Ethereum je jedním z úspěšných blockchainových příběhů, který využívají miliony lidí, jsou v něm umístěny tisíce decentralizovaných aplikací a spravuje finanční prostředky v hodnotě miliard dolarů. Působivé je, že tohoto úspěchu bylo dosaženo navzdory některým vážným problémům s jeho monolitickou architekturou, která způsobuje velké problémy se škálovatelností, které často ochromují její síť přetíženým provozem a vysokými poplatky. 

Úspěch Etherea vyvolává otázku – co by se stalo, kdybychom skutečně dokázali vybudovat blockchain bez těchto problémů se škálovatelností? Jak daleko by kryptoprůmysl zašel, kdyby nebyl zadržován? Je to otázka, o níž průmysl doufá, že bude brzy schopen odpovědět s příchodem modulárních blockchainů. 

V současnosti se většina klíčových úkolů, jako je zpracování transakcí, konsensus a dostupnost dat, odehrává v samotném řetězci Ethereum. Výsledkem je, že jeho uzly jsou pravidelně přetěžovány. Jsou tlačeni do provozu, ověřují transakce, zpřístupňují data a udržují celou historii bloků a tyto požadavky mají extrémně negativní dopad na její efektivitu. 

Modulární blockchainy mají za cíl tento problém vyřešit rozdělením základních funkcí na více samostatných blockchainových vrstev, čímž se sníží zatížení každé z nich, aby byly efektivnější. 

Co jsou modulární blockchainy?

Základní koncept modulárních blockchainových architektur zahrnuje přesměrování různých úloh, které blockchainy vykonávají, do odlišných vrstev – takže bude existovat jeden řetězec pro provádění, jeden pro konsensus, další pro dostupnost dat a tak dále. Tento modulární make-up pokládá základ pro větší škálovatelnost, protože každá složka blockchainu musí nezávisle na ostatních zvládnout pouze jeden konkrétní úkol. 

Nejen, že pomáhá snížená zátěž, ale také to znamená, že každá vrstva může být lépe optimalizována pro konkrétní úkol, který má dělat. 

To je na rozdíl od monolitických blockchainů, které nutí všechny hlavní funkce blockchainu na stejné uzly. Namísto toho rozděluje všechny úkoly, které je třeba provést, do optimalizovaných vrstev uzlů, aby se mohly zaměřit konkrétně na danou funkci a dělat ji rychleji než dříve. 

Klíčovou výhodou tohoto přístupu je, že vývojáři mohou vytvářet velmi specifické kombinace blockchainových vrstev, které vyhovují konkrétním potřebám jejich decentralizovaných aplikací. Dá se to přirovnat ke stavbě blockchainu z kostek Lego. Vývojář může například spárovat nejvhodnější, optimalizovanou vrstvu dostupnosti dat, jako je 0G, s vysoce efektivní prováděcí vrstvou, jako je FuelVM, a zabezpečenou ověřovací vrstvou, jako je EigenLayer, která zdědí silné zabezpečení Etherea prostřednictvím tekutého přeskupování.

Smícháním a přizpůsobením modulárních blockchainových vrstev tímto způsobem mohou vývojáři vytvořit flexibilnější architekturu, která dosahuje nejvyšší možné propustnosti pro jejich konkrétní případ použití a těží z větší efektivity a škálovatelnosti, než může poskytnout jakýkoli monolitický blockchain. 

Modulární přístup je výkonnou alternativou k vybudování přizpůsobeného blockchainu od nuly, což někteří ambicióznější vývojáři udělali a umožnili vývojářům těžit z vysoce optimalizovaných výkonnostních vrstev a zároveň sdílet zabezpečení zavedenějších sítí. 

Modulární komponenty blockchainu

I když existují nejrůznější možnosti pro míchání a párování různých vrstev, modulární blockchain bude téměř vždy zahrnovat spojení čtyř základních komponent. Tento koncept je architektonickou revolucí, o které mnozí věří, že překoná tradiční univerzální model pro decentralizované sítě. 

Čtyři základní komponenty zahrnují prováděcí vrstvu, což je primární nebo základní vrstva, kam se odesílají transakce uživatelů a kde interagují s dApps prostřednictvím chytrých smluv. Tyto interakce spouštějí „přechody stavu“, jako je aktualizace zůstatků a účtů v řetězci. 

Oddělením prováděcí vrstvy od úkolů, jako je konsensus, transakce a interakce, lze provádět off-chain pomocí technik, jako jsou ZK-Rollups nebo Optimistic Rollups, což umožňuje efektivnější (rychlejší a levnější) zpracování. 

Druhou hlavní složkou je vrstva vypořádání, která provádí vypořádání všech transakcí, které byly převedeny na tyto souhrny. Dělá to zpracováním jejich transakčních dokladů. Tento úkol zahrnuje ověřování stavů transakcí, správu důkazů o podvodu a řešení případných sporů, zejména v případě optimistických souhrnů. 

Třetí je konsenzuální vrstva, kterou může být postranní řetězec založený na rollupu nebo nějaká jiná architektura a je zodpovědná za zajištění toho, aby se požadovaná většina uzlů shodla na stavu blockchainu. Má za úkol sdružovat více transakcí dohromady, aby byly vypořádány jako jedna, a musí zajistit, aby každá z nich byla platná. Musí se také dohodnout na pořadí, ve kterém jsou tyto transakce zpracovávány. 

Jednou z výhod konsensuální vrstvy je, že poskytuje vývojářům větší flexibilitu ohledně toho, jak decentralizované chtějí, aby jejich dApps byly, protože jsou schopni nakonfigurovat počet zapojených validátorů. 

A konečně, každý druh dApp potřebuje vrstvu dostupnosti dat, která zajišťuje, že všechna data potřebná k ověření transakcí a zpracování interakce inteligentních smluv jsou zpřístupněna všem ostatním účastníkům v síti. Tímto způsobem umožňuje rychlé ověření všech nezbytných dat na řetězci komukoli, kdo používá nebo se účastní sítě. Vrstvy dostupnosti dat se staly obzvláště oblíbenými u dApps, které mají za cíl zvýšit jejich efektivitu tím, že eliminují potřebu spoléhat se na samotné Ethereum při poskytování dostupnosti dat. 

Co přináší modulární architektura?

Je snadné pochopit, proč rozdělení těchto úkolů do samostatných vrstev může zvýšit celkovou efektivitu dApps. Modulární blockchainy se rychle objevují jako přesvědčivé řešení problémů se škálovatelností na Ethereu a dalších decentralizovaných sítích. V případě Etherea to znamená, že silně přetížený mainnet se může soustředit pouze na provádění transakcí a výrobu bloků a udržování konsenzu, přičemž vypořádání, konsenzus a dostupnost dat se provádějí jinde. Je to něco jako zaměstnávat samostatné lidi, aby se starali o různé úkoly v kuchyni, jako je příprava ingrediencí, jejich vaření a čištění nádobí, místo toho, aby vše dělal jeden zaměstnanec. 

Kromě toho, že umožňuje rychlejší zpracování úkolů, znamená to také nižší náklady, protože souhrny mohou přistupovat k ověřeným datům bez nákladných volání do hlavní sítě Ethereum. Aktualizace a vylepšení zaměřené na dostupnost dat lze navíc spouštět samostatně, aniž by došlo k jakémukoli narušení sítě. 

Například vývojář, který chce vybudovat vysoce výkonnou decentralizovanou výměnnou platformu, může použít ZK-rollups jako prováděcí vrstvu pro efektivní zpracování transakcí mimo řetězec a použít Ethereum ke konsenzu a vypořádání, aby mohl těžit z jeho bezpečnosti. Konečně mohou využít specializovanou vrstvu dostupnosti dat, jako je EigenDA nebo 0G, pro nákladově efektivnější a rychlejší přístup k úložišti dat mimo řetězec. 

Oprava dostupnosti dat pro vysokorychlostní přístup

Došlo k určité kritice modulárních blockchainů kvůli bezpečnostním komplikacím a zvýšeným předpokladům důvěry, které vyplývají z fragmentovanější síťové architektury. Nic z toho však nezabránilo výraznému pokroku. 

Ve skutečnosti panuje všeobecná shoda v tom, že výhody modulárního přístupu převažují nad riziky. Během posledních 12 měsíců se myšlenka modulárních blockchainů skutečně chytila ​​a existuje mnoho projektů, které přinášejí sen o větší škálovatelnosti do říše reality. 

