模块化区块链：提升扩展性与安全性的新架构

关键要点

模块化区块链引入了多层次的方法，可以优化网络的可扩展性、安全性和定制性。通过在执行、结算、共识和数据可用性等不同功能上进行专业化，模块化区块链在保持去中心化和安全性的同时实现了更高的吞吐量。Celestia、Dymension 等项目正在探索模块化区块链结构的潜力，以应对区块链三难问题（即安全性、可扩展性和去中心化之间的权衡）。

引言

自区块链诞生以来，这一领域已经见证了显著的增长，开发者不断寻求提升可扩展性、安全性和去中心化的手段。传统的单一链处理所有任务的单体方法通常在可扩展性、可升级性和验证节点的硬件要求方面面临挑战。作为对这些限制的回应，模块化区块链的概念作为一种有前景的替代方案应运而生。

什么是模块化区块链？

模块化区块链标志着从单体区块链模式的背离，选择了一种将主要任务分成专业化功能的多层次架构。通过将特定功能分配给不同的层，模块化区块链旨在创建一个更具可扩展性和定制性的系统，同时不牺牲去中心化或安全性。

模块化区块链如何运作？

模块化区块链通常通过在四个主要功能上进行专业化来运作：执行、结算、共识和数据可用性。执行涉及处理交易，结算确保交易目的地的安全，共识验证交易的真实性，数据可用性指的是交易数据的存储。这种模块化设计允许更大的灵活性和效率，为区块链可扩展性三难问题提供了一个有希望的解决方案。

探索模块化网络

实现模块化区块链的方法各不相同，每种方法都有其独特的特征。值得注意的例子包括汇总、Validium 和主权汇总。

- **汇总**作为执行层，处理交易并将数据发布到层1网络（L1）。

- **Validium**是汇总的一种变体，在链下处理交易，然后将数据提交给L1。它还依赖于一组权益证明验证者网络。

- **主权汇总**以其作为执行和结算层的角色而独树一帜，直接将数据块发布到汇总上。主权汇总不需要L1智能合约进行验证。

模块化区块链的优缺点

模块化区块链架构相对于单体设计提供了关键的好处，如增强的可扩展性、灵活性和互操作性。但尽管有这些优势，在模块化区块链上构建可能更为复杂，对用户和开发者来说学习曲线陡峭。

优点

**1. 增强的可扩展性：** 通过将资源密集型任务卸载到不同的层，模块化区块链在不牺牲去中心化的情况下实现了更大的整体吞吐量。

**2. 灵活性和互操作性：** 模块化基础层被设计为高度灵活，促进了多种层1和层2链之间的互操作性。这种灵活性允许开发者运行以太坊虚拟机（EVM）或他们选择的其他虚拟机。

**3. 多样化的应用开发：** 区块链的模块化支持通用应用的开发，减少了区块链生态系统中用户的摩擦。这种多样性鼓励创建更广泛的安全和高效的去中心化应用（DApps）。

**4. 可定制的技术栈：** 开发者可以自由选择最适合他们需求的虚拟机，提供一个可定制的技术栈。这有助于创建一个更适应和开发者友好的环境。

缺点

**1. 开发的复杂性：** 与单体同行相比，在模块化区块链上构建可能更具挑战性。复杂性对用户和开发者提出了陡峭的学习曲线，可能减缓采用和开发速度。

**2. 有限的测试：** 模块化网络尚未像以太坊或比特币这样的单体网络那样经过战斗测试。已经建立的链所经历的广泛测试和验证在模块化领域尚未被复制，这引发了人们对其在现实世界高流量条件下的弹性的担忧。

**3. 早期阶段的开发：** 模块化区块链开发仍处于早期阶段。尽管市场表现出了热情，但这些网络缺乏随着成熟度而来的广泛的现实世界测试和验证。这一早期阶段可能引入了关于模块化区块链长期稳定性和有效性的不确定性。

模块化区块链的例子

Celestia

在模块化区块链的背景下，Celestia 是一个模块化网络，允许区块链在不牺牲性能的情况下安全扩展。汇总和层2网络可以在使交易数据对任何人可用时使用 Celestia，同时享受快速且高效的数据可用性。为实现这一点，Celestia 实施了一系列功能，如数据可用性抽样和主权汇总。数据可用性抽样允许 Celestia 在更多节点加入其网络时增加其块大小。

Dymension

Dymension 是一个由易于部署和快速的模块化区块链组成的网络，称为 RollApps。Dymension 的工作方式类似于传统的全栈 web 应用程序。RollApps 网络作为前端（用户交互），而 Dymension 作为后端，协调生态系统。此外，还有数据可用性网络作为数据库，在需要时提供数据。

结语

模块化区块链提供的多样性和互操作性可能为一个更有效和安全的去中心化生态系统铺平了道路。随着开发团队继续专注于解决可扩展性三难问题，模块化在加密空间中的应用预计将扩大。模块化网络最终可能会支持更广泛的 DApps 和用例，可能会将去中心化金融（DeFi）推向新的高度。