Як модульна архітектура змінює масштабованість блокчейну

Модульна архітектура блокчейну – це нова філософія дизайну, яка пропонує бачення майбутнього високомасштабованих, спеціалізованих мереж із безперешкодною сумісністю шляхом роз'єднання основних функцій блокчейну на спеціалізовані, взаємозамінні рівні.

Модульний підхід зовсім не схожий на монолітний дизайн, який мали ранні блокчейни, який, хоч і був безпечним та простим, створював відчуття неможливості одночасного досягнення децентралізації, безпеки та масштабованості.

Він пропонує "розпакувати" функції блокчейну на різні рівні: один рівень керує консенсусом, інший гарантує доступність даних, а третій виконує транзакції.

Таке розділення розкриває масштабованість, продуктивність та гнучкість без жертвування децентралізацією чи безпекою.

Розділення стеку блокчейну

Модульна архітектура, по суті, полягає у спеціалізації через поділ, оскільки вона розділяє спеціалізовані концепції або рівні, що складають розділення стеку блокчейну, на різні шари, кожен з яких зосереджений на одній або двох основних відповідальностях. Чотири основні рівні розділення:

1. Рівень виконання (Execution Layer): Цей рівень є "двигуном", де відбуваються обчислення та де користувачі взаємодіють з dApps. Смарт-контракти виконуються, а обробка транзакцій здійснюється на цьому рівні, причому його домінантна форма (ролапи) виконує транзакції поза мережею перед надсиланням результатів на рівень розрахунків. Він визначає новий стан блокчейну на основі транзакцій.
2. Рівень консенсусу (Consensus Layer): Це "судова система" блокчейну. Він в першу чергу відповідає за впорядкування транзакцій та забезпечення того, щоб усі сторони в мережі досягли консенсусу щодо порядку оновлень стану та їх валідності. Він пропонує основний механізм безпеки мережі.
3. Рівень доступності даних (Data Availability Layer): Цей рівень гарантує, що всі дані транзакцій блоків публікуються і легко доступні для всіх користувачів мережі. Це дуже важливо для забезпечення можливості повним та легким нодам (особливо тим, що перевіряють ролапи) проводити належну верифікацію стану ланцюга та виявлення шахрайства. Без надійної доступності даних ноди не можуть перевірити стан ланцюга, що призводить до проблем з довірою.
4. Рівень розрахунків (Settlement Layer): Цей рівень служить опціональним, спеціалізованим хабом, де рівні виконання (наприклад, ролапи) фіналізують транзакції, перевіряють криптографічні докази (наприклад, докази шахрайства або валідності), вирішують суперечки та безпечно переміщують активи між мережами. Цьому рівню не потрібно самостійно обробляти консенсус або доступність даних, але він пропонуватиме довірене середовище, де ланцюги виконання можуть закріплювати оновлення стану для взаємодії, тим самим підвищуючи безпеку та остаточність без дублювання інфраструктури базового рівня.

Переваги модульної архітектури

Масштабованість:

Модульна архітектура надає можливість масштабувати та оптимізувати окремі рівні незалежно (наприклад, додаючи більше рівнів виконання/ролапів) без додаткового навантаження на базовий рівень або компрометації його безпеки, що дозволяє досягти вищої швидкості транзакцій.

Гнучкість:

Модульна архітектура дозволяє розробникам налаштовувати своє конкретне середовище виконання без компрометації безпеки базового рівня.

Їм дозволено вибирати різні рівні; наприклад, ролап, розроблений для високочастотної торгівлі, може оптимізувати свою віртуальну машину для швидкості, але ролап, орієнтований на ігри, може пріоритезувати NFT-транзакції.

Суверенітет:

Використовуючи спільну інфраструктуру, проекти можуть розгортати власні специфічні, суверенні ланцюги (також відомі як AppChains або RollApps) з власним управлінням та структурами комісій, адаптованими до їхньої конкретної програми.

Економічна ефективність:

З модульною архітектурою кожен ланцюг не зобов'язаний запускати власний набір валідаторів. Пакетування транзакцій та використання дешевших рівнів доступності даних значно знижує ціни транзакцій для кінцевих користувачів.

Недоліки модульної архітектури

Складність системи:

Головним недоліком модульної архітектури є різке зростання складності системи порівняно з простим, монолітним ланцюгом. Побудова модульної системи вимагає координації багатьох незалежних компонентів, якими часто керують різні команди або протоколи, що створює численні нові точки відмови та вимагає складних міжланцюгових механізмів обміну повідомленнями. Навіть розробники повинні розуміти нюанси всього стеку, від правил консенсусу L1 до системи доказів L2 та специфіки рівня доступності даних (DA). Це вимагає вищого рівня експертизи.

Умовна безпека:

У модульній архітектурі безпека L2 (рівня виконання) залежить від правильного виконання L1 (рівня консенсусу/розрахунків) своїх обов'язків, а також від коректного використання L2 механізмів безпеки L1. Безпека покладається на "чесну меншість" валідаторів, які повинні опублікувати доказ шахрайства протягом вікна оскарження. Якщо ніхто не опублікує доказ, шахрайський перехід стану може залишитися непоміченим.

Ризик взаємодії:

Модульна архітектура природним чином призводить до екосистеми різноманітних, спеціалізованих ланцюгів, що може спричинити фрагментацію. Вони покладаються на складні міжланцюгові мости для переміщення активів та даних між рівнями. Ці мости загальновідомо складні та історично були мішенню найбільших експлойтів безпеки у криптопросторі.

Економічне узгодження:

Розділення функцій може створити проблеми з узгодженням стимулів між різними рівнями. Рівень, який зосереджений виключно на службовій функції, такій як доступність даних, може мати труднощі з накопиченням високої цінності свого нативного токена порівняно з рівнем виконання, який захоплює вартість комісій за додатки, що ускладнює стимулювання достатньо великого та безпечного набору валідаторів для основної мережі доступності даних/консенсусу.

Висновок

Хоча модульність наразі не є панацеєю, її імпульс очевидний. Майбутнє блокчейну змінилося від монолітного дизайну і більше не є одним гігантським ланцюгом, що керує всіма, а модульною екосистемою спеціалізованих, взаємодіючих мереж, кожна з яких досконало виконує своє завдання, захищена спільною інфраструктурою та масштабується синхронно.

Як сказав співзасновник Celestia Мустафа Аль-Бассам:

"Модульність для блокчейнів — це те, чим стек TCP/IP був для інтернету."

— Мустафа Аль-Бассам

У міру розвитку проектів та зростаючої кількості компаній, орієнтованих на ролапи, модульна теза готова визначити наступне покоління інфраструктури блокчейну, зрештою, забезпечуючи масштабоване, децентралізоване майбутнє Web3.

Ця стаття написана зовнішнім автором: Premalynn.

Відмова від відповідальності: Вміст, створений авторами LBank, відображає їхні особисті погляди. LBank не підтримує жоден вміст на цій сторінці. Читачі повинні провести власне дослідження, перш ніж вживати будь-яких дій, пов'язаних з компанією, та несуть повну відповідальність за свої рішення, а також ця стаття не може розглядатися як інвестиційна порада.