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深度解读九大模块化公链:特点、融资情况、现状

PANews
2022-08-23 19:33

原文标题:《链的解构主义:9大模块化链解读》

原文作者:Breeze

TL;DR

1,相比于以太坊背负着沉重的历史数据包袱,模块化链代表着更合理的多链结构趋势。

2,模块化链目前以DA和执行层为主,执行层易于部署,DA强调对性能的优化。

3,Celestia这样的通用型模块化链值得关注。

越来越多的人提到模块化概念。所谓模块化,就是把区块链的共识层、数据可用性层(DA)、结算层、交易执行层等分工给不同的链,而不是一条链处理所有模块。

以太坊Rollup就是交易执行层模块化的表现。但是以太坊只能算“半路”采用模块化方案,长期积累的历史数据对它造成了沉重的包袱,扩容效果受到限制。

由于Rollup要把必要的数据上传到L1,作为L1验证Rollup交易有效性的DA,这些DA面临着和L1上的历史数据、DAPP竞争区块空间的处境。

当L1上的DAPP有较大交互量的时候,Rollup的交易成本会剧增。此外,不断膨胀的以太坊数据状态也在不断“蚕食”着有限的区块空间资源。以太坊Rollup的扩容天花板其实挺低的。

公链及展望未来 "/>

相比之下,模块化区块链从诞生的那天起就决定只负责区块链的其中一个模块,可以是DA,可以是交易结算,可以是交易执行,也可以只负责历史数据。这种模块的解耦尽管面临着组合时的安全、兼容、去中心化、性能等考量,但它们代表着更合理的多链结构趋势。

模块化链有何不同?

模块化链本身也是一条区块链,有网络节点。和单体链不同的是,这些节点只专注于处理一类任务,比如只专注于DA,只专注于做交易执行,或者只专注于网络共识。

以Celestia为例,这是一条专注于数据可用性的链。它通过对节点行为进行代币奖励和罚没来鼓励节点为其他链/Rollup提供DA。

Celestia平等对待所有交易,只要交易支付了必要的费用,Celestia就会接受、order、复制它们。Celestia不会去验证这些交易的有效性,也不会去执行它们。

来源:Delphi Digital

交易的验证和执行交给基于Celestia DA的Rollup。对于无效交易,Rollup会忽略它们,Celestia不会去“处置”这些无效交易。

当交易出现争议时,仲裁的任务会交给模块化的结算层。最终的状态确定也是由结算层处理。

可见模块化链就像是流水线上的不同道工序,相互衔接,各司其职,使得整体的效率得到提升。

模块化链的优势

1)更轻便,相互间可组合

以基于Celestia DA的模块化执行层为例,它们可以共享Celestia的安全性。只要能获得完整数据,在运行相同有效性规则的情况下,Rollup会计算出相同的状态。这意味着,即使这些模块化执行层被攻击了,分叉过后,这些执行层还能计算出相同的最终状态。

这些执行层不再需要为了自身的安全性设计、权衡复杂的底层共识和代币经济模型,不再需要绞尽脑汁地说服节点加入以维持网络运行和提升去中心化。它们甚至可以设计得稍微中心化一些。它们可以变得更加轻便,也更易快速部署。

不同的模块化链之间,甚至模块化链和单体链间也可以相互组合,比如DA和执行层组合,Celestia和以太坊组合。当然,在组合的过程中,也一定会有安全性、兼容性、性能等方面的考量甚至权衡。

2)治理解耦,执行层可以快速反应,共识层实现稳健改进

如果你去查一下项目治理提案,就会发现很大一部分提案和执行有关,如代币冻结销毁。这类提案如果征求广泛的社区投票将无法做出快速的决策,在黑天鹅事件中很可能导致协议损失。

