原文作者： GeekCartel

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模塊化區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N創(chuàng)新的區(qū)塊鏈設(shè)計(jì)范式，旨在通過專業(yè)化和分工提高系統(tǒng)的效率和可擴(kuò)展性。模塊化區(qū)塊鏈誕生之前，一個(gè)單一（Monolithic）鏈需要處理所有的任務(wù)，包括執(zhí)行層、數(shù)據(jù)可用性層、共識(shí)層以及結(jié)算層。模塊化區(qū)塊鏈將這些工作視為可自由組合的模塊來解決這些問題，每個(gè)模塊都專注于特定的功能。

執(zhí)行（Execution）層：負(fù)責(zé)處理和驗(yàn)證所有交易，以及管理區(qū)塊鏈狀態(tài)變更。

共識(shí)（Consensus）層：就交易順序達(dá)成一致。

結(jié)算（Settlement）層：用于完成交易，驗(yàn)證證明，并在不同執(zhí)行層之間架起橋梁。

數(shù)據(jù)可用性（Data Availability）層：負(fù)責(zé)確保所有必要的數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡(luò)中的參與者是可獲取的，以便于驗(yàn)證。

模塊化區(qū)塊鏈的趨勢不僅僅是技術(shù)上的變革，更是推動(dòng)整個(gè)區(qū)塊鏈生態(tài)系統(tǒng)迎接未來挑戰(zhàn)的重要策略。GeekCartel 將對模塊化區(qū)塊鏈的概念以及相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行分析，旨在提供全面、實(shí)用的模塊化區(qū)塊鏈知識(shí)解讀，幫助讀者更好地理解模塊化區(qū)塊鏈，同時(shí)展望未來的發(fā)展趨勢。注意：本文內(nèi)容不構(gòu)成投資建議。

在 2018 年，Mustafa Albasan 和 Vitalik Buterin 發(fā)表了一篇開創(chuàng)性的文章，為解決區(qū)塊鏈的可擴(kuò)展性問題提供了新思路。“數(shù)據(jù)可用性抽樣和欺詐證明”介紹了一種方法，通過這種方法區(qū)塊鏈能隨著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)增加而自動(dòng)擴(kuò)展存儲(chǔ)空間。2019 年，Mustafa Albasan 深入研究并撰寫了“Lazy Ledger”，提出了一個(gè)只處理數(shù)據(jù)可用性的區(qū)塊鏈系統(tǒng)概念。

基于這些理念，Celestia應(yīng)運(yùn)而生，作為第一個(gè)采用模塊化結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)可用性（DA）網(wǎng)絡(luò)。它利用 CometBFT和Cosmos SDK構(gòu)建，是一個(gè)權(quán)益證明（PoS）區(qū)塊鏈，有效提高了可擴(kuò)展性，同時(shí)保持了去中心化特性。

DA 層對任何區(qū)塊鏈的安全性都至關(guān)重要，因?yàn)樗_保任何人都可以檢查交易賬本并對其進(jìn)行驗(yàn)證。如果區(qū)塊生產(chǎn)者在非所有數(shù)據(jù)可用的情況下提出了一個(gè)區(qū)塊，區(qū)塊可以達(dá)成最終確定性但會(huì)包含無效交易。 即使區(qū)塊是有效的，但那些不能完全進(jìn)行驗(yàn)證的區(qū)塊數(shù)據(jù)將對用戶和網(wǎng)絡(luò)的功能造成負(fù)面影響。

Celestia 實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)關(guān)鍵功能，分別是數(shù)據(jù)可用性抽樣（DAS） 和命名空間默克爾樹（NMT）。DAS 使輕節(jié)點(diǎn)能夠驗(yàn)證數(shù)據(jù)可用性，而無需下載整個(gè)區(qū)塊。NMTs 使得區(qū)塊數(shù)據(jù)可以被劃分為不同應(yīng)用程序的單獨(dú)命名空間，這意味著應(yīng)用程序只需要下載和處理與它們相關(guān)的數(shù)據(jù)，大大減少了數(shù)據(jù)處理需求。重要的是，DAS 允許 Celestia 隨著用戶數(shù)量（輕節(jié)點(diǎn)）的增加而擴(kuò)展，而不會(huì)影響最終用戶的安全性。

模塊化區(qū)塊鏈正在以前所未有的方式使得構(gòu)建新鏈成為可能，不同類型的模塊化區(qū)塊鏈可以以不同目的和不同架構(gòu)的方式協(xié)作工作。Celestia 官方提出了幾種模塊化架構(gòu)設(shè)計(jì)的思路及實(shí)例，向我們展示了模塊化區(qū)塊鏈的靈活性和可組合性：

圖 1 Layer 1 和 Layer 2 架構(gòu)

Layer 1 和 Layer 2 ：Celestia 稱之為樸素的模塊化，最初是為了以太坊作為單體 Layer 1 的可擴(kuò)展性而構(gòu)建的，Layer 2 專注于執(zhí)行，Layer 1 提供其他關(guān)鍵功能。

