什麼是模塊化區塊鏈？它如何分離共識、執行和數據？

了解模塊化區塊鏈架構

1. 模塊化區塊鍊是一種將區塊鏈的核心功能分解為不同的、可互操作的層的設計方法。與 Bitcoin 或以太坊等傳統整體區塊鏈不同，所有操作都發生在一條鏈上，模塊化系統將特定任務分配給專門的組件。這種分離增強了整個網絡的可擴展性、靈活性和效率。

2. 模塊化設置中通常解耦的主要功能是共識、執行和數據可用性。這些組件中的每一個都可以獨立優化，允許開發人員在不破壞整個系統的情況下升級或更換一層。這種模塊化支持生態系統內的創新和更快的迭代周期。

3. 通過隔離功能，模塊化區塊鏈使匯總和其他擴展解決方案能夠更有效地運行。工作負載是分佈式的，而不是強迫每個節點處理每個事務。執行發生在鏈下，而共識和數據驗證仍然由基礎層保證安全。

4. 該架構允許更大程度的定制。不同的應用程序可以選擇自己喜歡的執行環境，同時仍然依賴於共享、安全的共識機制。 Celestia、EigenLayer 和 Arbitrum 等項目例證了該模型的各種實現。

5.模塊化設計通過並行處理和有針對性的升級來減少瓶頸，使其成為高吞吐量去中心化應用的理想選擇。

將共識與執行脫鉤

1. 在整體區塊鏈中，節點既驗證交易（執行）又就狀態達成一致（共識）。這種緊密耦合限制了性能，因為每個節點都必須複製所有工作。模塊化區塊鏈將這些角色分開：一些節點處理事務處理，而另一些節點僅專注於驗證塊的順序和正確性。

2.執行環境，例如optimistic或zk-rollups，獨立處理交易並將結果提交到共識層。基礎鏈不執行交易，但確保提議的狀態轉換遵循規則。這減少了主網絡上的計算負載。

3. Rollup 操作員在鏈下批量處理數百個交易，並將壓縮的證明或摘要發佈到共識層。基礎層的驗證器驗證這些輸入而無需重新執行它們，從而大大提高了吞吐量並降低了費用。

4.這種劃分允許執行層使用不同的虛擬機或編程語言自由創新，同時繼承底層共識機制的安全性。

5. 例如，以太坊充當許多處理執行的匯總的共識和數據可用性層。這種設置利用了以太坊的去中心化和安全性，同時將計算委託給更高效的系統。

隔離數據可用性

1. 數據可用性是指保證交易數據公開且可供驗證。在模塊化區塊鏈中，此功能通常與共識和執行分開。如果沒有保證數據的可用性，驗證者就無法審核狀態轉換，從而為審查或欺詐打開了大門。

2. 一些網絡使用數據可用性採樣（DAS），輕客戶端隨機採樣塊的部分內容以確認其可用性，而無需下載完整數據集。即使帶寬有限，該技術也可以有效地在數千個節點上進行驗證。

3. 專用數據可用性層（例如 Celestia）發布原始交易數據並允許獨立的執行引擎從中提取數據。這些層本身不處理交易，但確保所有必要的信息都是公開存儲和可檢索的。

4. 當匯總將交易數據發佈到數據可用性層時，它們可以實現無需信任的橋接和欺詐檢測。如果需要，任何人都可以重建國家，同時保持權力下放和透明度。

5.通過外部化數據可用性，模塊化鏈可以防止與不透明或受限數據訪問相關的中心化風險，從而增強用戶主權。

常見問題解答

模塊化區塊鏈解決什麼問題？模塊化區塊鏈解決了傳統系統中的可擴展性和不靈活性。與鏈級瓶頸的整體設計相比，通過跨層劃分職責，它們可以實現更高的交易吞吐量、更低的成本和更輕鬆的升級。

Rollups 如何從模塊化架構中受益？ Rollup 通過卸載執行來利用模塊化區塊鏈，同時依賴基礎層來實現共識和數據可用性。這可以實現更快的處理速度並降低天然氣費用，並通過加密證明和去中心化驗證來維護安全性。

模塊化區塊鏈的安全性會比單一區塊鏈低嗎？安全取決於實施。如果共識和數據可用性層是強大且去中心化的，那麼模塊化系統可以同樣或更安全。然而，對外部層的依賴引入了新的信任假設，必須通過經濟激勵和密碼學來仔細管理這些假設。

哪些項目在模塊化區塊鏈開發方面處於領先地位？ Celestia 專注於數據可用性，以太坊充當匯總的結算和共識層，EigenLayer 可以重新抵押以保護模塊化組件。這些項目共同構成了加密基礎設施中新興模塊化堆棧的基礎。