模塊化和整體式區塊鏈設計是什麼？

了解模塊化和整體區塊鏈架構

1. 整體式區塊鏈在單層內處理所有核心功能——共識、數據可用性、執行和結算。 Bitcoin 和早期階段的以太坊是這種設計的主要例子。每個節點都獨立驗證交易、就狀態更改達成一致、存儲數據並最終確定區塊，從而創建一個獨立的系統。

2. 該結構通過確保每個參與者保持充分監督來優先考慮安全和權力下放。然而，它限制了可擴展性，因為增加交易吞吐量需要每個節點處理更多數據，這可能會導致高峰使用期間的擁塞和更高的費用。

3. 隨著需求的增長，單體鏈面臨瓶頸，因為它們的容量受到最慢組件的限制：通常是節點同意和存儲新數據的速度。 Layer-2 解決方案已經作為解決方法出現，但它們將復雜性轉移到鏈外，而不是重新考慮基礎層。

4.相比之下，模塊化區塊鏈將這些功能分為不同的層或組件。專門的模塊處理特定的任務，而不是一條鏈包攬一切。例如，一條鏈可能只關注數據可用性，而另一條鏈執行交易，第三條鏈解決爭端。

5. 這種分離允許開發人員獨立優化每個模塊。數據可用性層可以設計為高吞吐量和低成本，而執行層可以使用高級虛擬機優先考慮快速計算。結算層可以利用強大的加密保證，而不會受到交易處理的負擔。

模塊化系統中專用層的興起

1. 像 Celestia 這樣的項目通過提供數據可用性層來體現模塊化方法，其他區塊鏈可以在其中發布其交易數據。這使得匯總和特定於應用程序的鏈能夠繼承安全性，而無需本身運行完整的共識機制。

2. Optimism 和 Arbitrum 等執行環境作為獨立層運行，處理以太坊主鏈上的交易。他們對結果進行批量處理並將其提交回以太坊進行最終結算，從而在保持信任假設的同時減少負載。

3.像Base或zkSync Era這樣的結算層充當多個rollup和底層L1之間的中介。它們聚合證明、管理橋樑並提供共享流動性，從而簡化不同執行上下文之間的交互。

4. 通過分離職責，模塊化架構實現了更大的靈活性。開發人員可以根據應用程序的需求選擇最佳的層組合——無論是速度、成本效益，還是與以太坊安全模型的緊密集成。

5. 權衡在於架構複雜性的增加。用戶和開發人員必須了解不同層如何交互、管理跨層消息傳遞以及在模塊之間橋接時考慮潛在的延遲。

跨設計理念的安全影響

1. 在整體系統中，安全性是固有的並且統一應用。由於每個節點都執行所有功能，因此危害網絡需要同時克服共識、驗證和存儲機制的綜合力量。

2.模塊化設計在組件之間重新分配信任，這意味著整體安全性取決於最弱的鏈接層。如果數據可用性採樣協議失敗或欺詐證明機制延遲，則整個堆棧的完整性可能會受到損害。

3. 以太坊向以匯總為中心的路線圖的過渡採用了模塊化，但嚴重依賴其 L1 作為最終的事實來源。即使執行發生在其他地方，結算也會發生在以太坊上，從而鞏固對其驗證器集和經濟安全的信任。

4. 一些模塊化鏈引入了新的信任假設，特別是在依賴集中式排序器或有限的驗證器集時。雖然性能有所提高，但用戶可能會犧牲一定程度的去中心化，除非仔細維護激勵結構和無需許可的參與。

5. 模塊化生態系統中的審計和監控變得更加複雜。安全團隊不僅必須驗證各個組件，還必須驗證它們之間的接口，包括消息傳遞、欺詐證明、有效性證明和數據承諾。

常見問題解答

什麼定義了真正的模塊化區塊鏈？真正模塊化的區塊鏈至少將四個核心功能（執行、共識、數據可用性或結算）之一委託給外部系統。它並不試圖在內部執行所有角色，而是通過標準化協議與其他層集成。

區塊鏈能否既模塊化又安全？是的，但安全取決於正確的實施。使用有效性證明（zk-SNARKs/zk-STARKs）等加密原語或適時的欺詐證明可確保鏈下模塊仍然對基礎層負責。信任最小化的互操作性是關鍵。

儘管存在可擴展性問題，為什麼有些項目更喜歡整體設計？整體鏈提供了簡單的設計和用戶體驗。無需跨層協調、管理橋接延遲或依賴第三方基礎設施。對於重視自主性和可預測行為的應用程序來說，這仍然很有吸引力。

Cosmos 與模塊化區塊鏈概念有何關係？ Cosmos 通過其區塊鏈間通信（IBC）協議支持模塊化，允許主權區域專門執行，同時安全地連接到流動性和通信中心。雖然與基於 Celestia 的堆棧不同，它不是模塊化的，但它支持可組合的多鏈​​生態系統。