! [YBB Capital: Blockchain modular: uma nova perspetiva sobre disputas de camada funcional e economia de DA] (https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-7f230462a9-2846c5e0e6-dd1a6f-69ad2a.webp)
Originalmente escrito por Zeke, YBB Capital
Prefácio
O dilema triangular do blockchain sempre foi uma lacuna intransponível na indústria no passado, e sucessivos projetos de cadeia pública sempre querem tentar cruzar essa lacuna através do design de diferentes arquiteturas e se tornar o chamado "assassino do Ethereum". No entanto, a verdade é cruel, o status do Ethereum sob uma pessoa nunca foi superado por tantos anos, e o triângulo impossível do blockchain ainda é inquebrável. Então, existe uma maneira de a cadeia pública preencher sua lacuna para preencher o triângulo impossível? Foi aí que nasceu a ideia de Mustafa Albasan para um blockchain modular.
A origem da modularidade
As blockchains modulares nasceram de dois white papers e, em 2018, Mustafa Albasan foi coautor de um artigo chamado "Data Availability Sampling and Fraud Proofs" com a Vitalik. O artigo descreve uma solução para a escalabilidade de blockchains sem sacrificar a segurança e a descentralização, permitindo que clientes leves recebam e verifiquem provas fraudulentas de nós completos e projetando um sistema proof-of-the-box para disponibilidade de dados que reduz o trade-off entre capacidade on-chain e segurança.
Então, em 2019, quando Mustafa Albasan escreveu o white paper para Lazy Ledger, ele detalhou uma nova arquitetura em que o blockchain é usado apenas para classificar e garantir a disponibilidade de dados de transações, e não é responsável pela execução e verificação de transações. O objetivo da arquitetura é resolver o problema de escalabilidade dos sistemas blockchain existentes. Na época, ele chamou isso de "cliente de contrato inteligente".
A execução de contratos inteligentes é executada neste cliente através de outra camada de execução, que é o protótipo da Celestia. O advento do Rollup mais tarde tornou a ideia mais certa. Porque a lógica do Rollup é executar o contrato inteligente off-chain e, em seguida, agregar os resultados como prova para carregar na camada de execução do "cliente".
Ao repensar a arquitetura do blockchain e novas tecnologias de escala, ele definiu um novo paradigma e o chamou de "Blockchain modular".
O que é um blockchain modular
A arquitetura de um blockchain monolítico tradicional geralmente consiste em quatro camadas funcionais:
Camada de execução – A camada de execução é a principal responsável pelo processamento de transações e execução de contratos inteligentes. Inclui a verificação, execução e atualização do estado das transações;
Camada de disponibilidade de dados – A camada de disponibilidade de dados é responsável por garantir que os dados na rede possam ser acessados e verificados em um blockchain modular. Geralmente inclui funções como armazenamento, transmissão e verificação de dados para garantir transparência e confiança na rede blockchain;
Camada de consenso – responsável pelo acordo entre nós para alcançar a consistência dos dados e transações na rede. Valida transações e cria novos blocos através de algoritmos de consenso específicos como Proof of Work (PoW) ou Proof of Stake (PoS);
Camada de liquidação - responsável por concluir a liquidação final das transações, garantindo que a transferência e o registro de ativos sejam permanentemente armazenados no blockchain, e determinando o estado final do blockchain.
Blockchains monolíticos permitem que esses componentes trabalhem juntos no mesmo sistema, e essa abordagem de design altamente integrada inevitavelmente leva a problemas inerentes, como baixa escalabilidade, pouca flexibilidade e dificuldade de manutenção e atualização.
Celestia acredita que as blockchains monolíticas já não precisam de fazer tudo sozinhas. A evolução futura da Web3 será uma "blockchain modular" que cria um sistema mais otimizado, modularizando o blockchain e distribuindo seus processos em várias "camadas dedicadas", cada uma das quais é responsável por lidar com uma camada funcional específica, e esse sistema deve ser independente, seguro e escalável.
Princípios de design modular
Um design é modular se dividir o sistema em partes menores que podem ser trocadas ou substituídas. A ideia central é concentrar-se em fazer parte da coisa bem (a operação de algumas camadas funcionais ou individuais), em vez de tentar fazer tudo. Se tomarmos os projetos que conhecemos no passado como exemplos, Cosmos Zones e Polkadot Parachains podem realmente ser considerados como uma espécie de modularidade.
Novas perspetivas
Com base na nova perspetiva de modularidade, o espaço para o redesenho do blockchain monolítico e da pilha modular à qual pertence será muito melhorado. Blockchains modulares com diferentes usos e arquiteturas podem trabalhar juntos em combinação. Com a possibilidade de designs diversos, esta pista também deu origem a muitos projetos interessantes e inovadores. A seguir, discutiremos a controvérsia atual sobre as diferentes camadas funcionais e como Celestia interpreta a "modularidade" a partir de uma perspetiva modular.
Uma camada de execução centrada em Ethereum
Se pensarmos no Rollup como uma camada de execução modular, descobriremos que os projetos da camada de execução modular são quase sempre construídos em Ethereum. A razão para isso é naturalmente evidente, o Ethereum tem muitos recursos como fosso e o grau de descentralização é o mais forte nas opções, mas sua escalabilidade é muito pobre, por isso tem grande potencial no redesenho da camada funcional. A partir da comparação sombria da recém-lançada cadeia pública de linguagem Move (Aptos, Sui) em comparação com a grandeza sem precedentes da Camada 2 no Ethereum, não é difícil ver que a narrativa de infraestrutura do blockchain também mudou de ser uma cadeia pública para ser uma Camada 2 para Ethereum. Então a existência da modularidade é boa ou má? A camada de execução centrada no Ethereum sufoca a inovação em blockchains públicas?
Imagem de escala Blockchain
Primeiro, do ponto de vista da camada de execução, a cadeia existente é reclassificada. O artigo de Nosleepjon "Os Dois Sóis de Tatooine" é citado aqui para ilustrar a classificação atual da camada de execução de blockchains.
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As blockchains atuais podem ser divididas em quatro categorias:
Blockchain monolítico de thread único: Um blockchain monolítico que processa uma transação de cada vez. A maioria deles mudou para Rollup ou roteiros de dimensionamento horizontal devido a limitações.
Blockchain modular de processamento paralelo: um blockchain modular que processa várias transações ao mesmo tempo.
Projetos representativos: Eclipse, Fuel
Arquitetura monolítica de processamento paralelo VS arquitetura modular
Há muitos argumentos para qual abordagem adotar, especialmente entre os conceitos de modularidade e processamento paralelo geral. As fações também são divididas em três tipos:
Campo modular: Os defensores da modularidade (e principalmente do Ethereum) acreditam que blockchains monolíticos não podem resolver o triângulo impossível de blockchains. O empilhamento de Lego no Ethereum é escalável sob a premissa de segurança e descentralização. E a modularidade permite mais controlo e personalização.
Campo de processamento paralelo monolítico: Este campo (citando Kodi e café expresso em Monolithic vs Modularity: Who is the Future of Blockchain?) A nova arquitetura de cadeia pública (sistema Move, Solona, etc.) com processamento paralelo monolítico tem um alto grau de integração, e o desempenho geral será melhor do que o design modular fragmentado, e a arquitetura modular não é segura, especialmente se for necessário um grande número de comunicação entre cadeias e a superfície de ataque dos hackers for mais ampla.
Campo neutro: Claro, também há neutros que acreditam que os dois podem eventualmente coexistir. Por exemplo, Nosleepjon acredita que o final deste jogo é: os dois têm suas próprias vantagens, a competição da cadeia pública ainda existirá, e a competição entre Rollup competirá entre si.
Fim de Jogo
O foco desta questão pode realmente ser simplificado para saber se as desvantagens de atrito da modularidade (insegurança entre cadeias, influência do sistema, etc.) são maiores do que a centralização da nova cadeia pública. Do ponto de vista do mercado, este debate, quer se trate das deficiências do encomendador centralizado da Rollup ou dos possíveis perigos das pontes de cadeia cruzada, não fez com que as pessoas se voltassem para novas cadeias públicas. É porque esses problemas parecem ter espaço para melhorias no momento, e a nova cadeia pública não pode copiar o enorme fosso ecológico e as vantagens de descentralização na cadeia Ethereum.
Por outro lado, embora a nova cadeia pública tenha as vantagens de desempenho e integração em termos de arquitetura, é ecologicamente uma simples bifurcação do ecossistema Ethereum, com muita homogeneidade e falta de liquidez. Não há nenhum aplicativo exclusivo que possa refletir suas próprias vantagens arquitetônicas e, naturalmente, não há razão para as pessoas terem que desistir do ecossistema Ethereum. A plasticidade do Rollup é alta o suficiente, e ainda há muito espaço para melhorias no futuro Rollup da nova arquitetura. Quando o Rollup também tem a maioria das vantagens de uma cadeia não-EVM, a situação do "verão Solana" é difícil de acontecer mais tarde. Então, sobre essa questão, acho que a desvantagem de atrito da modularidade é menor do que o problema da centralização da cadeia pública. A situação neutra parece não existir, o efeito sifão do Ethereum será como o "iPhone", atraindo um grande número de desenvolvedores que se concentram na escalabilidade para a segunda camada, e a nova cadeia pública se tornará uma cidade fantasma.
Em relação ao futuro da infraestrutura, estou sem dúvida mais inclinado à modularidade, e a separação e expansão do Ethereum também será o início do jogo de cadeia pública EndGame, onde a Camada 2 compete pela cadeia universal, e a Camada 3 compete pela cadeia de superaplicações.
A situação atual de projetos sendo financiados no mercado primário também confirma isso, além de um grande número de projetos de segunda camada Ethereum, é o projeto de expansão do Bitcoin, e a nova cadeia pública é quase invisível.
Mas, novamente, a indústria sempre foi construída sobre Ethereum, e a tendência agora cheira a excesso de concentração, isso é realmente bom? A falta de concorrência fará com que uma indústria fique estagnada, e a indústria precisa de diversidade e de mais escolha. Mas como a nova cadeia pública cria os sinais de quebra do jogo não foi visto até agora. Enquanto o Ethereum continua a melhorar suas próprias deficiências, como encontrar uma lacuna maior para fazer ataques precisos é uma questão-chave para sistemas não-EVM.
Arena para esquemas de DA
Depois de falar sobre a controvérsia na camada de execução, vamos olhar para a controvérsia sobre a camada de disponibilidade de dados (camada DA), e o debate sobre qual solução de disponibilidade de dados o Rollup deve adotar tem sido um tópico quente na indústria recentemente, causado por um tweet de Dankrad Feist, pesquisador do Fundo Ethereum. E deixar claro na opinião que o Rollup que não usa Ethereum DA não é a Camada 2, então as guerras passadas da Camada 1 evoluirão para uma guerra entre a Camada 2 ortodoxa (usando Ethereum DA) e a Camada 2 heterodoxa? Portanto, existem atualmente três soluções principais para DA na indústria:
Um. Cadeia pública como camada de liquidação
Tomando o Ethereum como exemplo, as taxas enviadas ao Ethereum quando o Rollup faz uma transação incluem principalmente as seguintes categorias:
Taxa de Execução: Compensação pelos recursos informáticos necessários para executar uma transação. Inclui a taxa de gás necessária para executar a transação, que geralmente é proporcional à complexidade da transação e ao tempo de execução. No Rollup, as taxas de execução podem incluir taxas para executar transações off-chain, bem como taxas para gerar e verificar provas de transações;
State Fee: A taxa estadual está associada à atualização do estado na cadeia principal do Ethereum. No Rollup, isso inclui o custo de comprometer a nova raiz de estado na cadeia principal. Sempre que o agregador Rollup gera uma nova raiz de estado e a confirma na cadeia principal, uma taxa de estado é incorrida. Esta taxa pode ser proporcional à frequência e complexidade das atualizações de estado;
Taxa de Disponibilidade de Dados: O custo de publicação de dados na Camada 1.
Entre essas taxas, as taxas de disponibilidade de dados representam a maior proporção e são caras, como a altíssima taxa de gás da Arbitrum de 376,8 ETH em um único dia devido ao aumento nas taxas de gás do Ethereum em 6 de maio deste ano.