而一些比较底层的治理提案,出于安全性的考虑,协议的改进往往需要长时间的社区协调、尝试、调整才能敲定并最终实施。

在模块化区块链的场景下,共识层、执行层、DA层、结算层等本就彼此分离,因此治理也可以各自为政。所以执行层可以对环境做出快速反应,共识层的治理也不用赶时间。

治理解耦本质上也反映出各模块化链差异化发展的重要趋势。接近共识、状态的核心层可以固守去中心化、安全性的堡垒。而执行层则可以强化可扩展性,把性能做到极致。

3)形成“信任最小化”的集群

区块链之间由桥连接。桥根据安全性不同可以分为2种:需要信任的桥、信任最小化的桥。由信任最小化的桥连接的2条链需要满足2个条件:1)有相同的DA作为保证;2)能提供交易有效性/欺诈证明。

以太坊和Rollup间形成的就是“信任最小化桥”,因为Rollup为L1提供必要的数据作为DA,L1也可以通过zk-Rollup、Optimistic-Rollup等对Rollup交易进行有效性、欺诈证明。

在模块化区块链的场景下,都采用Celestia作为DA的Rollup之间(并且各自交易排序规则一致)可以形成“信任最小化桥”,它们之间预计可以进行比较安全的资金、消息传递。

9条模块化链

市场对模块化公链的关注度越来越高。但是目前来看,相关的尝试,尤其是一些通用型的方案还不多。

如果不考虑Cosmos、Polkadot这种整个生态的模块化结构以及以太坊执行层Rollup,哔哔News收集到的相关方案只有9个,分别是Celestia(包括Cevmos、Celestium)、Polygon Avail、EigenDA、Fuel、Assembly、zk Porter、StarkEx DAC、Arbitrum Anytrust、Adamantium。

通过观察可以发现,现在的模块化尝试主要以执行层、DA为主。

尤其执行层的模块化会比较容易部署。因为执行层模块化一般情况下可以不用对去中心化做太多考虑,并且执行层和主链之间的连接已经有有效性证明/欺诈证明这样的安全性解决方案。

DA的模块化也比较容易部署。Celestia原名叫LazyLedger(懒惰分类账),因为它不用处理交易执行和交易有效性,只需要存储和提供数据。DA们本身也会强调TPS,即如何存储更多的DA。

在模块化结算层方面,由Celestia和Evmos为EVM Rollup推出的专用结算层Cevmos目前是独苗。

此外,现有的模块化方案很大一部分服务于特定生态,比如ZK Porter、StarkEx DAC、Arbitrum Anytrust、EigenDA都是专门为以太坊推出的DA方案,Assembly则服务于IOTA生态。

通用的模块化方案还比较少,目前主要是Celestia和Polygon Avail。下面将对9个模块化方案的特点、融资情况、现状进行介绍。

1)Celestia

https://celestia.org/

进展:模块化链的代表,是通用型的模块化解决方案。今年5月份推出了首个测试网Mamaki。激励测试网将在Q4推出。主网将在2023年上线,届时会有代币。

融资:2021年3月获得150万美元种子轮融资,投资方包括Interchain Foundation、Binance Labs、KR1等。

特点:为了提高TPS,Celestia引入了和以太坊Danksharding一样的数据可用性采样(DAS)技术。

我们知道,随着区块链被使用,链上数据会积累。这对要下载所有数据,对所有交易进行验证的全节点提出了不断增加的硬件要求。

而轻节点只需下载和验证区块头。所以网络中轻节点往往占到很大的比例,而且有比例不断提高的趋势。但是轻节点会带来一个问题,就是在作恶节点发布区块并隐藏无效交易时,轻节点无法做出判断。

数据可用性采样(DAS)用到了纠删码。基本原理是把数据分段,加入一定的校验使各个数据段之间产生关联。在这种情况下,即使数据丢失,只要所有轻节点采样到的数据达到一定比例,就能把完整数据计算出来,从而使轻节点获得DA。

这样做的好处是轻节点本身降低了硬件要求,手机、笔记本都可以成为轻节点,这有利于网络的去中心化。其次,DAS允许网络中存在较高比例的轻节点。再者,参与数据采样的轻节点越多,网络越安全,也支持区块空间的适当增加,整体达到扩容的效果。

