Ten artykuł został skompilowany i zorganizowany przez BlockWeeks
W czternastoletniej historii kryptowalut deweloperzy i obserwatorzy proponowali wszelkiego rodzaju teorie, doktryny i technologie, próbując rozwiązać „trilemat skalowalności” blockchainu – to znaczy, że żaden publiczny łańcuch nie może jednocześnie osiągnąć maksymalnej decentralizacji, bezpieczeństwa i skalowalności. Chociaż różne projekty proponowały i wdrażały różnorodne rozwiązania z własnymi kompromisami, popyt rynkowy na prostsze i bardziej kompleksowe rozwiązanie nadal istnieje i do tej pory żadne rozwiązanie nie zostało udowodnione jako naprawdę skuteczne.
W ostatnich latach zaczęła się rozwijać nowa argumentacja zwana „modularnością blockchainu”. Wraz z uruchomieniem blockchainu Celestia, branża kryptowalut po raz pierwszy w tym roku zobaczy tę teorię wdrożoną na dużą skalę. Celestia to blockchain warstwy 1 specjalnie zoptymalizowany do obsługi rollupów warstwy 2, podczas gdy same rollupy obsługują ogólne obliczenia blockchainu. Ponieważ sama Celestia nie obsługuje natywnie ogólnych obliczeń, ale zamiast tego zleca odpowiedzialność za wykonywanie inteligentnych kontraktów innym sieciom warstwy 2, teoretyczna idea jest taka, że Celestia może stać się kręgosłupem wysoce skalowalnej, interoperacyjnej sieci rollupów i, co najważniejsze, zrealizować tę modularną wizję bez poświęcania decentralizacji i bezpieczeństwa.
Propozycja modularności: rozdzielenie zamiast układania w stosy
Głównym twierdzeniem teorii modularności jest to, że podstawowe funkcje nowoczesnego blockchainu – wykonanie, rozliczenie, dostępność danych i konsensus – powinny same zostać rozdzielone i umieszczone w różnych warstwach lub sieciach, aby każda warstwa mogła być indywidualnie zoptymalizowana i doprowadzona do ekstremum bez poświęcania wierności którejkolwiek warstwy. Ten raport systematycznie uporządkuje teorię modularności blockchainu i zapewni kompleksowy przegląd różnych komponentów stosu technologicznego modularnego blockchainu.
Trilemat blockchainu: trzy tory, które trudno zmaksymalizować jednocześnie
Decentralizacja
Decentralizacja odnosi się do stopnia, w jakim uczestnictwo w regułach sieci i ich wzmacnianie jest rozproszone i publiczne. Tradycyjnie mierzy się ją liczbą niezależnych operatorów węzłów w blockchainie. Operatorzy węzłów to osoby lub podmioty, które uruchamiają oprogramowanie do weryfikacji sfinalizowanych bloków i transakcji w sieci, co różni się od górników lub walidatorów – ci drudzy uruchamiają oprogramowanie do produkcji i dołączania nowych bloków do łańcucha. W wielu przypadkach górnicy i walidatorzy, oprócz uruchamiania oprogramowania używanego do produkcji bloków, muszą również uruchamiać pełne węzły, aby uzyskać najnowszy obraz stanu sieci. Drugorzędne wskaźniki do pomiaru stopnia decentralizacji łańcucha obejmują również różnorodność klientów i dystrybucję podaży tokenów.
Bezpieczeństwo
Bezpieczeństwo odnosi się do odporności blockchainu na skoordynowane ataki. Sposoby, w jakie złośliwi aktorzy mogą podważyć bezpieczeństwo łańcucha, obejmują zatrzymanie lub zakłócenie produkcji bloków, przepisanie historii transakcji i cenzurowanie wykonywania niektórych rodzajów działalności w sieci. Zdolność łańcucha do przeciwstawienia się tym atakom zależy od całkowitej ilości wartości, którą interesariusze zainwestowali lub zablokowali w sieci. Biorąc za przykład Bitcoina, całkowita ilość mocy obliczeniowej zużywanej na sekundę przez interesariuszy sprawia, że koszt atakującego zakłócającego sieć jest zaporowo wysoki. Górnicy są odpowiedzialni za rozwijanie blockchainu Bitcoina, a większość rodzajów ataków wymaga zgromadzenia ponad 51% mocy haszującej górników w dowolnym okresie. W Ethereum całkowita ilość zastakowanego ETH zapewnia sieci ochronę przed atakami reorganizacji – to znaczy atakami, które próbują przepisać historię łańcucha. Walidatorzy mają obecnie próg depozytu w wysokości 32 ETH (próg ten może zostać dostosowany w najbliższej przyszłości) i są odpowiedzialni za rozwijanie blockchainu Ethereum; atak na sieć wymaga manipulowania co najmniej dwiema trzecimi zastakowanego ETH. Manipulowanie jedną trzecią zastakowanego ETH uniemożliwiłoby Ethereum osiągnięcie finalności łańcucha, ale nie uniemożliwiłoby produkcji bloków ani nie podważyłoby żywotności łańcucha.