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Isso ocorre porque o Rollup carrega dados para Ethereum na forma de Calldata e os armazena permanentemente, por isso é muito caro. Mas o benefício é a melhor segurança e legitimidade dos três cenários, e a atual redução de custos neste cenário está pendente da atualização EIP-4844 para a atualização de Cancun. Introduzindo o formato de transação de transações de transporte de Blob. Torne o formato de transação um local de blob adicional que possa ser usado para armazenar dados da Camada 2 em comparação com o formato de transação normal. Além disso, os dados de blob são excluídos pelo nó após um mês, resultando em economias significativas de armazenamento.
Blob é um formato de transação que fornece disponibilidade de dados mais barata do que Calldata. Há duas razões principais: por um lado, o Callda existe em cargas úteis de ution, e os dados de blob são armazenados em nós Prysm ou nós Lighthouse (não em Geth), o que consome muito mais recursos do que o Calldata precisa para ser lido por contratos; Os dados de Blob, por outro lado, são armazenamento de curto prazo, e o nó exclui os dados de blob após um mês. No entanto, o seu custo do gás continuará a ser mais elevado do que as duas últimas opções.
Modo DA Validiums**
Para Rollup do tipo de cadeia de aplicativos (como dYdX, Immutable, etc.), eles geralmente usam o mecanismo de extensibilidade de segunda camada lançado pelo projeto Rollup principal (o mais atual é StarkEx, mas os projetos principais da série ZK têm um esquema semelhante). No modo DA, devido à maior quantidade de computação da cadeia de aplicativos, eles estão mais inclinados a usar Validiums, uma solução de baixo custo e alto rendimento. O Validiums foi projetado para utilizar a disponibilidade e computação de dados off-chain, semelhante ao ZK-Rollup, emitindo provas de conhecimento zero para verificar transações off-chain no Ethereum. No entanto, ao contrário do ZK-Rollup, que mantém os dados on-chain, o Validiums mantém os dados off-chain, o que reduz as taxas em 90% em comparação com o uso do Ethereum, tornando-se a solução mais econômica no caso de opções.
Mas como os dados permanecem fora da cadeia, os operadores físicos da Validium podem congelar os fundos dos usuários. Para evitar casos extremos, um esquema adicional de Comitês de Disponibilidade de Dados (DAC) deve ser introduzido, e o DAC deve confirmar que recebeu dados assinando cada atualização para o estado por seu quórum. Esta é uma prática controversa porque primeiro é preciso confiar na segurança da entidade e não na cadeia. Dankrad Feist (o criador do EIP-4844 acima) nomeou diretamente esse esquema em um tweet.
Três. Modular DA
Do ponto de vista da modularidade, o redesenho da camada DA tem uma variedade de maneiras, o que pode levar a diferentes projetos de diferentes implementações, de modo que a descrição detalhada do projeto modular DA requer muito espaço, e aqui Celestia é representada como a descrição do projeto DA.
Celestia
No início do artigo, como a primeira proponente do conceito modular de blockchain, Celestia é o projeto mais conhecido e inicial na pista. Sua visão visa resolver o problema da escalabilidade e modularidade do blockchain. Celestia dá aos desenvolvedores mais flexibilidade, tornando mais fácil para eles implantar e manter aplicativos blockchain. Ao mesmo tempo, está reduzindo o custo e a complexidade da implantação do blockchain, fornecendo aos criadores e desenvolvedores de blockchain dApp uma arquitetura de blockchain modular e escalável para suportar as necessidades de uma variedade de aplicativos e serviços.
Como funciona e arquitetura
Execução de dissociação: A lógica da Celestia é dividir o protocolo em diferentes camadas, cada uma com foco em uma função específica, e então essas camadas podem ser recombinadas para construir blockchains e aplicativos. Celestia concentra-se nas camadas de consenso e disponibilidade de dados dentro da hierarquia. Semelhante a alguns Layer 1s, Celestia usa o algoritmo de consenso Byzantine Fault Tolerant (BFT) Tendermint para classificar transações, mas ao contrário de outros Layer 1s. A Celestia não raciocina sobre a validade da transação, nem executa transações, apenas a ordenação em pacotes e a transmissão de transações, e todas as regras de validade da transação são impostas pelo nó Rollup no lado do cliente (ou seja, dissociando a camada de consenso e a camada de execução). Em seguida, preste atenção a um ponto-chave, "não raciocine sobre a validade da transação". Ou seja, blocos maliciosos que ocultam dados de transações também podem ser publicados no Celestia. Então, como deve ser implementado o processo de verificação? Celestia introduz dois núcleos aqui, codificação bidimensional Reed-Solomon e Data Availability Sampling (DAS).
! [YBB Capital: Blockchain modular: uma nova perspetiva sobre disputas de camada funcional e economia de DA] (https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-7f230462a9-c2c36a6984-dd1a6f-69ad2a.webp) Arquitetura geral do blockchain monolítico vs. arquitetura modular da Celestia
DAS: Este cenário é usado por nós leves para verificar a disponibilidade de dados de bloco, o que não requer que os nós baixem o bloco inteiro. Apenas parte dos dados do bloco de amostra é necessária (a implementação específica precisa ser codificada por 2D Reed-Solomon, que será explicado em mais detalhes abaixo). Ao contrário do DAC mencionado acima, o DAS não precisa confiar na segurança da entidade, desde que a cadeia seja descentralizada o suficiente para que os dados sejam confiáveis.
Codificação 2D Reed-Solomon (codificação de apagamento) :* *A ideia básica da codificação 2D Reed-Solomon é aplicar a codificação Reed-Solomon a linhas e colunas. Desta forma, até mesmo erros em algumas linhas e colunas de dados bidimensionais podem ser corrigidos. Em seguida, codificando os dados do bloco, os dados do bloco são divididos em blocos kk, organizados em matrizes kk e estendidos para 2 k 2 k matrizes estendidas por múltiplas codificações Reed-Salomão. 4 k raízes Merkel independentes para linhas e colunas da matriz estendida; As raízes Merkle dessas raízes são usadas como promessas de dados de bloco no cabeçalho do bloco. Os nós de luz Celestia amostram blocos de 2 k 2 k. Cada nó de luz seleciona aleatoriamente um conjunto exclusivo de coordenadas na matriz estendida e consulta o nó completo em busca de blocos de dados sobre essas coordenadas e a prova de Merkle correspondente. Cada bloco de dados recebido com a prova correta de Merkel é transmitido para a rede.