不可否认的是区块空间是一种真正的消耗品,目前似乎没有好的方案来确保任何一条区块链一直可用。

即使是以太坊目前的扩容方案,也只是通过交易打包压缩,适当扩大区块空间,数据采样的方式来减少存储和验证的冗余,从而提高区块空间的利用率,但可用的区块空间其实越来越少。这一点在任何一条新公链上同样成立。

Cevmos:Celestia还提出了Cevmos和Celestium模块化解决方案。其中Cevmos由Celestia和Cosmos上的EVM中心Evmos共同推出,作为EVM兼容Rollup的模块化结算层。

Celestium:Celestium则为以太坊提供DA。Celestium是以太坊L2,以太坊作为共识和结算层,基于Celestia的Celestium提供DA。在以太坊L2采用Validium(DA存储在链下)的情况下,基于Celestia的DA会比基于数据可用性委员会(DAC)的DA更安全一些。

2)Polygon Avail

https://polygon.technology/solutions/polygon-avail/

进展:通用型的模块化解决方案,提供DA。今年6月份上线了测试网。目前推特等渠道显示的进展较少。

介绍:Polygon Avail的解决方案和Celestia非常相似。事实上,Celestia的联合创始人Mustafa Al-Bassam曾表示Avail对Celestia存在抄袭嫌疑。Avail的介绍几乎完全复制其2019年写的Celestia介绍。

3)EigenDA(EigenLayer)

https://www.eigenlayer.xyz/

特点:EigenDA是EigenLayer提出的DA方案。EigenLayer本身是以太坊的restaking层。

创始人Sreeram Kannan提出了这样的观点:区块链之间、DAPP间的信任是相互割裂的,各自要为了维持生态的信任支付高昂的资金成本。例如以太坊信标链现在有超过1300万枚ETH质押,要维持这个质押体量,以太坊现在为质押用户提供5%左右的APR。

EigenLayer做的就是资金的restaking,让质押用户除了PoS质押外,也可以把资金重复质押到中间件、预言机、DAPP等,从而提升资本效率,降低信任成本。

EigenLayer本身基于Danksharding和ETH质押。EigenDA是EigenLayer提出的DA方案,专为Optimistic-Rollup、ZK-Rollup设计。项目相关信息不多。

4)Fuel

https://fuel.network/

进展:Fuel是模块化执行层。6月份推出了基于开发者网络的演示应用SwaySwap,是一个AMM。

融资:2021年9月获得150万美元融资,由CoinFund领投,Fenbushi Capital、Origin Capital参投。

特点:Fuel是以太坊的Optimistic Rollup,最开始通过UTXO(未花费交易输出)等技术为以太坊扩容。1.0主要适用于支付类应用。

但是主网推出后,可能由于用例较少,不支持智能合约,交互量比较少。所以Fuel 2.0开始转型做模块化执行层。项目的其中一个联合创始人John Adler也是Celestia的联合创始人。

Fuel官方主推3个技术实现:1)通过UTXO实现交易的并行执行,从而提高性能;2)推出FuelVM(Fuel虚拟机),优化传统虚拟机,同时应该也是为了解决EVM的兼容问题;3)为开发者推出了编程语言Sway和工具链Forc。

5)Assembly

https://assembly.sc/

进展:IOTA上的模块化智能合约层。目前处于质押期3。通过firefly.iota.org质押MIOTA,质押者每10秒钟可以获得0.000001个Assembly代币ASMB。钱包必须达到1个以上的ASMB才能收到空投。ASMB总量的20%将分配给IOTA质押者。Assembly的主网预计今年上线,届时将开启ASMB转账功能。

融资:总融资额达到1.18亿美元。投资方包括Huobi、LD Capital、HashKey Capital、Signum Capital等。

特点:Assembly基于IOTA。与以太坊的账户模型不同,IOTA基于UTXO账本,支持高并发,但UTXO不像账户模型那样兼容智能合约。此外,IOTA也采用DAG(有向无环图)数据结构,也有利于高并发。

在IOTA+Assembly的组合中,IOTA因为UTXO和DAG,能够做到高性能。因为UTXO不兼容智能合约,使得IOTA非常适合做只专注于DA和结算的L1(相当于L1上没有DAPP和执行层竞争区块空间)。而Assembly则是构建在IOTA上的一个智能合约层,来实现对Rollup的智能合约的支持。