• Celestia 支持基于Arbitrum Orbit、Optimism Stack以及Polygon CDK(即將支持) 技術(shù)堆棧構(gòu)建的鏈?zhǔn)褂?Celestia 作為 DA 層，現(xiàn)有的 Layer 2 可以用 Rollup 技術(shù)將其數(shù)據(jù)從發(fā)布到以太坊上切換到發(fā)布到 Celestia。對區(qū)塊的承諾發(fā)布在 Celestia 上，這比將數(shù)據(jù)發(fā)布到單一鏈上的傳統(tǒng)方法更具可擴(kuò)展性。
• Celestia 支持基于Dymension技術(shù)組件構(gòu)造的 RollApp（專用于應(yīng)用程序的鏈）作為執(zhí)行層，與以太坊的 Layer 1 和 Layer 2 概念類似，RollApps 的結(jié)算層依賴 Dymension Hub（后面將展開解釋），DA 層使用 Celestia，鏈之間通過IBC協(xié)議交互（IBC 基于 Cosmos SDK, 是一種允許區(qū)塊鏈相互通信的協(xié)議。使用 IBC 的鏈可以共享任何類型的數(shù)據(jù)，只要它是以字節(jié)為單位編碼的）。

圖 2 ：執(zhí)行、結(jié)算和 DA 層架構(gòu)

執(zhí)行、結(jié)算和數(shù)據(jù)可用性：優(yōu)化的模塊化區(qū)塊鏈，比如可以將執(zhí)行、結(jié)算和數(shù)據(jù)可用性層在專門的模塊化區(qū)塊鏈之間解耦。

圖 3:執(zhí)行和 DA 層架構(gòu)

執(zhí)行和 DA：由于實(shí)現(xiàn)模塊化區(qū)塊鏈的目的是靈活的，因此執(zhí)行層不僅限于將其區(qū)塊發(fā)布到結(jié)算層。例如，可以創(chuàng)建一個(gè)模塊化堆棧，該堆棧不涉及結(jié)算層，只涉及共識(shí)層和數(shù)據(jù)可用性層之上的執(zhí)行層。

在這個(gè)模塊化堆棧下，執(zhí)行層將是主權(quán)（sovereign）的，它將其交易發(fā)布到另一個(gè)區(qū)塊鏈，通常用于排序和數(shù)據(jù)可用性，但處理自己的結(jié)算。在模塊化堆棧的上下文中，主權(quán) Rollup 負(fù)責(zé)執(zhí)行和結(jié)算，而 DA 層則處理共識(shí)和數(shù)據(jù)可用性。

主權(quán) Rollup 與智能合約 Rollup 的區(qū)別在于：

• 智能合約 Rollup 交易由結(jié)算層的智能合約驗(yàn)證。主權(quán) Rollup 的交易由主權(quán) Rollup 的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證。
• 與智能合約 Rollup 相比，主權(quán) Rollu 的節(jié)點(diǎn)擁有自主權(quán)。在主權(quán) Rollup 中，交易的排序和有效性是由 Rollup 自己的網(wǎng)絡(luò)管理，而不依賴于單獨(dú)的結(jié)算層。

目前Rollkit和Sovereign SDK提供了用于在 Celestia 上部署主權(quán) Rollup 測試網(wǎng)的框架。

在介紹執(zhí)行層模塊化之前，我們應(yīng)該了解什么是 Rollup 技術(shù)。

目前執(zhí)行層模塊化技術(shù)主要依賴 Rollup，這是一種在 Layer 1 鏈外運(yùn)行的擴(kuò)容解決方案。這種解決方案在鏈外執(zhí)行交易，這意味著它占用更少的區(qū)塊空間，也是以太坊重要的擴(kuò)容方案之一。執(zhí)行交易后，它將向 Layer 1 發(fā)送一批交易數(shù)據(jù)或執(zhí)行證明，并在 Layer 1 進(jìn)行結(jié)算。Rollup 技術(shù)為 Layer 1 網(wǎng)絡(luò)提供了一種可擴(kuò)展性解決方案，同時(shí)保持了去中心化和安全性。

圖 4: Rollup 技術(shù)架構(gòu)

以以太坊為例，Rollup 技術(shù)可以通過使用 ZK-Rollup 或者 Optimistic Rollup 來進(jìn)一步提高性能和隱私。

• ZK-Rollup 使用零知識(shí)證明來驗(yàn)證打包的交易的正確性，從而確保交易的安全性和隱私性。
• Optimistic Rollup 在提交交易狀態(tài)到以太坊主鏈之前，首先假設(shè)這些交易是有效的，在質(zhì)詢期期間，任何人都可以計(jì)算欺詐證明來驗(yàn)證交易。

以太坊最初采用側(cè)鏈和分片技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)容，但是側(cè)鏈犧牲了一些去中心化和安全性來實(shí)現(xiàn)高吞吐量；Layer 2 Rollups 的發(fā)展速度比預(yù)期的要快得多，并且已經(jīng)提供了大量的擴(kuò)展，并且在實(shí)現(xiàn)Proto-Danksharding之后將提供更多。這意味著不再需要“分片鏈”，現(xiàn)已從以太坊的路線圖中刪除。

以太坊將執(zhí)行層外包給基于 Rollup 技術(shù)的 Layer 2 s 來減輕主鏈負(fù)擔(dān)，EVM 為在 Rollup 層上執(zhí)行的智能合約提供了標(biāo)準(zhǔn)化和安全的執(zhí)行環(huán)境。一些 Rollup 解決方案在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到了與 EVM 的兼容性，使得在 Rollup 層上執(zhí)行的智能合約仍然可以利用 EVM 的特性和功能，如OP Mainnet，Arbitrum One和Polygon zkEVM等。

圖 5: 以太坊的第 2 層擴(kuò)展解決方案

這些 Layer 2 s 執(zhí)行智能合約并處理交易，但仍依賴以太坊進(jìn)行以下操作：

結(jié)算： 所有 Rollup 交易都在以太坊主網(wǎng)上完成。Optimistic Rollups 的用戶必須等待質(zhì)詢期過去，或者在反欺詐計(jì)算后交易被視為有效。ZK Rollups的用戶必須等到有效性得到證明。

共識(shí)和數(shù)據(jù)可用性：Rollups 以 CallData 的形式將交易數(shù)據(jù)發(fā)布到以太坊主網(wǎng)，使任何人都可以執(zhí)行 Rollup 交易并在必要時(shí)重建其狀態(tài)。在以太坊主鏈上確認(rèn)之前，Optimistic Rollups 需要大量的區(qū)塊空間和 7 天的挑戰(zhàn)期。ZK Rollups 提供即時(shí)最終確定性，且將可用于驗(yàn)證的數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 30 天，但需要大量的計(jì)算能力來創(chuàng)建證明。

B2 Network 是第一個(gè)比特幣上的 ZK-Rollup，可在不犧牲安全性的情況下提高交易速度。利用 Rollup 技術(shù)，B2 Network 提供了一個(gè)能夠運(yùn)行圖靈完備智能合約進(jìn)行鏈下交易的平臺(tái)，從而提高了交易效率，并最大限度地降低了成本。

圖 6 ：B2 Network 架構(gòu)

如圖所示，B2 Network 的 ZK-Rollup Layer 采用 zkEVM 解決方案，負(fù)責(zé) Layer 2 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)用戶交易的執(zhí)行和相關(guān)證明的輸出。

與其他 Rollup 不同的是，B2 Network ZK-Rollup由多個(gè)組件組成，包括賬戶抽象模塊、RPC Service、Mempool、Sequencers、zkEVM、Aggregators、Synchronizers 和 Prover。其中賬戶抽象模塊實(shí)現(xiàn)了本機(jī)帳戶抽象，它允許用戶靈活地將更高的安全性和更好的用戶體驗(yàn)編程到他們的帳戶中。zkEVM 與 EVM 兼容，它還可以幫助開發(fā)人員將 DApp 從其他 EVM 兼容鏈遷移到 B2 Network。

Synchronizers確保將信息從 B2節(jié)點(diǎn)同步到 Rollup 層，包括序列信息、比特幣交易數(shù)據(jù)等細(xì)節(jié)。B2 節(jié)點(diǎn)充當(dāng)鏈下驗(yàn)證者，是 B2 網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)獨(dú)特功能的執(zhí)行者。B2 節(jié)點(diǎn)中的比特幣 Committer模塊構(gòu)建一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來記錄 B2 Rollup 數(shù)據(jù)，并生成一個(gè)被稱為“B2銘文”的 Tapscript。然后，比特幣 Committer 發(fā)送一個(gè)單位為一聰（satoshi ）的 UTXO 到一個(gè)包含$B^{ 2 }$銘文的Taproot地址，Rollup 數(shù)據(jù)將被寫入比特幣。

此外，比特幣 Committer 設(shè)置一個(gè)時(shí)間鎖定的挑戰(zhàn)，允許挑戰(zhàn)者質(zhì)疑 zk 證明驗(yàn)證的承諾。如果在時(shí)間鎖定期間沒有挑戰(zhàn)者或挑戰(zhàn)失敗，那么 Rollup 最終在比特幣上確認(rèn)；如果挑戰(zhàn)成功，Rollup 將被回滾。

不論是以太坊還是比特幣，從本質(zhì)上講，Layer 1 都是單一鏈，它們從 Layer 2 接收擴(kuò)展的數(shù)據(jù)。在大多數(shù)情況下，Layer 2 的容量也取決于 Layer 1 的容量。因此，Layer 1 和 Layer 2 堆棧的實(shí)現(xiàn)對于可擴(kuò)展性來說并不理想。當(dāng) Layer 1 達(dá)到其吞吐量上限時(shí)，Layer 2 也會(huì)受影響，這可能導(dǎo)致交易費(fèi)用上升和確認(rèn)時(shí)間延長，影響整個(gè)系統(tǒng)的效率和用戶體驗(yàn)。

除了 Celestia 的 DA 解決方案受到 Layer 2 s 的青睞之外，還有其他專注于 DA 的創(chuàng)新方案相繼出現(xiàn)，在整個(gè)區(qū)塊鏈生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

EigenDA 是一種安全、高吞吐量和去中心化的 DA 服務(wù)，其設(shè)計(jì)靈感來自 Danksharding。Rollup 能夠?qū)?shù)據(jù)發(fā)布到 EigenDA，以便在整個(gè) EigenLayer 生態(tài)系統(tǒng)中獲得更低的交易成本、更高的交易吞吐量和安全的可組合性。

在以太坊 Rollup 構(gòu)建去中心化的暫時(shí)性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可以由 EigenDA 運(yùn)營商直接處理。運(yùn)營商（Operators）是指參與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作，負(fù)責(zé)處理、驗(yàn)證和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，EigenDA 可以隨著質(zhì)押量和運(yùn)營商的增長而水平擴(kuò)展。

EigenDA 結(jié)合 Rollup 技術(shù)，同時(shí)將 DA 部分轉(zhuǎn)移到鏈下處理實(shí)現(xiàn)可拓展性。因此，實(shí)際的交易數(shù)據(jù)不再需要在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)上復(fù)制和存儲(chǔ)，減少了對帶寬和存儲(chǔ)的需求。鏈上僅處理與數(shù)據(jù)可用性相關(guān)的元數(shù)據(jù)和問責(zé)機(jī)制（問責(zé)使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在鏈下，也可以在必要時(shí)驗(yàn)證其完整性和真實(shí)性）。

圖 7: EigenDA 的基本數(shù)據(jù)流

如圖所示，Rollup 將交易批次寫入 DA 層，與使用欺詐證明來檢測惡意數(shù)據(jù)的系統(tǒng)不同，EigenDA 將數(shù)據(jù)分割成塊并生成 KZG 承諾和多重揭示證明，EigenDA 要求節(jié)點(diǎn)只下載少量數(shù)據(jù) [O（1/n）]，而不是下載整個(gè) blob。Rollup 的欺詐仲裁協(xié)議還能夠驗(yàn)證用 blob 數(shù)據(jù)是否與 EigenDA 證明中提供的 KZG 承諾匹配。在進(jìn)行此驗(yàn)證時(shí)，Layer 2 鏈可確保 Rollup 狀態(tài)根的交易數(shù)據(jù)不會(huì)被排序器/提議者操縱。

Nubit是一個(gè)可擴(kuò)展的、比特幣原生 DA 層。Nubit 正在開創(chuàng)比特幣原生的未來，旨在提高數(shù)據(jù)吞吐量和可用務(wù)，以滿足生態(tài)系統(tǒng)不斷增長的需求。他們的愿景是將龐大的開發(fā)者社區(qū)納入比特幣生態(tài)系統(tǒng)，并為他們提供可擴(kuò)展、安全和去中心化的工具。

Nubit 的團(tuán)隊(duì)成員是來自 UCSB（加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校）的教授和博士生，享有杰出的學(xué)術(shù)聲譽(yù)和全球影響力。他們不僅精通學(xué)術(shù)研究，而且在區(qū)塊鏈工程實(shí)施方面具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。團(tuán)隊(duì)與 domo（Brc 20 的創(chuàng)造者）一起撰寫了模塊化索引器的論文，將 DA 層的設(shè)計(jì)加入到比特幣 meta protocol 的索引器結(jié)構(gòu)中，參與到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的建立和制定。

Nubit 的核心創(chuàng)新：共識(shí)機(jī)制、無需信任的橋接和數(shù)據(jù)可用性，它利用創(chuàng)新的共識(shí)算法和閃電網(wǎng)絡(luò)來繼承比特幣完全抗審查的特性，利用 DAS 提高效率：

• 共識(shí)機(jī)制：Nubit 探索了一種由 SNARK 提供支持的基于 PBFT (實(shí)用拜占庭容錯(cuò))的高效共識(shí)，用于簽名聚合。PBFT 方案與 zkSNARK 技術(shù)結(jié)合將驗(yàn)證者之間驗(yàn)證簽名的通信復(fù)雜度顯著減少，在不需要訪問整個(gè)數(shù)據(jù)集的情況下驗(yàn)證交易的正確性。
• DAS：Nubit 的 DAS 是通過對區(qū)塊數(shù)據(jù)的小部分進(jìn)行多輪隨機(jī)抽樣來實(shí)現(xiàn)的。每一輪成功的抽樣增加了數(shù)據(jù)完全可用的可能性。一旦達(dá)到預(yù)定的置信水平，就認(rèn)為區(qū)塊數(shù)據(jù)是可訪問的。
• Trustless Bridge：Nubit 使用了一個(gè) Trustless Bridge，其利用了閃電網(wǎng)絡(luò)的支付通道。這種方法不僅與本地比特幣支付方法保持一致，且不會(huì)增加額外的信任要求。與現(xiàn)有的橋接方案相比，為用戶帶來了較低的風(fēng)險(xiǎn)。

圖 8 ：Nubit 的基本組件

我們進(jìn)一步利用一個(gè)具體的用例來回顧圖 8 所示的完整的系統(tǒng)生命周期。假設(shè) Alice 想要使用 Nubit 的 DA 服務(wù)完成一筆交易(Nubit 支持多種數(shù)據(jù)類型，包括但不限于銘文，Rollup data 等)。

• 步驟 1.1: Alice 首先需要通過 Nubit 的無信任橋支付 gas 費(fèi)來繼續(xù)服務(wù)。特別是，Alice 需要從無信任橋接器中獲得一個(gè)公共挑戰(zhàn)，記為 X (h)（X 是從可驗(yàn)證延遲函數(shù)(VDF)的哈希范圍到挑戰(zhàn)域的加密哈希函數(shù)，h 是某個(gè)高度區(qū)塊的哈希值）。
• 步驟 1.2 和 步驟 2: Alice 必須獲得與當(dāng)前回合相關(guān)的 VDF 的評估結(jié)果 R，提交 R 以及她的數(shù)據(jù)和交易元數(shù)據(jù)(如地址和 nonce)發(fā)送給驗(yàn)證器，以便將其合并到內(nèi)存池中。
• 步驟 3: 驗(yàn)證者在達(dá)成共識(shí)后提出區(qū)塊及其頭的過程。塊頭包括對數(shù)據(jù)的承諾及其相關(guān)的 Reed-Solomon Coding(RS Code)，而塊本身包含原始數(shù)據(jù)、相應(yīng)的 RS Code 和基本的交易細(xì)節(jié)。
• 步驟 4: 生命周期以 Alice 的數(shù)據(jù)檢索結(jié)束。輕客戶機(jī)下載區(qū)塊頭，而全節(jié)點(diǎn)獲取區(qū)塊及其頭。

輕客戶機(jī)承擔(dān) DAS 過程以驗(yàn)證數(shù)據(jù)可用性。此外，在提出閾值數(shù)量的區(qū)塊后，該歷史的檢查點(diǎn)通過比特幣時(shí)間戳記錄在比特幣區(qū)塊鏈上。這確保 validator 集可以阻止?jié)撛诘倪h(yuǎn)程攻擊并支持快速解除綁定。

除了專注于模塊化特定層的鏈，去中心存儲(chǔ)服務(wù)可以為 DA 層提供長期支持。還有一些協(xié)議和鏈為開發(fā)者提供了定制和全棧方案，這些方案使用戶輕易地構(gòu)建自己的鏈，甚至無需代碼構(gòu)建。

EthStorage 是第一個(gè)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的去中心化存儲(chǔ)的模塊化 Layer 2 ，提供由 DA 驅(qū)動(dòng)的可編程鍵值（KV）存儲(chǔ)，以 1/100 到 1/1000 的成本將可編程存儲(chǔ)擴(kuò)展到數(shù)百 TB 甚至 PB。它為 Rollups 提供了長期的 DA 解決方案，并為游戲、社交網(wǎng)絡(luò)、AI 等完全鏈上的應(yīng)用程序開辟了新的可能性。

圖 9: EthStorage 的應(yīng)用場景

EthStorage 的創(chuàng)始人，Qi Zhou，自 2018 年全身心投入Web3行業(yè)，持有喬治亞理工學(xué)院的博士學(xué)位，曾任職于谷歌和 Facebook 等頂尖公司的工程師。其團(tuán)隊(duì)也獲得了以太坊基金會(huì)的支持。

作為以太坊坎昆升級的核心特性之一，即EIP-4844 （也稱為 Proto-dank sharding），引入了用于 Layer 2 Rollup 存儲(chǔ)的臨時(shí)數(shù)據(jù)塊 (blob)，提高了網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和安全性。網(wǎng)絡(luò)無需驗(yàn)證區(qū)塊中的每筆交易，只需確認(rèn)附加到區(qū)塊的 blob 是否攜帶正確的數(shù)據(jù)，這大大降低了 Rollup 的成本。但是，Blob 數(shù)據(jù)僅暫時(shí)可用，這意味著它將在幾周內(nèi)被丟棄。這產(chǎn)生了一個(gè)重大影響：Layer 2 無法無條件地從 Layer 1 派生出最新狀態(tài)。如果無法再從 Layer 1 檢索到某段數(shù)據(jù)，則可能無法通過 Rollup 來同步鏈。

有了 EthStorage 作為長期的 DA 存儲(chǔ)解決方案，Layer 2 s 可以隨時(shí)從其 DA 層獲取完整數(shù)據(jù)。

技術(shù)特點(diǎn)：

• EthStorage 可以實(shí)現(xiàn)去中心化的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)：現(xiàn)有的去中心化存儲(chǔ)解決方案可以支持大量數(shù)據(jù)的上傳，但是不能修改或刪除，只能重新上傳新數(shù)據(jù)。而 EthStorage 通過原創(chuàng)的鍵值存儲(chǔ)范式，實(shí)現(xiàn) CRUD 功能，即創(chuàng)建、更新、讀取和刪除存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，從而顯著增強(qiáng)了數(shù)據(jù)管理的靈活性。
• 基于 DA 層的 Layer 2 去中心化解決方案：EthStorage 是一個(gè)模塊化的存儲(chǔ)層，只要有 EVM，有 DA 來減少存儲(chǔ)成本，就可以在任何區(qū)塊鏈上運(yùn)行它（但當(dāng)前很多 Layer 1 不具備 DA 層），甚至在 Layer 2 上也可以。
• 高度集成 ETH：EthStorage 的客戶端是以太坊客戶端 Geth 的超集，這意味著運(yùn)行 EthStorage 的節(jié)點(diǎn)的時(shí)候，依然可以正常參與以太坊的任何流程，一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以是以太坊的驗(yàn)證者節(jié)點(diǎn)的同時(shí)也是 EthStorage 的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)。

EthStorage 的工作流程：

• 用戶將他們的數(shù)據(jù)上傳到應(yīng)用程序合約，然后該合約與 EthStorage 合約交互以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
• 在 EthStorage Layer 2 網(wǎng)絡(luò)中，存儲(chǔ)提供商會(huì)收到有關(guān)等待存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的通知。
• 存儲(chǔ)提供商從以太坊數(shù)據(jù)可用性網(wǎng)絡(luò)下載數(shù)據(jù)。
• 存儲(chǔ)提供商向 Layer 1 提交存儲(chǔ)證明，證明 Layer 2 網(wǎng)絡(luò)中有大量副本。
• EthStorage 合約獎(jiǎng)勵(lì)成功提交存儲(chǔ)證明的存儲(chǔ)提供商。

AltLayer 提供了一個(gè)多功能的、無代碼的 Rollups-as-a-Service（RaaS）服務(wù)。RaaS 產(chǎn)品專為多鏈和多虛擬機(jī)世界而設(shè)計(jì)，支持 EVM 和 WASM。它還支持不同的 Rollup SDK，例如 OP Stack、Arbitrum Orbit、Polygon zkEVM、ZKSync 的 ZKStack 和 Starkware，不同的共享排序服務(wù)（例如Espresso和Radius）以及不同的 DA 層（例如 Celestia，EigenLayer）以及 Rollup 堆棧不同層的許多其他模塊化服務(wù)。

通過 AltLayer 可以實(shí)現(xiàn)多功能的 Rollup 堆棧，例如，一個(gè)為應(yīng)用程序而設(shè)計(jì)的 Rollup 可以使用 Arbitrum Orbit構(gòu)建，同時(shí)使用 Arbitrum One作為 DA 和結(jié)算層，而另一個(gè)為通用用途而設(shè)計(jì)的 Rollup 可以使用 ZK Stack 構(gòu)建，使用 Celestia 作為 DA 層，以太坊作為結(jié)算層。

注：看到這里你可能會(huì)疑惑，為什么結(jié)算層可以由 OP 和 Arbitrum 來實(shí)現(xiàn)？事實(shí)上，目前這些 Layer 2 s 的 Rollup 堆棧正在實(shí)現(xiàn)類似 Cosmos 提出的“鏈間”（interchain）工作來實(shí)現(xiàn)互聯(lián)：OP 提出了 Superchain，OP Stack 作為支持 Optimism 技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)堆棧，將不同的 Layer 2 網(wǎng)絡(luò)集成在一起，促進(jìn)了這些網(wǎng)絡(luò)之間的互操作性；Arbitrum 提出了 Orbitchain 戰(zhàn)略，允許基于 Arbitrum Nitro（技術(shù)堆棧）在 Arbitrum 主網(wǎng)上創(chuàng)建和部署 Layer 3 ，也被稱為應(yīng)用鏈。Orbit Chains 可以直接結(jié)算到 Layer 2 s 也可以直接結(jié)算到以太坊。

Dymension是一個(gè)基于 Cosmos SDK 的模塊化區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，旨在通過使用 IBC 標(biāo)準(zhǔn)來確保RollApp的安全性和互操作性。

Dymension 將區(qū)塊鏈功能分為多層， Dymension Hub 作為結(jié)算層和共識(shí)層為 RollApp 提供安全性、互操作性和流動(dòng)性，RollApp 作為執(zhí)行層。數(shù)據(jù)可用性層是 Dymension 協(xié)議支持的 DA 提供者，開發(fā)人員可以根據(jù)自己的需求選擇合適的數(shù)據(jù)可用性提供者。

結(jié)算層(Dymension Hub)維護(hù) RollApps 的注冊器和相應(yīng)的重要信息，如狀態(tài)、測序器列表、當(dāng)前活動(dòng)測序器、執(zhí)行模塊校驗(yàn)和等。Rollup 服務(wù)邏輯被固定在結(jié)算層內(nèi)，從而形成了一個(gè)原生互操作性的中心。Dymension Hub 作為結(jié)算層有以下特點(diǎn)：

• 在結(jié)算層上本地提供 Rollups 服務(wù)： 提供了與基礎(chǔ)層相同的信任和安全假設(shè)，但具有更簡單、更安全、更有效的設(shè)計(jì)空間。
• 通信和交易：Dymension 的 RollApp 通過內(nèi)嵌模塊在結(jié)算層上實(shí)現(xiàn) Inter-RollApp 通信和交易，提供信任最小化的橋接。此外，RollApps 還能通過 Hub 與啟用 IBC 的其他鏈進(jìn)行通信。
• RVM（RollApp 虛擬機(jī)）：Dymension 結(jié)算層在欺詐爭議時(shí)啟動(dòng) RVM。RVM 能夠在各種執(zhí)行環(huán)境（如 EVM）中解決爭議，擴(kuò)展了 RollApp 執(zhí)行范圍的能力和靈活性。
• 抗審查：經(jīng)歷 Sequencer 審查的用戶可以向結(jié)算層發(fā)布一個(gè)特殊的事務(wù)。此事務(wù)被轉(zhuǎn)發(fā)到 Sequencer，并請求在指定的時(shí)間范圍內(nèi)執(zhí)行。如果交易沒有在指定的時(shí)間內(nèi)處理，Sequencer 將受到處罰。
• AMM（自動(dòng)做市商）：Dymension 在結(jié)算中心引入了一個(gè)嵌入式的 AMM，從而創(chuàng)建了一個(gè)核心金融中心。為整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)提供共享流動(dòng)性。

在前文中，我們深入探討了模塊化區(qū)塊鏈系統(tǒng)和眾多代表性項(xiàng)目，現(xiàn)在我們將把焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移到不同生態(tài)間的對比分析上，旨在客觀全面的理解模塊化區(qū)塊鏈。

正如我們所看到的，區(qū)塊鏈生態(tài)在朝著模塊化的方向發(fā)展。在過去的區(qū)塊鏈?zhǔn)澜缰校鳁l鏈孤立運(yùn)作，相互競爭，這使得用戶、開發(fā)者和資產(chǎn)在不同鏈之間難以流動(dòng)，限制了生態(tài)系統(tǒng)的整體發(fā)展和創(chuàng)新。在WEB3世界中，問題的發(fā)現(xiàn)和解決是共同努力的過程。一開始，比特幣和以太坊作為單一鏈吸引了大量關(guān)注，但隨著單一鏈問題的暴露，模塊化鏈逐漸受到關(guān)注。因此，模塊化鏈的爆發(fā)不是偶然，而是發(fā)展的必然。

模塊化區(qū)塊鏈通過讓各個(gè)組件獨(dú)立優(yōu)化和定制，提高了鏈的靈活性和效率。但這種架構(gòu)也需面對挑戰(zhàn)，如通信延遲和系統(tǒng)交互的復(fù)雜性增加。實(shí)際上，模塊化架構(gòu)的長期益處，如提高的可維護(hù)性、可復(fù)用性和靈活性，通常會(huì)超過其短期的性能損失。未來，隨著技術(shù)發(fā)展，這些問題將找到更好的解決方案。

GeekCartel 認(rèn)為區(qū)塊鏈的生態(tài)系統(tǒng)都有責(zé)任在整個(gè)模塊化堆棧中提供可靠的基礎(chǔ)層和通用的工具，以促進(jìn)鏈與鏈直接的流暢鏈接，如果生態(tài)系統(tǒng)能夠更加和諧和互聯(lián)，用戶將能夠更輕松地使用區(qū)塊鏈技術(shù)，也會(huì)吸引更多的新用戶進(jìn)入Web3。

目前還出現(xiàn)了一些 Restaking 協(xié)議，通過重新質(zhì)押機(jī)制有效地聚合分散的安全資源，提高區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的整體安全性。這一過程不僅解決了安全資源碎片化的問題，還增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)對潛在攻擊的防御能力，同時(shí)為參與者提供了額外的激勵(lì)，鼓勵(lì)更多的用戶參與到網(wǎng)絡(luò)安全維護(hù)中來。通過這種方式，Restaking 協(xié)議為提升網(wǎng)絡(luò)安全性和效率開辟了新途徑，有力地促進(jìn)了區(qū)塊鏈生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展。

EigenLayer 是一種建立在以太坊上的協(xié)議，它引入了 Restaking 機(jī)制，這是加密經(jīng)濟(jì)安全的新原語（primitive）。這個(gè)原語允許在共識(shí)層上重用 ETH，聚合了所有模塊之間的 ETH 安全性，提高了依賴模塊的 DApp 的安全性。原生質(zhì)押 ETH 或使用流動(dòng)性質(zhì)押代幣 （LST） 質(zhì)押 ETH 的用戶可以選擇加入 EigenLayer 智能合約來重新質(zhì)押他們的 ETH 或 LST，并將加密經(jīng)濟(jì)安全性擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)上的其他應(yīng)用程序，以獲得額外的獎(jiǎng)勵(lì)。

當(dāng)以太坊轉(zhuǎn)向以 Rollup 為中心的路線圖時(shí)，可以在以太坊上構(gòu)建的應(yīng)用程序得到了顯著擴(kuò)展。

然而，任何無法在 EVM 上部署或證明的模塊都無法吸收以太坊的集體信任。這樣的模塊涉及對來自以太坊外部的輸入進(jìn)行處理，因此它們的處理無法在以太坊內(nèi)部協(xié)議中進(jìn)行驗(yàn)證。這樣的模塊包括基于新共識(shí)協(xié)議的側(cè)鏈、數(shù)據(jù)可用性層、新的虛擬機(jī)、預(yù)言機(jī)網(wǎng)絡(luò)、橋等。通常，這樣的模塊需要具有自己的分布式驗(yàn)證語義的AVS來進(jìn)行驗(yàn)證。通常，這些 AVS 要么由它們自己的原生代幣保護(hù)，要么具有權(quán)限性質(zhì)。

目前 AVS 生態(tài)系統(tǒng)存在一些問題：

• 安全信任假設(shè)。開發(fā) AVS 的創(chuàng)新者必須引導(dǎo)一個(gè)新的信任網(wǎng)絡(luò)以獲得安全性。
• 價(jià)值泄露。隨著每個(gè) AVS 發(fā)展其自己的信任池，用戶除了向以太坊支付交易費(fèi)用外，還必須向這些池支付費(fèi)用。這種費(fèi)用流向的偏離導(dǎo)致了從以太坊中的價(jià)值泄露。
• 成分負(fù)擔(dān)。對于當(dāng)今運(yùn)營的大多數(shù) AVS 來說，質(zhì)押的資本成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于任何運(yùn)營成本。
• DApp 的信任模型較低。當(dāng)前的 AVS 生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了一個(gè)問題，一般來說，DApp 的任何一個(gè)中間件依賴都可能成為攻擊的目標(biāo)。

圖 10 ：對比現(xiàn)在的 AVS 服務(wù)和 EigenLayer

在 EigenLayer 的架構(gòu)上，AVS 是基于 EigenLayer 協(xié)議構(gòu)建的服務(wù)，利用以太坊的共享安全性。EigenLayer 引入了兩個(gè)新穎的方式，即通過質(zhì)押和自由市場治理實(shí)現(xiàn)的集中安全性，它們有助于將以太坊的安全性擴(kuò)展到任何系統(tǒng)，并消除現(xiàn)有僵化治理結(jié)構(gòu)的低效率：

• 通過重新抵押提供集合安全性。EigenLayer 通過啟用重新抵押的 ETH 而不是它們自己的代幣來保護(hù)模塊，提供了一種新的集合安全性機(jī)制。具體而言，以太坊驗(yàn)證者可以將他們的信標(biāo)鏈提取憑證設(shè)置為 EigenLayer 智能合約，并選擇加入建立在 EigenLayer 上的新模塊。驗(yàn)證者下載并運(yùn)行這些模塊所需的任何額外節(jié)點(diǎn)軟件。然后，這些模塊可以對選擇加入模塊的驗(yàn)證者的抵押 ETH 施加額外的罰沒條件。
• 開放市場提供獎(jiǎng)勵(lì)。EigenLayer 提供了一個(gè)開放市場機(jī)制，用于管理驗(yàn)證者提供的安全性以及 AVSs 消耗的方式。EigenLayer 在市場中創(chuàng)建了一個(gè)環(huán)境，各個(gè)模塊將需要足夠激勵(lì)驗(yàn)證者，讓他們將重新質(zhì)押的 ETH 分配給自己的模塊，而驗(yàn)證者將幫助決定哪些模塊值得分配這種額外的集合安全性。

通過結(jié)合這些方式，EigenLayer 充當(dāng)了一個(gè)開放的市場，AVS 可以在其中利用以太坊驗(yàn)證者提供的池化安全性，通過獎(jiǎng)勵(lì)刺激和懲罰方式促進(jìn)驗(yàn)證者在安全性和性能方面做出更優(yōu)化的權(quán)衡。

Babylon是由斯坦福大學(xué) David Tse 教授創(chuàng)立的 Layer 1 區(qū)塊鏈。該團(tuán)隊(duì)由斯坦福大學(xué)的研究人員和經(jīng)驗(yàn)豐富的開發(fā)人員以及商業(yè)顧問組成。Babylon 提出了比特幣質(zhì)押協(xié)議，該協(xié)議被設(shè)計(jì)為一個(gè)模塊化插件，用于許多不同的 PoS 共識(shí)算法之上，提供一個(gè)可以重新質(zhì)押協(xié)議的原語。

Babylon 基于比特幣的三個(gè)方面----時(shí)間戳服務(wù)、區(qū)塊空間和資產(chǎn)價(jià)值----能夠?qū)⒈忍貛诺陌踩詡鬟f到所有眾多 PoS 鏈（如 Cosmos、Binance Smart Chain、Polkadot、Polygon 和其他已經(jīng)擁有強(qiáng)大、可互操作生態(tài)系統(tǒng)的區(qū)塊鏈），創(chuàng)建更強(qiáng)大和統(tǒng)一的生態(tài)系統(tǒng)。

比特幣時(shí)間戳解決 PoS長距離攻擊 ：

長距離攻擊是指利用了 PoS 鏈中驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)解質(zhì)押后，回到他們還是質(zhì)押者身份的某個(gè)歷史區(qū)塊，啟動(dòng)一條分叉鏈的可能性。這個(gè)問題是 PoS 系統(tǒng)固有的，無法僅通過改進(jìn) PoS 鏈的共識(shí)機(jī)制本身來徹底解決，不論是以太坊還是 Cosmos 等 PoS 鏈都面臨著這一挑戰(zhàn)。

在引入比特幣時(shí)間戳之后，PoS 鏈的鏈上數(shù)據(jù)將會(huì)以帶有比特幣時(shí)間戳的形式，存儲(chǔ)在比特幣鏈上，即便有人想再造一條 PoS 鏈的 fork，它對應(yīng)的比特幣時(shí)間戳肯定晚于原鏈，所以此時(shí)長距離攻擊就會(huì)失效。

比特幣質(zhì)押協(xié)議：

該協(xié)議允許比特幣持有者質(zhì)押其閑置的比特幣，以提高 PoS 鏈的安全性，并在此過程中獲得收益。

比特幣質(zhì)押協(xié)議的核心基礎(chǔ)設(shè)施是比特幣與 PoS 鏈之間的 Control Plane，如下圖所示。

圖 11:具有 Control plane 和 Data plane 的系統(tǒng)架構(gòu)

Control Plane 以鏈的形式實(shí)現(xiàn)，以確保它是去中心化的、安全的、抗審查的和可擴(kuò)展的。這個(gè)控制平面負(fù)責(zé)各種關(guān)鍵功能，包括：

? 為 PoS 鏈提供比特幣時(shí)間戳服務(wù)，以使它們能夠與比特幣網(wǎng)絡(luò)同步。

? 充當(dāng)市場場所，匹配比特幣質(zhì)押和 PoS 鏈，并跟蹤質(zhì)押和驗(yàn)證信息，比如 EOTS 密鑰的注冊和刷新；

? 記錄 PoS 鏈的最終性簽名；

通過質(zhì)押他們的 BTC，用戶可以為 PoS 鏈、DA 層、預(yù)言機(jī)、AVS 等提供驗(yàn)證服務(wù)，Babylon 現(xiàn)在還可以為 Altlayer，Nubit 等提供服務(wù)。