Se você abstrair algum entendimento, também pode dizer que os dados em partes são divididos em uma matriz quadrada (por exemplo, 8 x 8) e, codificando, linhas e colunas adicionais de "soma de verificação" são adicionadas aos dados originais para formar uma matriz quadrada maior (16 x 16). Através da amostragem aleatória de alguns dos dados nesta grande matriz quadrada e da verificação da sua precisão, a integridade e a disponibilidade dos dados globais podem ser asseguradas. Mesmo que parte dos dados seja perdida ou corrompida, todo o bloco de dados ainda pode ser recuperado com os dados de verificação.
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Dimensionamento de blocos: Celestia escala à medida que o número de nós de luz aumenta. Enquanto houver nós suficientes na rede para amostragem de todo o bloco, Celestia permanecerá seguro. Isso significa que, à medida que mais nós se juntam à rede para amostragem, o tamanho do bloco pode aumentar de acordo sem sacrificar a segurança ou a descentralização. Fazer isso em blockchains tradicionais sacrifica a descentralização, já que blocos maiores adicionam maiores requisitos de hardware para que os nós baixem e verifiquem dados.
Sovereign Rollup: Este também é um conceito pioneiro pela Celestia, combinando elementos de vários designs de blockchain, incluindo o blockchain de Camada 1, Rollup e as primeiras redes Bitcoin como Mastercoin. A principal diferença entre rollups soberanos e rollups de contratos inteligentes (OP, ARB, ZKS, etc.) é a forma como as transações são verificadas. No rollup de contratos inteligentes, as transações são verificadas por contratos inteligentes no Ethereum. Em vez disso, em um pacote cumulativo soberano, os nós do próprio pacote cumulativo validam as transações.
O Sovereign Rollup publica suas transações em outro blockchain, como o Celestia, para classificação e disponibilidade de dados. Em seguida, o nó soberano Rollup determina a cadeia correta. Esse design permite que os pacotes cumulativos soberanos herdem vários aspetos de segurança da camada de disponibilidade de dados (DA), incluindo vivacidade, segurança, resistência à reorganização e resistência à censura.
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Para o pacote cumulativo de contratos inteligentes, a atualização depende do contrato inteligente na camada de liquidação. A atualização do Rollup requer a alteração do contrato inteligente. A assinatura múltipla pode ser necessária para controlar quem pode iniciar atualizações para o contrato inteligente. Embora seja comum que as equipes controlem o escalonamento de várias assinaturas, as multiassinaturas podem ser controladas por meio de governança. Uma vez que os contratos inteligentes existem na camada de liquidação, eles também estão sujeitos ao consenso social da camada de liquidação.
Os rollups soberanos são atualizados através de forks como blockchains de camada 1. Quando uma nova versão de software é lançada, os nós podem optar por atualizar seu software para a versão mais recente. Se os nós não concordarem com a atualização, eles podem continuar a usar o software antigo. Forneça a opção de permitir que a comunidade, as pessoas que executam os nós, decidam se concordam com as novas alterações. Mesmo que a maioria dos nós seja atualizada, eles não podem ser forçados a aceitar a atualização. Em comparação com os pacotes cumulativos de contratos inteligentes, esse recurso torna os pacotes cumulativos soberanos "soberanos".
A Quantum Gravity Bridge (QGB) :* um componente-chave do ecossistema Celestia, que atua como uma ponte entre Celestia e Ethereum (ou outras cadeias EVM L1) para a transferência de dados e ativos entre as duas redes. Ao introduzir o conceito de Celestium (EVM L2 Rollup), a disponibilidade de dados é usada com a Celestia, mas liquidada no Ethereum. Isso permite aproveitar as vantagens de ambas as redes: a escalabilidade e disponibilidade de dados da Celestia, e a segurança e descentralização do Ethereum.
Os validadores no Celestia podem executar QGB, permitindo que o Celestium forneça fortes garantias de disponibilidade de dados para dados de bloco a uma fração do custo Calldata do Ethereum.
O QGB é uma parte fundamental da visão da Celestia para alcançar um ecossistema blockchain escalável, seguro e descentralizado. Permite a interoperabilidade necessária para o futuro da tecnologia blockchain. O projeto também está atualmente produzindo ZK QGB para reduzir ainda mais o custo do gás de verificação.
DA Economia
Vamos falar sobre quanto valor econômico DA tem.
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Esta suposição é baseada na estimativa da Polygon Hermez de que eles eventualmente precisarão de apenas 14 bytes por transação, e que na especificação atual de Danksharding de 1,3 MB / s, o TPS da Laeyr 2 pode chegar a cerca de 100.000, então a receita esperada chegará a um valor impressionante de US $ 30 bilhões.
Sob um bolo tão grande, as futuras disputas do mercado de DA serão muito acirradas. Atualmente, além das três soluções principais, os projetos de escalonamento de divisão Layer 3, zkPorter e vários projetos modulares de DA da Stark se juntarão à guerra. Então, a partir dos projetos de Camada 2 existentes, a cadeia universal está completamente inclinada a usar Ethereum DA. As cadeias de aplicação e as cadeias de cauda longa serão os principais clientes da "AD heterodoxa". Minha opinião pessoal é que o DA modular e a Camada 3 em breve serão a escolha principal no futuro.
Conclusão
Avançar na descentralização ainda é o conceito mainstream desta indústria, blockchain modular é essencialmente uma extensão do valor do Ethereum, mas também uma tentativa de quebrar o triângulo impossível do blockchain, embora o design seja cheio de diversidade, mas também torna a construção mais pesada e complicada. Na construção modular, como os módulos têm uma variedade de opções, o risco de módulos diferentes é uma caixa cega, e como construir um sistema modular mais estável é algo que precisa de atenção. Por outro lado, o impacto é que dezenas de camadas 2 também fragmentarão a liquidez novamente impulsionada pela tendência de modularização, e a comunicação entre cadeias e a segurança também serão o foco no futuro. A modularidade do BTC também é uma direção quente recentemente, e existem algumas soluções ligeiramente viáveis, que também podem ser devidamente afetadas.