Rollup到IOTA主链的安全性(交易有效性/欺诈证明)则是由Assembly上专门部署的智能合约链把关,交易的验证由声誉排名靠前的根链验证者进行。

IOTA+Assembly和Polkadot+Moonbeam,以及Cosmos+Evmos的结构类似。模块化智能合约层为Rollup、平行链等的智能合约提供支持。

6)zkPorter

https://zkporter.io/#/

进展:zkPorter是zkSync提出的链下DA方案。今年6月份,zkSync推出2.0测试网,其中以zkEVM和zkPorter为最大的2个特征。zkSync 2.0的主网预计在10月底11月初上线。

特点:zkSync同时支持zk-Rollup和zkPorter方案。前者的DA在链上,后者的DA放到链下。zkPorter的链下DA由Guardians(zkSync代币持有者)维护,并设有罚没机制。基于Guardians来维护DA是比较中心化的方式。

7)StarkEx DAC

https://starkware.co/starkex/

特点:StarkEx DAC是StarkEx的链下DA方案。DA由数据可用性委员会(DAC)维护,DA的维护方式比zkPorter更中心化一些。StarkEx也有Volition方案,即DA放到链上或者链下可选。

8)Arbitrum Anytrust

进展:Arbitrum在8月份推出了Nova链,Nova链就基于Anytrust技术。目前Nova链已经上线主网。官方表示Nova适用于游戏、社交等高频,并且对交易费比较敏感的场景。

特点:Anytrust是Arbitrum的链下DA方案。Anytrust的链下DA也由数据可用性委员会(DAC)维护,因此比较中心化。官方公布的Nova DAC成员包括ConsenSys、FTX、谷歌云、Reddit、官方Offchain Labs等。

9)Adamantium

特点:Adamantium也是链下DA方案。可查到的信息较少。只知道它保留了链下DA的扩展性优势,但是不信任数据可用性委员会(DAC),用户可以选择托管自己的链下DA。即使用户离线,资金也不会被盗或者冻结,并且可以自动移回L1。

现状与未来展望

整体来看,模块化链目前处于发展初期。

Celestia和Fuel的推特有较多更新,但主要是模块化优势的科普,以及团队成员参与线上线下活动的信息。项目方合作信息几乎没有。可见模块化项目主要还处于布道和启动前期阶段。

哔哔News统计到的9条模块化链中,最多只有2条已经在主网上可用,分别是基于Arbitrum Anytrust技术的Arbitrum Nova链和StarkEx的DAC方案。其他如Celestia、Polygon Avail、Fuel、zkPorter等都还在测试网阶段,另一些则应该还处于概念阶段。

不过,我们很有可能即将迎来模块化链的高光时刻。Celestia宣布主网将在2023年上线,zkSync 2.0的主网预计在10月底、11月初上线。随着新公链和以太坊L2发展的推进,这些重要进展很可能会为模块化链赢得更高的关注度。

此外,我们观察到以太坊Rollup在DA方面的模块化尝试比较多。它们都试图通过比较中心化的群体,如Guardians(代币质押者)、DAC(数据可用性委员会)来维护链下DA,从而解决文章开头所说的链上DA高成本的问题。这对于有高频交易需求的以太坊交易场景而言也不失为好的解决方案。

在不同的场景和需求下,我们需要对去中心化、性能等有不同的倾斜和权衡。所以在模块化链生态中,我们应该也能看到不同的选择。甚至未来,像BNB Chain、Solana生态或许也会进行模块化尝试。

不过在所有这一切发生之前,Celestia等初期的模块化链将最先面临市场的检验,模块化链也可能带来一些新的问题。例如,它们在相互连接时,以及它们在和L1连接时是否引入新的安全性问题,例如,模块化链是否也打碎了原来以太坊DAPP间的可组合性,这些问题需要如何解决?

我们看好模块化公链赛道的发展,我们也期待这个赛道出现更多的创新。

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