Skalowalność
Skalowalność to trzecia i ostatnia właściwość w trilemacie, i być może ta, na której poprawie eksperci techniczni skupili się najbardziej w ciągu ostatniej dekady. Kiedy Bitcoin został uruchomiony w 2009 roku, maksymalny rozmiar bloku wynosił 1 MB. Stały, mały limit bloku ograniczał ilość danych, które można było zapakować w każdym przedziale czasowym, zasadniczo ograniczając przepustowość transakcji sieci. Chociaż aktualizacja Segregated Witness (SegWit) z 2017 roku skutecznie podniosła limit rozmiaru bloku do 4 MB, właściwość „ograniczania maksymalnego rozmiaru bloku” nadal ustalała pułap przepustowości sieci.
Od 2023 roku Bitcoin przetwarza około 7 transakcji na sekundę (TPS), co stanowi ogromną lukę w porównaniu ze scentralizowanymi kanałami płatności — na przykład TPS Visy wynosi aż 24 000. Aby poprawić skalowalność bez poświęcania właściwości decentralizacji, społeczność Bitcoina skupiła się na technologiach warstwy drugiej. Odpowiednio, społeczność Ethereum wybrała roadmapę „skoncentrowaną na rollupach”.
Podział pracy na cztery warstwy w modularnym stosie technologicznym
W ramach modularnych warstwa wykonawcza odpowiada za przetwarzanie transakcji i uruchamianie inteligentnych kontraktów; warstwa rozliczeniowa odpowiada za zapewnianie rozstrzygania sporów, mostów i gwarancji finalności dla rollupów; warstwa dostępności danych odpowiada za przechowywanie i dowodzenie, że dane transakcyjne są publicznie dostępne; a warstwa konsensusu odpowiada za osiągnięcie porozumienia co do uporządkowania danych. Pozycjonowanie Celestii polega właśnie na oddzieleniu konsensusu i dostępności danych od wykonania i rozliczenia, co pozwala warstwom wykonawczej i rozliczeniowej skupić się na optymalizacji siebie.
Celestia: pierwszy duży test teorii modularności
Sam protokół Celestia jest niezwykle lekki, a jako blockchain jego funkcjonalność jest również dość ograniczona. Dlatego długoterminowy sukces Celestii zależy w dużej mierze od adopcji przez aplikacje i protokoły, które wykorzystują ją jako warstwę dostępności danych (warstwę DA). W porównaniu z samym uruchomieniem Celestii, uruchomione wraz z nią warstwy wykonawcze (takie jak Eclipse i Argus) oraz warstwy rozliczeniowe (takie jak Neutron i Dymension) są kluczem do przyciągnięcia użytkowników końcowych i kapitału. Celestia nie ma natywnie możliwości wdrażania inteligentnych kontraktów ani wykonywania transakcji, ani nie obsługuje natywnie mostów między rollupami ani rozstrzygania sporów. Dlatego adopcja Celestii zależy od adopcji warstw wykonawczych i rozliczeniowych zbudowanych na niej. Jako blockchain, główną zaletą Celestii jest to, że w porównaniu z istniejącymi łańcuchami, takimi jak Ethereum, jest zoptymalizowana do pełnienia funkcji dostępności danych przy niższym koszcie i większej szybkości.