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YBB Capital: Blockchain Modular – Uma Nova Perspetiva sobre Disputas de Camada Funcional e Economia de DA
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Originalmente escrito por Zeke, YBB Capital
Prefácio
O dilema triangular do blockchain sempre foi uma lacuna intransponível na indústria no passado, e sucessivos projetos de cadeia pública sempre querem tentar cruzar essa lacuna através do design de diferentes arquiteturas e se tornar o chamado "assassino do Ethereum". No entanto, a verdade é cruel, o status do Ethereum sob uma pessoa nunca foi superado por tantos anos, e o triângulo impossível do blockchain ainda é inquebrável. Então, existe uma maneira de a cadeia pública preencher sua lacuna para preencher o triângulo impossível? Foi aí que nasceu a ideia de Mustafa Albasan para um blockchain modular.
A origem da modularidade
As blockchains modulares nasceram de dois white papers e, em 2018, Mustafa Albasan foi coautor de um artigo chamado "Data Availability Sampling and Fraud Proofs" com a Vitalik. O artigo descreve uma solução para a escalabilidade de blockchains sem sacrificar a segurança e a descentralização, permitindo que clientes leves recebam e verifiquem provas fraudulentas de nós completos e projetando um sistema proof-of-the-box para disponibilidade de dados que reduz o trade-off entre capacidade on-chain e segurança.
Então, em 2019, quando Mustafa Albasan escreveu o white paper para Lazy Ledger, ele detalhou uma nova arquitetura em que o blockchain é usado apenas para classificar e garantir a disponibilidade de dados de transações, e não é responsável pela execução e verificação de transações. O objetivo da arquitetura é resolver o problema de escalabilidade dos sistemas blockchain existentes. Na época, ele chamou isso de "cliente de contrato inteligente".
A execução de contratos inteligentes é executada neste cliente através de outra camada de execução, que é o protótipo da Celestia. O advento do Rollup mais tarde tornou a ideia mais certa. Porque a lógica do Rollup é executar o contrato inteligente off-chain e, em seguida, agregar os resultados como prova para carregar na camada de execução do "cliente".
Ao repensar a arquitetura do blockchain e novas tecnologias de escala, ele definiu um novo paradigma e o chamou de "Blockchain modular".
O que é um blockchain modular
A arquitetura de um blockchain monolítico tradicional geralmente consiste em quatro camadas funcionais:
Camada de execução – A camada de execução é a principal responsável pelo processamento de transações e execução de contratos inteligentes. Inclui a verificação, execução e atualização do estado das transações; Camada de disponibilidade de dados – A camada de disponibilidade de dados é responsável por garantir que os dados na rede possam ser acessados e verificados em um blockchain modular. Geralmente inclui funções como armazenamento, transmissão e verificação de dados para garantir transparência e confiança na rede blockchain;
Blockchains monolíticos permitem que esses componentes trabalhem juntos no mesmo sistema, e essa abordagem de design altamente integrada inevitavelmente leva a problemas inerentes, como baixa escalabilidade, pouca flexibilidade e dificuldade de manutenção e atualização.
Celestia acredita que as blockchains monolíticas já não precisam de fazer tudo sozinhas. A evolução futura da Web3 será uma "blockchain modular" que cria um sistema mais otimizado, modularizando o blockchain e distribuindo seus processos em várias "camadas dedicadas", cada uma das quais é responsável por lidar com uma camada funcional específica, e esse sistema deve ser independente, seguro e escalável.
Princípios de design modular
Um design é modular se dividir o sistema em partes menores que podem ser trocadas ou substituídas. A ideia central é concentrar-se em fazer parte da coisa bem (a operação de algumas camadas funcionais ou individuais), em vez de tentar fazer tudo. Se tomarmos os projetos que conhecemos no passado como exemplos, Cosmos Zones e Polkadot Parachains podem realmente ser considerados como uma espécie de modularidade.
Novas perspetivas
Com base na nova perspetiva de modularidade, o espaço para o redesenho do blockchain monolítico e da pilha modular à qual pertence será muito melhorado. Blockchains modulares com diferentes usos e arquiteturas podem trabalhar juntos em combinação. Com a possibilidade de designs diversos, esta pista também deu origem a muitos projetos interessantes e inovadores. A seguir, discutiremos a controvérsia atual sobre as diferentes camadas funcionais e como Celestia interpreta a "modularidade" a partir de uma perspetiva modular.
Uma camada de execução centrada em Ethereum
Se pensarmos no Rollup como uma camada de execução modular, descobriremos que os projetos da camada de execução modular são quase sempre construídos em Ethereum. A razão para isso é naturalmente evidente, o Ethereum tem muitos recursos como fosso e o grau de descentralização é o mais forte nas opções, mas sua escalabilidade é muito pobre, por isso tem grande potencial no redesenho da camada funcional. A partir da comparação sombria da recém-lançada cadeia pública de linguagem Move (Aptos, Sui) em comparação com a grandeza sem precedentes da Camada 2 no Ethereum, não é difícil ver que a narrativa de infraestrutura do blockchain também mudou de ser uma cadeia pública para ser uma Camada 2 para Ethereum. Então a existência da modularidade é boa ou má? A camada de execução centrada no Ethereum sufoca a inovação em blockchains públicas?
Imagem de escala Blockchain
Primeiro, do ponto de vista da camada de execução, a cadeia existente é reclassificada. O artigo de Nosleepjon "Os Dois Sóis de Tatooine" é citado aqui para ilustrar a classificação atual da camada de execução de blockchains.
