什么是模块化区块链？它如何分离共识、执行和数据？

了解模块化区块链架构

1. 模块化区块链是一种将区块链的核心功能分解为不同的、可互操作的层的设计方法。与 Bitcoin 或以太坊等传统整体区块链不同，所有操作都发生在一条链上，模块化系统将特定任务分配给专门的组件。这种分离增强了整个网络的可扩展性、灵活性和效率。

2. 模块化设置中通常解耦的主要功能是共识、执行和数据可用性。这些组件中的每一个都可以独立优化，允许开发人员在不破坏整个系统的情况下升级或更换一层。这种模块化支持生态系统内的创新和更快的迭代周期。

3. 通过隔离功能，模块化区块链使汇总和其他扩展解决方案能够更有效地运行。工作负载是分布式的，而不是强迫每个节点处理每个事务。执行发生在链下，而共识和数据验证仍然由基础层保证安全。

4. 该架构允许更大程度的定制。不同的应用程序可以选择自己喜欢的执行环境，同时仍然依赖于共享、安全的共识机制。 Celestia、EigenLayer 和 Arbitrum 等项目例证了该模型的各种实现。

5.模块化设计通过并行处理和有针对性的升级来减少瓶颈，使其成为高吞吐量去中心化应用的理想选择。

将共识与执行脱钩

1. 在整体区块链中，节点既验证交易（执行）又就状态达成一致（共识）。这种紧密耦合限制了性能，因为每个节点都必须复制所有工作。模块化区块链将这些角色分开：一些节点处理事务处理，而另一些节点仅专注于验证块的顺序和正确性。

2.执行环境，例如optimistic或zk-rollups，独立处理交易并将结果提交到共识层。基础链不执行交易，但确保提议的状态转换遵循规则。这减少了主网络上的计算负载。

3. Rollup 操作员在链下批量处理数百个交易，并将压缩的证明或摘要发布到共识层。基础层的验证器验证这些输入而无需重新执行它们，从而大大提高了吞吐量并降低了费用。

4.这种划分允许执行层使用不同的虚拟机或编程语言自由创新，同时继承底层共识机制的安全性。

5. 例如，以太坊充当许多处理执行的汇总的共识和数据可用性层。这种设置利用了以太坊的去中心化和安全性，同时将计算委托给更高效的系统。

隔离数据可用性

1. 数据可用性是指保证交易数据公开且可供验证。在模块化区块链中，此功能通常与共识和执行分开。如果没有保证数据的可用性，验证者就无法审核状态转换，从而为审查或欺诈打开了大门。

2. 一些网络使用数据可用性采样（DAS），轻客户端随机采样块的部分内容以确认其可用性，而无需下载完整数据集。即使带宽有限，该技术也可以有效地在数千个节点上进行验证。

3. 专用数据可用性层（例如 Celestia）发布原始交易数据并允许独立的执行引擎从中提取数据。这些层本身不处理交易，但确保所有必要的信息都是公开存储和可检索的。

4. 当汇总将交易数据发布到数据可用性层时，它们可以实现无需信任的桥接和欺诈检测。如果需要，任何人都可以重建国家，同时保持权力下放和透明度。

5.通过外部化数据可用性，模块化链可以防止与不透明或受限数据访问相关的中心化风险，从而增强用户主权。

常见问题解答

模块化区块链解决什么问题？模块化区块链解决了传统系统中的可扩展性和不灵活性。与链级瓶颈的整体设计相比，通过跨层划分职责，它们可以实现更高的交易吞吐量、更低的成本和更轻松的升级。

Rollups 如何从模块化架构中受益？ Rollup 通过卸载执行来利用模块化区块链，同时依赖基础层来实现共识和数据可用性。这可以实现更快的处理速度并降低天然气费用，并通过加密证明和去中心化验证来维护安全性。

模块化区块链的安全性会比单一区块链低吗？安全取决于实施。如果共识和数据可用性层是强大且去中心化的，那么模块化系统可以同样或更安全。然而，对外部层的依赖引入了新的信任假设，必须通过经济激励和密码学来仔细管理这些假设。

哪些项目在模块化区块链开发方面处于领先地位？ Celestia 专注于数据可用性，以太坊充当汇总的结算和共识层，EigenLayer 可以重新抵押以保护模块化组件。这些项目共同构成了加密基础设施中新兴模块化堆栈的基础。