V oblasti dostupnosti dat je jednou z nejslibnějších iniciativ síť 0G, která se zaměřuje na poskytování vysokorychlostního a vysoce zabezpečeného přístupu k datům pro decentralizované sítě. Jeho cílem je poskytovat rychlou propustnost až 50 Gbps, což výrazně zlepšuje rychlost 1,5 Mbps Etherea při použití jako vrstva dostupnosti dat. 

0G buduje svou vrstvu dostupnosti dat pro podporu nové generace her založených na blockchainu a aplikací umělé inteligence, které vyžadují extrémně rychlý a spolehlivý datový kanál. Pokud takové aplikace nebudou mít rychlou a efektivní propustnost, nebudou schopny dosáhnout výkonu svých protějšků Web2 a jejich transakční náklady se zvýší mnohem víc, než kolik by bylo ochotno zaplatit mnoho uživatelů. 

Zakladatel Michael Heinrich řekl TechCrunch, že 0G má v konečném důsledku v úmyslu dosáhnout „nekonečné kapacity“. Takže stejně jako AWS umožňuje vývojářům roztočit tolik serverů, kolik potřebují k zajištění bleskově rychlého výkonu aplikací, 0G bude moci roztočit tolik konsenzuálních sítí, kolik potřebují. 

Dynamika v modulárních blockchainech

Mezitím došlo k slibnému vývoji napříč celým modulárním blockchainovým stackem. Fuel Labs je průkopníkem konceptu paralelizovaných virtuálních strojů na prováděcí vrstvě, zatímco Optimism učinil významný průlom v oblastech, jako je sharding, decentralizované sekvenování a motivované ověřování. 

Samotné Ethereum také přispívá k modularitě blockchainu. V rámci svého plánu vývoje po sloučení pracuje na vytvoření samostatných, ale sjednocených vrstev vypořádání a dostupnosti dat. Jednou z jeho nejslibnějších myšlenek je koncept „danksharding“, který pracuje na vývoji datových fragmentů L1 a blokového prostoru Etherea do samostatného „motoru dostupnosti dat“, který připravuje cestu pro souhrny na vrstvě 2 k implementaci levných a vysoce- propustnost transakcí. 

Dalším zajímavým projektem je Celestia, jejíž implementaci prováděcí vrstvy lze využít i jako vrstvu dostupnosti dat. Pokládá základy pro alternativy k virtuálním strojům založeným na EVM, jako jsou virtuální počítače založené na WASM, Starknet a FuelVM. Sdílením dostupnosti dat s různými exekučními vrstvami umožňuje Celestia vývojářům vytvářet mezi clustery mosty s minimalizací důvěry, které odemykají složitelnost a interoperabilitu mezi ekosystémy a napříč řetězci. 

Projekt Volitions společnosti Starkware představuje přesvědčivé řešení dilematu dostupnosti dat v řetězci a mimo něj. Díky tomu si vývojáři a uživatelé dApp budou moci vybrat, zda chtějí posílat svá transakční data mimo řetězec, kde mohou být zpracována rychleji, nebo je ponechat v řetězci, kde je to bezpečnější. 

Dokonce i bitcoin bude pravděpodobně těžit z modularizace. Projekt s názvem Babylon pracuje na protokolu, který umožní vsadit BTC pro zlepšení bezpečnosti appchainů v ekosystému Cosmos a později to rozšířit na další blockchainy proof-of-stake. 

Výhled pro modulární blockchainy

Ačkoli mnoho z výše uvedených projektů je stále velmi rodící se nápady, působivá rychlost, jakou postupovaly, naznačuje, že budoucnost blockchainu bude spíše modulární než monolitická. 

Modulární blockchainy však nejsou bez problémů. Spojením spousty různých komponent, jako je Lego, může vývojářům způsobit bolesti hlavy. U modulárních blockchainů bezpečnost nakonec spočívá na základní vrstvě vypořádání, ale vývojáři se budou muset postarat o to, aby nevytvořili situaci, kdy selhání jedné vrstvy způsobí problémy na ostatních vrstvách. 

Druhá výzva může zahrnovat náklady. Optimalizace každé vrstvy přináší uživatelům lepší zkušenosti, ale je spojena s vyšší složitostí, přičemž nutnost vytvořit mechanismy pro správu podvodů a důkazů platnosti se ukazuje jako značná výzva. 

Pokud mají modulární blockchainy uspět, je na vývojářích, aby zajistili, že vše bude hladce zapadat, aby jejich dApps jednoduše „fungovaly“.