! [YBB Capital: Blockchain modular: uma nova perspetiva sobre disputas de camada funcional e economia de DA] (https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-7f230462a9-39e5928dc0-dd1a6f-69ad2a.webp)
As blockchains atuais podem ser divididas em quatro categorias:
Projetos representativos: Ethereum, Polygon, BNB Chain, Avalanche
Projetos representativos: Solana, Monad, Aptos, Sui
Projetos representativos: Arbitrum, Optimism, zkSync, Starknet
Projetos representativos: Eclipse, Fuel
Arquitetura monolítica de processamento paralelo VS arquitetura modular
Há muitos argumentos para qual abordagem adotar, especialmente entre os conceitos de modularidade e processamento paralelo geral. As fações também são divididas em três tipos:
Campo modular: Os defensores da modularidade (e principalmente do Ethereum) acreditam que blockchains monolíticos não podem resolver o triângulo impossível de blockchains. O empilhamento de Lego no Ethereum é escalável sob a premissa de segurança e descentralização. E a modularidade permite mais controlo e personalização.
Campo de processamento paralelo monolítico: Este campo (citando Kodi e café expresso em Monolithic vs Modularity: Who is the Future of Blockchain?) A nova arquitetura de cadeia pública (sistema Move, Solona, etc.) com processamento paralelo monolítico tem um alto grau de integração, e o desempenho geral será melhor do que o design modular fragmentado, e a arquitetura modular não é segura, especialmente se for necessário um grande número de comunicação entre cadeias e a superfície de ataque dos hackers for mais ampla.
Campo neutro: Claro, também há neutros que acreditam que os dois podem eventualmente coexistir. Por exemplo, Nosleepjon acredita que o final deste jogo é: os dois têm suas próprias vantagens, a competição da cadeia pública ainda existirá, e a competição entre Rollup competirá entre si.
Fim de Jogo
O foco desta questão pode realmente ser simplificado para saber se as desvantagens de atrito da modularidade (insegurança entre cadeias, influência do sistema, etc.) são maiores do que a centralização da nova cadeia pública. Do ponto de vista do mercado, este debate, quer se trate das deficiências do encomendador centralizado da Rollup ou dos possíveis perigos das pontes de cadeia cruzada, não fez com que as pessoas se voltassem para novas cadeias públicas. É porque esses problemas parecem ter espaço para melhorias no momento, e a nova cadeia pública não pode copiar o enorme fosso ecológico e as vantagens de descentralização na cadeia Ethereum.
Por outro lado, embora a nova cadeia pública tenha as vantagens de desempenho e integração em termos de arquitetura, é ecologicamente uma simples bifurcação do ecossistema Ethereum, com muita homogeneidade e falta de liquidez. Não há nenhum aplicativo exclusivo que possa refletir suas próprias vantagens arquitetônicas e, naturalmente, não há razão para as pessoas terem que desistir do ecossistema Ethereum. A plasticidade do Rollup é alta o suficiente, e ainda há muito espaço para melhorias no futuro Rollup da nova arquitetura. Quando o Rollup também tem a maioria das vantagens de uma cadeia não-EVM, a situação do "verão Solana" é difícil de acontecer mais tarde. Então, sobre essa questão, acho que a desvantagem de atrito da modularidade é menor do que o problema da centralização da cadeia pública. A situação neutra parece não existir, o efeito sifão do Ethereum será como o "iPhone", atraindo um grande número de desenvolvedores que se concentram na escalabilidade para a segunda camada, e a nova cadeia pública se tornará uma cidade fantasma.
Em relação ao futuro da infraestrutura, estou sem dúvida mais inclinado à modularidade, e a separação e expansão do Ethereum também será o início do jogo de cadeia pública EndGame, onde a Camada 2 compete pela cadeia universal, e a Camada 3 compete pela cadeia de superaplicações.
A situação atual de projetos sendo financiados no mercado primário também confirma isso, além de um grande número de projetos de segunda camada Ethereum, é o projeto de expansão do Bitcoin, e a nova cadeia pública é quase invisível.
Mas, novamente, a indústria sempre foi construída sobre Ethereum, e a tendência agora cheira a excesso de concentração, isso é realmente bom? A falta de concorrência fará com que uma indústria fique estagnada, e a indústria precisa de diversidade e de mais escolha. Mas como a nova cadeia pública cria os sinais de quebra do jogo não foi visto até agora. Enquanto o Ethereum continua a melhorar suas próprias deficiências, como encontrar uma lacuna maior para fazer ataques precisos é uma questão-chave para sistemas não-EVM.
Arena para esquemas de DA
Depois de falar sobre a controvérsia na camada de execução, vamos olhar para a controvérsia sobre a camada de disponibilidade de dados (camada DA), e o debate sobre qual solução de disponibilidade de dados o Rollup deve adotar tem sido um tópico quente na indústria recentemente, causado por um tweet de Dankrad Feist, pesquisador do Fundo Ethereum. E deixar claro na opinião que o Rollup que não usa Ethereum DA não é a Camada 2, então as guerras passadas da Camada 1 evoluirão para uma guerra entre a Camada 2 ortodoxa (usando Ethereum DA) e a Camada 2 heterodoxa? Portanto, existem atualmente três soluções principais para DA na indústria:
Um. Cadeia pública como camada de liquidação
Tomando o Ethereum como exemplo, as taxas enviadas ao Ethereum quando o Rollup faz uma transação incluem principalmente as seguintes categorias:
Taxa de Execução: Compensação pelos recursos informáticos necessários para executar uma transação. Inclui a taxa de gás necessária para executar a transação, que geralmente é proporcional à complexidade da transação e ao tempo de execução. No Rollup, as taxas de execução podem incluir taxas para executar transações off-chain, bem como taxas para gerar e verificar provas de transações;
State Fee: A taxa estadual está associada à atualização do estado na cadeia principal do Ethereum. No Rollup, isso inclui o custo de comprometer a nova raiz de estado na cadeia principal. Sempre que o agregador Rollup gera uma nova raiz de estado e a confirma na cadeia principal, uma taxa de estado é incorrida. Esta taxa pode ser proporcional à frequência e complexidade das atualizações de estado;
Taxa de Disponibilidade de Dados: O custo de publicação de dados na Camada 1.
Entre essas taxas, as taxas de disponibilidade de dados representam a maior proporção e são caras, como a altíssima taxa de gás da Arbitrum de 376,8 ETH em um único dia devido ao aumento nas taxas de gás do Ethereum em 6 de maio deste ano.
