint程序。通过这种设计，链条背后的社区拥有完全的主权，不受任何其他权威的约束。这不同于以太坊上的智能合约或者rollup背后的社群，是被以太坊社群的社会共识所束缚的。
结算汇总
结算汇总具有独立的模块化结算组件。目前rollup使用以太坊主链进行结算，但也有其他解决方案。以太坊 chain与其他智能合约交易的非汇总应用共享，导致其容量降低，缺乏专业性。
理想的汇总结算层应该只允许汇总智能合同和汇总之间的简单传输，并禁止非汇总应用程序结算交易或使交易变得昂贵。
Celestia的设计为开发人员提供了标准的全局状态共识层，以构建执行层汇总作为单个信任最小化集群的一部分。还实现了在同一个全局状态共识层上rollup之间的信任最小化桥接，这是当前架构中不存在的新概念。开发者是否会采用这种新的交叉汇总模型还有待观察。
定居点链的例子包括Cevmos、Fuel和dYmension，而Polygon正在开发模块化架构，以与Celestia竞争。在Polygon的模块化设计中，Polygon Avail是数据可用性和一致性的模块化组件，而Polygon区块链是结算层。
单体区块链
许多关于模块化的文章区块链通常声称，与较新的模块化解决方案相比，单体L1是一种过时的技术。然而，这种观点很难完全成立，因为这些扩展解决方案的一个主要问题是，它们给整个系统增加了进一步的信任问题。虽然我们已经讨论过大部分DAC和validium可能都不安全，但是这个问题甚至会延伸到执行层(也就是翻车)。
今天，一些最广泛使用的rollup并没有真正去中心化，尽管它们保证了数十亿美元的安全。此外，模块化组件之间的桥梁，主要是主权卷起，也将面临跨链桥梁所面临的不安全。最后，在模块化栈的基础上开发会增加复杂性；这对于一些开发者来说可能是一个挑战。我们希望最终rollup可以解决这些问题，实现完全去中心化。然而，单体L1也试图在不使用线下方案的情况下进行创新，在此期间，它可能会变得同样分散。
摘要
执行层如Kindelia和Fuel将特别实现更多的用户增长，因为它们专注于速度和新功能的实现，这将使基于它们构建的应用程序实现创新。
然而，这些模块化设计中的许多仍然未经测试，一些模块化设计可能永远不会被广泛采用。随着Celestia和Danksharding的广泛采用，Validium可能会被彻底淘汰。Celestia的sovereign rollup可能会面临一些类似于现有L1的桥接问题，由于安全性和复杂性问题，这些问题阻碍了它的采用。
分散模块化区块链未来仍将经历一个漫长的发展。在此期间，单体区块链将继续发挥作用，不断创新。当我们最终实现模块化区块链被广泛采用，单体区块链的发展可能就完全不一样了。简而言之，我们需要一个扩展计划，为现有的区块链提供流动性和用户服务。从长远来看，模块化区块链架构可能是最好的方式。
原标题：模块化设计是未来吗？
原作者：罗伯
t麦克塔格
编译：钱文，链捕手
来源：DeFi之路
文章来自抹茶交易所。
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