Sieć Celestia ustanowiła program motywacyjny, w którym uczestnicy mogą podejmować różne zadania, takie jak walidatorzy, węzły mostowe, węzły przechowujące i węzły lekkie, w zamian za punkty, które mogą być w przyszłości wymienione na tokeny mainnetu. We wrześniu Fundacja Celestia ogłosiła szczegóły alokacji natywnego tokena TIA, a zespół planuje uruchomić protokół w mainnecie później tego roku. Obecnie wiele projektów już buduje na Celestii.
Szerszy kontekst jest taki, że modularny podział pracy dał początek różnorodnym rozwiązaniom w zakresie dostępności danych. Warstwy wykonawcze mogą wybrać publikowanie wsadowych danych transakcyjnych do niezależnej warstwy DA lub do monolitycznych łańcuchów, takich jak Ethereum, albo mogą publikować je do sieci komputerowych węzłów z uprawnieniami. Operatorzy węzłów są odpowiedzialni za przechowywanie kopii opublikowanych danych i udostępnianie tych danych węzłom warstwy wykonawczej na żądanie. W porównaniu z poprzednimi rozwiązaniami DA, tego rodzaju „komitet dostępności danych” (DAC) jest łatwiejszy do wdrożenia, ponieważ wymaga jedynie koordynacji ograniczonej liczby węzłów.
Nierozwiązane pytania i ryzyka
Innowacje wokół próbkowania dostępności danych (DAS) poprawiły zdolność blockchain do skalowania dla DA, jednocześnie otwierając nową przestrzeń projektową dla wysoce skalowalnych, zorientowanych na aplikacje warstw wykonawczych. Ale w tej dynamice kilka założeń wciąż wymaga przetestowania: architektura opłat przebudowana tak, aby chronić każdą warstwę przed oszustwem i atakami, poziom skalowalności, jaki mogą osiągnąć warstwy wykonawcze, oraz zdecentralizowane modele zarządzania — ten ostatni będący problemem tak starym jak trilemat blockchain.
Modularność to ekscytująca droga naprzód dla skalowalności blockchain, i próbuje rozwiązać problemy decentralizacji i bezpieczeństwa, na które zespoły projektowe już obstawiają i dla których budują. Jednak klucz do realizacji tej modularnej wizji leży w tym, czy deweloperzy blockchain będą nadal wprowadzać innowacje na każdej warstwie stosu technologicznego, nie tylko warstwie DA, ale także warstwie wykonawczej i rozliczeniowej. Zespół Celestii uruchomi swoją warstwę DA w tym roku, ale tym, co naprawdę udowodni słuszność teorii modularności, będą innowacje i projekty zbudowane na warstwie DA Celestii. W tym względzie tym, co najbardziej warto obserwować i oceniać w nadchodzących latach, jest właśnie adopcja warstw wykonawczych i rozliczeniowych podłączonych do Celestii.
Trwające tematy badawcze obejmują również wpływ MEV i ponownego stakingu na modularny stos technologiczny. Ponadto rosnące opóźnienie finalności transakcji i malejąca kompozycyjność między dAppami zbudowanymi na rollupach specyficznych dla aplikacji są „skutkami trzeciego rzędu” wytwarzanymi przez rozdzielenie funkcji blockchaina, a rollupy rozliczeniowe w szczególności starają się łagodzić te problemy. Ponieważ projekty modularne jako całość są wciąż na wczesnym etapie, krajobraz konkurencji między rollupami a pojawiającymi się warstwami DA jest trudny do przewidzenia; jednak wczesna analiza rzeczywiście pokazuje wysokie prawdopodobieństwo, że aktywność dAppów skoncentruje się wokół pojedynczej warstwy rozliczeniowej i warstwy DA. Ewolucja teorii modularności spowodowała już, że wiele blockchainów ogólnego przeznaczenia, w tym Ethereum, przeszło zmianę paradygmatu w podejściu do trilematu i dążeniu do długoterminowej skalowalności.
Wnioski
Wiele pracy pozostaje do wykonania, zanim korzyści przynoszone przez modularność zostaną w pełni zrealizowane i rygorystycznie ocenione. Jednak rosnący konsensus wśród deweloperów blockchain w dziedzinie kryptowalut wokół teorii modularności potwierdza potężny potencjał tych idei do przekształcenia technologii blockchain w nadchodzących latach.