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Isso ocorre porque o Rollup carrega dados para Ethereum na forma de Calldata e os armazena permanentemente, por isso é muito caro. Mas o benefício é a melhor segurança e legitimidade dos três cenários, e a atual redução de custos neste cenário está pendente da atualização EIP-4844 para a atualização de Cancun. Introduzindo o formato de transação de transações de transporte de Blob. Torne o formato de transação um local de blob adicional que possa ser usado para armazenar dados da Camada 2 em comparação com o formato de transação normal. Além disso, os dados de blob são excluídos pelo nó após um mês, resultando em economias significativas de armazenamento.
Blob é um formato de transação que fornece disponibilidade de dados mais barata do que Calldata. Há duas razões principais: por um lado, o Callda existe em cargas úteis de ution, e os dados de blob são armazenados em nós Prysm ou nós Lighthouse (não em Geth), o que consome muito mais recursos do que o Calldata precisa para ser lido por contratos; Os dados de Blob, por outro lado, são armazenamento de curto prazo, e o nó exclui os dados de blob após um mês. No entanto, o seu custo do gás continuará a ser mais elevado do que as duas últimas opções.
Modo DA Validiums**
Para Rollup do tipo de cadeia de aplicativos (como dYdX, Immutable, etc.), eles geralmente usam o mecanismo de extensibilidade de segunda camada lançado pelo projeto Rollup principal (o mais atual é StarkEx, mas os projetos principais da série ZK têm um esquema semelhante). No modo DA, devido à maior quantidade de computação da cadeia de aplicativos, eles estão mais inclinados a usar Validiums, uma solução de baixo custo e alto rendimento. O Validiums foi projetado para utilizar a disponibilidade e computação de dados off-chain, semelhante ao ZK-Rollup, emitindo provas de conhecimento zero para verificar transações off-chain no Ethereum. No entanto, ao contrário do ZK-Rollup, que mantém os dados on-chain, o Validiums mantém os dados off-chain, o que reduz as taxas em 90% em comparação com o uso do Ethereum, tornando-se a solução mais econômica no caso de opções.
Mas como os dados permanecem fora da cadeia, os operadores físicos da Validium podem congelar os fundos dos usuários. Para evitar casos extremos, um esquema adicional de Comitês de Disponibilidade de Dados (DAC) deve ser introduzido, e o DAC deve confirmar que recebeu dados assinando cada atualização para o estado por seu quórum. Esta é uma prática controversa porque primeiro é preciso confiar na segurança da entidade e não na cadeia. Dankrad Feist (o criador do EIP-4844 acima) nomeou diretamente esse esquema em um tweet.
Três. Modular DA
Do ponto de vista da modularidade, o redesenho da camada DA tem uma variedade de maneiras, o que pode levar a diferentes projetos de diferentes implementações, de modo que a descrição detalhada do projeto modular DA requer muito espaço, e aqui Celestia é representada como a descrição do projeto DA.
Celestia
No início do artigo, como a primeira proponente do conceito modular de blockchain, Celestia é o projeto mais conhecido e inicial na pista. Sua visão visa resolver o problema da escalabilidade e modularidade do blockchain. Celestia dá aos desenvolvedores mais flexibilidade, tornando mais fácil para eles implantar e manter aplicativos blockchain. Ao mesmo tempo, está reduzindo o custo e a complexidade da implantação do blockchain, fornecendo aos criadores e desenvolvedores de blockchain dApp uma arquitetura de blockchain modular e escalável para suportar as necessidades de uma variedade de aplicativos e serviços.
Como funciona e arquitetura
Execução de dissociação: A lógica da Celestia é dividir o protocolo em diferentes camadas, cada uma com foco em uma função específica, e então essas camadas podem ser recombinadas para construir blockchains e aplicativos. Celestia concentra-se nas camadas de consenso e disponibilidade de dados dentro da hierarquia. Semelhante a alguns Layer 1s, Celestia usa o algoritmo de consenso Byzantine Fault Tolerant (BFT) Tendermint para classificar transações, mas ao contrário de outros Layer 1s. A Celestia não raciocina sobre a validade da transação, nem executa transações, apenas a ordenação em pacotes e a transmissão de transações, e todas as regras de validade da transação são impostas pelo nó Rollup no lado do cliente (ou seja, dissociando a camada de consenso e a camada de execução). Em seguida, preste atenção a um ponto-chave, "não raciocine sobre a validade da transação". Ou seja, blocos maliciosos que ocultam dados de transações também podem ser publicados no Celestia. Então, como deve ser implementado o processo de verificação? Celestia introduz dois núcleos aqui, codificação bidimensional Reed-Solomon e Data Availability Sampling (DAS).
! [YBB Capital: Blockchain modular: uma nova perspetiva sobre disputas de camada funcional e economia de DA] (https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-7f230462a9-c2c36a6984-dd1a6f-69ad2a.webp) Arquitetura geral do blockchain monolítico vs. arquitetura modular da Celestia
DAS: Este cenário é usado por nós leves para verificar a disponibilidade de dados de bloco, o que não requer que os nós baixem o bloco inteiro. Apenas parte dos dados do bloco de amostra é necessária (a implementação específica precisa ser codificada por 2D Reed-Solomon, que será explicado em mais detalhes abaixo). Ao contrário do DAC mencionado acima, o DAS não precisa confiar na segurança da entidade, desde que a cadeia seja descentralizada o suficiente para que os dados sejam confiáveis.
Codificação 2D Reed-Solomon (codificação de apagamento) :* *A ideia básica da codificação 2D Reed-Solomon é aplicar a codificação Reed-Solomon a linhas e colunas. Desta forma, até mesmo erros em algumas linhas e colunas de dados bidimensionais podem ser corrigidos. Em seguida, codificando os dados do bloco, os dados do bloco são divididos em blocos kk, organizados em matrizes kk e estendidos para 2 k 2 k matrizes estendidas por múltiplas codificações Reed-Salomão. 4 k raízes Merkel independentes para linhas e colunas da matriz estendida; As raízes Merkle dessas raízes são usadas como promessas de dados de bloco no cabeçalho do bloco. Os nós de luz Celestia amostram blocos de 2 k 2 k. Cada nó de luz seleciona aleatoriamente um conjunto exclusivo de coordenadas na matriz estendida e consulta o nó completo em busca de blocos de dados sobre essas coordenadas e a prova de Merkle correspondente. Cada bloco de dados recebido com a prova correta de Merkel é transmitido para a rede.
Se você abstrair algum entendimento, também pode dizer que os dados em partes são divididos em uma matriz quadrada (por exemplo, 8 x 8) e, codificando, linhas e colunas adicionais de "soma de verificação" são adicionadas aos dados originais para formar uma matriz quadrada maior (16 x 16). Através da amostragem aleatória de alguns dos dados nesta grande matriz quadrada e da verificação da sua precisão, a integridade e a disponibilidade dos dados globais podem ser asseguradas. Mesmo que parte dos dados seja perdida ou corrompida, todo o bloco de dados ainda pode ser recuperado com os dados de verificação.
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Dimensionamento de blocos: Celestia escala à medida que o número de nós de luz aumenta. Enquanto houver nós suficientes na rede para amostragem de todo o bloco, Celestia permanecerá seguro. Isso significa que, à medida que mais nós se juntam à rede para amostragem, o tamanho do bloco pode aumentar de acordo sem sacrificar a segurança ou a descentralização. Fazer isso em blockchains tradicionais sacrifica a descentralização, já que blocos maiores adicionam maiores requisitos de hardware para que os nós baixem e verifiquem dados.
Sovereign Rollup: Este também é um conceito pioneiro pela Celestia, combinando elementos de vários designs de blockchain, incluindo o blockchain de Camada 1, Rollup e as primeiras redes Bitcoin como Mastercoin. A principal diferença entre rollups soberanos e rollups de contratos inteligentes (OP, ARB, ZKS, etc.) é a forma como as transações são verificadas. No rollup de contratos inteligentes, as transações são verificadas por contratos inteligentes no Ethereum. Em vez disso, em um pacote cumulativo soberano, os nós do próprio pacote cumulativo validam as transações.
O Sovereign Rollup publica suas transações em outro blockchain, como o Celestia, para classificação e disponibilidade de dados. Em seguida, o nó soberano Rollup determina a cadeia correta. Esse design permite que os pacotes cumulativos soberanos herdem vários aspetos de segurança da camada de disponibilidade de dados (DA), incluindo vivacidade, segurança, resistência à reorganização e resistência à censura.
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Para o pacote cumulativo de contratos inteligentes, a atualização depende do contrato inteligente na camada de liquidação. A atualização do Rollup requer a alteração do contrato inteligente. A assinatura múltipla pode ser necessária para controlar quem pode iniciar atualizações para o contrato inteligente. Embora seja comum que as equipes controlem o escalonamento de várias assinaturas, as multiassinaturas podem ser controladas por meio de governança. Uma vez que os contratos inteligentes existem na camada de liquidação, eles também estão sujeitos ao consenso social da camada de liquidação.
Os rollups soberanos são atualizados através de forks como blockchains de camada 1. Quando uma nova versão de software é lançada, os nós podem optar por atualizar seu software para a versão mais recente. Se os nós não concordarem com a atualização, eles podem continuar a usar o software antigo. Forneça a opção de permitir que a comunidade, as pessoas que executam os nós, decidam se concordam com as novas alterações. Mesmo que a maioria dos nós seja atualizada, eles não podem ser forçados a aceitar a atualização. Em comparação com os pacotes cumulativos de contratos inteligentes, esse recurso torna os pacotes cumulativos soberanos "soberanos".
A Quantum Gravity Bridge (QGB) :* um componente-chave do ecossistema Celestia, que atua como uma ponte entre Celestia e Ethereum (ou outras cadeias EVM L1) para a transferência de dados e ativos entre as duas redes. Ao introduzir o conceito de Celestium (EVM L2 Rollup), a disponibilidade de dados é usada com a Celestia, mas liquidada no Ethereum. Isso permite aproveitar as vantagens de ambas as redes: a escalabilidade e disponibilidade de dados da Celestia, e a segurança e descentralização do Ethereum.
Os validadores no Celestia podem executar QGB, permitindo que o Celestium forneça fortes garantias de disponibilidade de dados para dados de bloco a uma fração do custo Calldata do Ethereum.
O QGB é uma parte fundamental da visão da Celestia para alcançar um ecossistema blockchain escalável, seguro e descentralizado. Permite a interoperabilidade necessária para o futuro da tecnologia blockchain. O projeto também está atualmente produzindo ZK QGB para reduzir ainda mais o custo do gás de verificação.
DA Economia
Vamos falar sobre quanto valor econômico DA tem.
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Esta suposição é baseada na estimativa da Polygon Hermez de que eles eventualmente precisarão de apenas 14 bytes por transação, e que na especificação atual de Danksharding de 1,3 MB / s, o TPS da Laeyr 2 pode chegar a cerca de 100.000, então a receita esperada chegará a um valor impressionante de US $ 30 bilhões.
Sob um bolo tão grande, as futuras disputas do mercado de DA serão muito acirradas. Atualmente, além das três soluções principais, os projetos de escalonamento de divisão Layer 3, zkPorter e vários projetos modulares de DA da Stark se juntarão à guerra. Então, a partir dos projetos de Camada 2 existentes, a cadeia universal está completamente inclinada a usar Ethereum DA. As cadeias de aplicação e as cadeias de cauda longa serão os principais clientes da "AD heterodoxa". Minha opinião pessoal é que o DA modular e a Camada 3 em breve serão a escolha principal no futuro.
Conclusão
Avançar na descentralização ainda é o conceito mainstream desta indústria, blockchain modular é essencialmente uma extensão do valor do Ethereum, mas também uma tentativa de quebrar o triângulo impossível do blockchain, embora o design seja cheio de diversidade, mas também torna a construção mais pesada e complicada. Na construção modular, como os módulos têm uma variedade de opções, o risco de módulos diferentes é uma caixa cega, e como construir um sistema modular mais estável é algo que precisa de atenção. Por outro lado, o impacto é que dezenas de camadas 2 também fragmentarão a liquidez novamente impulsionada pela tendência de modularização, e a comunicação entre cadeias e a segurança também serão o foco no futuro. A modularidade do BTC também é uma direção quente recentemente, e existem algumas soluções ligeiramente viáveis, que também podem ser devidamente afetadas.