I. Introdução

Blockchain modular é um paradigma inovador de design de blockchain que visa melhorar a eficiência e escalabilidade do sistema através da especialização e divisão do trabalho. Antes do nascimento do blockchain modular, uma única cadeia (monolítica) precisava lidar com todas as tarefas, incluindo a camada de execução, a camada de disponibilidade de dados, a camada de consenso e a camada de liquidação. As blockchains modulares resolvem esses problemas tratando esses esforços como módulos livremente combináveis, cada um focado em uma função específica.

Camada de execução: Responsável por processar e verificar todas as transações e gerenciar mudanças de estado do blockchain.

Camada de consenso: chegue a um acordo sobre a ordem das transações.

Camada de liquidação: usada para concluir transações, verificar provas e construir pontes entre diferentes camadas de execução.

Camada de Disponibilidade de Dados: Responsável por garantir que todos os dados necessários estejam disponíveis aos participantes da rede para verificação.

A tendência do blockchain modular não é apenas uma mudança tecnológica, mas também uma estratégia importante para promover todo o ecossistema blockchain para enfrentar os desafios futuros. GeekCartel analisará o conceito de blockchain modular e projetos relacionados, com o objetivo de fornecer uma interpretação abrangente e prática do conhecimento do blockchain modular, ajudar os leitores a entender melhor o blockchain modular e aguardar as tendências futuras de desenvolvimento. Nota: O conteúdo deste artigo não constitui conselho de investimento.

2. O pioneiro do blockchain modular-Celestia

Em 2018, Mustafa Albasan e Vitalik Buterin publicaram um artigo inovador que forneceu novas ideias para resolver o problema de escalabilidade do blockchain. "Amostragem de disponibilidade de dados e prova de fraude" apresenta um método pelo qual um blockchain pode expandir automaticamente o espaço de armazenamento à medida que nós de rede são adicionados. Em 2019, Mustafa Albasan pesquisou profundamente e escreveu “Lazy Ledger”, propondo o conceito de um sistema blockchain que trata apenas da disponibilidade de dados.

Com base nesses conceitos, a Celestia nasceu como a primeira rede de Disponibilidade de Dados (DA) com estrutura modular. Construído usando CometBFT e Cosmos SDK, é um blockchain de prova de aposta (PoS) que melhora efetivamente a escalabilidade enquanto mantém a descentralização.

A camada DA é crítica para a segurança de qualquer blockchain, pois garante que qualquer pessoa possa inspecionar o registro de transações e verificá-lo. Se o produtor do bloco propor um bloco quando nem todos os dados estiverem disponíveis, o bloco poderá atingir a finalidade, mas conter transações inválidas. Mesmo que um bloco seja válido, os dados do bloco que não podem ser totalmente verificados impactarão negativamente os usuários e a funcionalidade da rede.

Celestia implementa duas funções principais, nomeadamente Data Availability Sampling (DAS) e Namespace Merkle Tree (NMT). O DAS permite que nós leves verifiquem a disponibilidade de dados sem baixar blocos inteiros. Os NMTs permitem que os dados em bloco sejam divididos em namespaces separados para diferentes aplicativos, o que significa que os aplicativos só precisam baixar e processar os dados relacionados a eles, reduzindo significativamente os requisitos de processamento de dados. É importante ressaltar que o DAS permite que o Celestia seja dimensionado à medida que o número de usuários (nós leves) aumenta, sem comprometer a segurança do usuário final.

As blockchains modulares estão possibilitando a construção de novas cadeias de uma forma sem precedentes, com diferentes tipos de blockchains modulares trabalhando juntas para diferentes propósitos e com diferentes arquiteturas. Celestia propôs oficialmente várias ideias e exemplos de design de arquitetura modular, mostrando-nos a flexibilidade e a capacidade de composição do blockchain modular:

Figura 1 Arquitetura de Camada 1 e Camada 2

Camada 1 e Camada 2: O que Celestia chama de modularidade ingênua foi originalmente construído para a escalabilidade do Ethereum como um monólito. A Camada 1 se concentra na execução e a Camada 1 fornece outras funções importantes.

• Celestia suporta cadeias construídas com base em pilhas de tecnologia Arbitrum Orbit, Optimism Stack e Polygon CDK (a serem suportadas em breve) para usar Celestia como a camada DA 2 pode usar a tecnologia Rollup para mudar seus dados de publicação para Ethereum para publicação para Celestia. Os compromissos com os blocos são publicados no Celestia, que é mais escalonável do que a abordagem tradicional de publicação de dados em uma única cadeia.

• Celestia suporta RollApp (uma cadeia dedicada a aplicativos) construída com base em componentes da tecnologia Dymension como camada de execução. É semelhante aos conceitos da Camada 1 e Camada 2 do Ethereum. A camada de liquidação do RollApps depende do Dymension Hub (será explicado mais tarde). ), e a camada DA usa Celestia, as cadeias interagem através do protocolo IBC (IBC é baseado no Cosmos SDK, um protocolo que permite que blockchains se comuniquem entre si. As cadeias que usam IBC podem compartilhar qualquer tipo de dados, desde que seja codificado em bytes).

Figura 2: Arquitetura de execução, liquidação e camada DA

Execução, Liquidação e Disponibilidade de Dados: Blockchains modulares otimizados, como as camadas de execução, liquidação e disponibilidade de dados, podem ser desacoplados entre blockchains modulares especializados.

Figura 3: Arquitetura da camada de execução e DA

Execução e DA: Como o objetivo da implementação de uma blockchain modular é ser flexível, a camada de execução não se limita a publicar seus blocos na camada de liquidação. Por exemplo, é possível criar uma pilha modular que não envolva a camada de liquidação, apenas a camada de execução no topo da camada de consenso e a camada de disponibilidade de dados.

Sob esta pilha modular, a camada de execução seria soberana, publicando suas transações em outro blockchain, normalmente para pedidos e disponibilidade de dados, mas lidando com sua própria liquidação. No contexto da pilha modular, o rollup soberano é responsável pela execução e liquidação, enquanto a camada DA trata do consenso e da disponibilidade de dados.

A diferença entre o rollup soberano e o rollup de contrato inteligente é:

• As transações Smart Contract Rollup são verificadas por contratos inteligentes na camada de liquidação. As transações do Sovereign Rollup são verificadas pelos nós do Sovereign Rollup.

• Em comparação com o contrato inteligente Rollup, os nós do Rollu soberano têm autonomia. Num Rollup soberano, a ordem e a validade das transações são geridas pela própria rede do Rollup, em vez de depender de uma camada de liquidação separada.

Atualmente, o Rollkit e o Sovereign SDK fornecem uma estrutura para implantação de testnets Rollup soberanos no Celestia.

3. Explore soluções modulares no ecossistema blockchain

1. Modularização da camada de execução

Antes de introduzir a modularização da camada de execução, devemos entender o que é a tecnologia Rollup.

A atual tecnologia de modularização da camada de execução depende principalmente do Rollup, que é uma solução de escalonamento que opera fora da cadeia da Camada 1. Esta solução realiza transações off-chain, o que significa que ocupa menos espaço em bloco e também é uma das importantes soluções de expansão para Ethereum. Após executar a transação, ele enviará um lote de dados da transação ou prova de execução para a Camada 1 e liquidará na Camada 1. A tecnologia Rollup fornece uma solução de escalabilidade para redes de Camada 1, mantendo a descentralização e a segurança.

Figura 4: Arquitetura técnica rollup

Tomando o Ethereum como exemplo, a tecnologia Rollup pode melhorar ainda mais o desempenho e a privacidade usando ZK-Rollup ou Optimistic Rollup.

• ZK-Rollup usa provas de conhecimento zero para verificar a exatidão das transações embaladas, garantindo assim a segurança e a privacidade das transações.

• O Optimistic Rollup primeiro assume que essas transações são válidas antes de enviar o status da transação à cadeia principal do Ethereum. Durante o período de desafio, qualquer pessoa pode calcular uma prova de fraude para verificar a transação.

1.1 Ethereum Layer 2: Construindo soluções de escalonamento futuras

Ethereum inicialmente adotou tecnologias de sidechain e sharding para escalar, mas o sidechain sacrificou alguma descentralização e segurança para alcançar alto rendimento. Os rollups da camada 2 se desenvolveram muito mais rápido do que o esperado e forneceram um grande número de extensões, e mais serão fornecidas após o Proto-Danksharding ser implementado; implementado. Isso significa que as “cadeias de fragmentos” não são mais necessárias e agora foram removidas do roteiro do Ethereum.

Ethereum terceiriza a camada de execução para Camada 2 com base na tecnologia Rollup para reduzir a carga na cadeia principal e fornece um ambiente de execução padronizado e seguro para contratos inteligentes executados na camada Rollup. Algumas soluções Rollup são projetadas tendo em mente a compatibilidade com EVM, de modo que os contratos inteligentes executados na camada Rollup ainda possam aproveitar os recursos e funções do EVM, como OP Mainnet, Arbitrum One e Polygon zkEVM, etc.

Figura 5: Solução de escalonamento da Camada 2 da Ethereum

Esses Layer 2 executam contratos inteligentes e processam transações, mas ainda dependem do Ethereum para:

Liquidação: Todas as transações Rollup são concluídas na rede principal Ethereum. Os usuários do Optimistic Rollups deverão aguardar o término do período de contestação ou que a transação seja considerada válida após cálculos antifraude. