趋势以太坊正往模组化区块链演变

在 Layer2 解决方案逐渐成为大众采用规范的世界中，模组化区块链透过将执行、结算、共识和资料可用性层划分来变革区块链的架构。
（前情提要：Layer2模组化战争：OP Stack vs. ZK Stack，谁能赢？ ）
（背景补充：Matter Labs再释出ZK Stack，模组化野心锁定「L2+L3」 ）

本文目录

• 模组化的未来

模组化区块链的概念

模组化区块链是专注于处理少数职责并将其余部分外包给一个或多个独立层的区块链。模组化区块链可以用于处理以下单个任务或组合任务：

模组化链通常执行两个或多个相互依存的功能。例如，资料可用性层必须就资料排序达成共识，否则不可能知道哪些资料代表了历史记录的正确版本。

模组化区块链设计的优点模组化区块链设计的缺点以太坊的模组化形式：分片和 rollup

像比特币等第一代区块链一样，以太坊最初也被设计为单片区块链。但是，为了增强网路效能、提高可扩容性和可持续性，以太坊网路目前正在向模组化框架过渡。

分片是将系统（例如资料库）分成多个部分来执行的过程。通过跨多个元件的功能分配，系统可实现更多的输出和效率。在区块链网路中，分片将区块链分成多条子链，由子链来处理不同部分的网路活动。

在以太坊的分片设计中， 64 条分片链将平行执行。分片可以平行处理交易（执行分片），也可以用于储存不同部分的区块链资料（资料分片）。 使用资料分片，以太坊节点将只储存在其分片链上释出的资料 — — 这与当前结构相反，当前结构需要所有节点储存相同的资料。

延伸阅读：V神专文》细解以太坊上的分片技术，从不可能三角困境出发

以太坊的信标链和分片链之间的关系

分片是一种模组化形式，由不同的元件（分片链）处理不同的职责。在资料分片中，分片链储存以太坊资料的不同部分，而执行分片使每条分片链都可以处理自身的一组交易，从而增加了资料吞吐量并减少了处理时间。

一些开发人员采用了以 rollup 为中心的方法来扩充套件以太坊。与纯链下扩容解决方案（例如侧链）不同，rollup与主链紧密结合。在保留结算、共识和资料可用性的前提下，以太坊区块链将计算外包给 rollup。由于以太坊充当 L2 rollup 的基础层，rollup可以在不损害去中心化或安全性的同时通过更快的区块时间和更大的区块去积极地优化执行。

以太坊（L1 基础层）和 rollup（L2）在模组化区块链体系结构中的功能以太坊的模组化技术堆叠发展程式

以太坊的模组化技术堆叠发展程式如下：

1. 单片区块链：代表着以太坊 L1 或主链，本身是一个单片区块链。
2. Rollup：充当执行层的 L2 解决方案，例如 Arbitrum 和 Optimism ，将执行层从以太坊 L1 移出，释出 state roots 和 rollup 资料并传回给以太坊 L1。
3. 模组化 rollup：具有模组化资料可用性的 rollup。

以太坊的模组化 L2 技术堆叠可以在保留高水平的安全性和去中心化的同时提供可扩容性。 这种强大的组合为以太坊为更高效、更可持续的区块链生态系统奠定基础。

单片区块链

单片区块链是以太坊的原始执行形式，无需使用 rollup或资料分片即可处理所有内容。这种单片架构安全性最高，但需要付出高成本和可扩容性有限的代价。因此，以太坊主网的交易速度相对较慢，平均 TPS 只能达到 15 – 20 。目前，以太坊正逐渐转变为模组化区块链，主要通过采用以 rollup 为中心的计算和资料分片策略来完成这一过程。

Rollup

Rollup 是模组化区块链中最早的技术突破，它提供了一个用于执行的单独层，扩展了以太坊的单片体系结构。Rollup可以将区块链的执行层安全地抽象到排序器，即在定期将压缩资料传回以太坊主网进行验证之前使用强大的电脑来打包和执行多个交易。Rollup通过将此计算过程转移到以太坊链下，可以使 TPS 提高 20 – 50 倍。

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在当前的情况下，rollup 扮演着执行层的角色，处理交易，同时外包结算、共识和资料可用性。例如，利用 Optimistic 虚拟机器的 optimistic rollup 以及执行 zk EVM 的 ZK rollup。这些 rollup执行智慧合约和处理交易，但仍然依靠以太坊来进行以下操作：

由于有以太坊作为 rollup 的基础层，rollup 可以在不损害去中心化或安全性的同时允许更快的区块时间和更大的区块。Rollup可以说是以太坊新时代的开始。近期 Arbitrum 和 Optimism 的总交易已经超过以太坊的交易数，这反应了以太坊的模组化趋势。

模组化 rollup

较新的模组化 rollup 将资料可用性层移出以太坊。例如 Mantle ，它仍然依靠以太坊的结算和共识，但是利用 Mantle DA作为资料可用性层。Mantle DA 进行资料排序并提供资料证明，但无需执行交易；执行交易被有效地外包给 Mantle 的执行层。

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此前，以太坊是 rollup 的唯一资料可用性解决方案，导致其在成本方面面临挑战。资料可用性是大多数 rollup的最大成本来源，特别是储存以太坊上的交易资料，可占到多达 70 ％的费用。而且，这一成本是变化的，并且成本与使用率成比例地增加，随着越来越多使用者加入，逐渐构成了重大障碍。到目前为止，只有具备大量资源的大型 rollup才能容纳规模较大的使用者群。

值得庆幸的是，以太坊正在发生变化，并且以资料可用性层的形式出现了新的模组化解决方案，以减少交易资料提交成本。资料可用性层的主要范例包括 EigenDA， Celestia 以及 Avail ，它们都致力于解决资料可用性问题，对 rollup 的局限性提供了潜在的解决方案。

模组化的未来

在过去的十余年里，区块链领域在应对可扩充套件性挑战时经常陷入一个怪圈 — — 由于以太坊的高成本和局限性，不断去建立新的 L1区块链。但是，以太坊的高费用其实并不是不可解决的 bug。

在 L2解决方案逐渐成为大众采用规范的世界中，模组化区块链通过将执行、结算、共识和资料可用性层划分来变革区块链的架构。当单片区块链受困于可扩容性之时，模组化体系结构的潜力将得到释放。

随着资料可用性层发展和竞争，对于新的 rollup 而言，进入门槛和障碍将大大降低。在不远的未来，由于资料可用性成本的降低和模组化功能的进一步完善，在 OP或 ZK 堆叠上的应用程式很可能会出现繁荣景象。

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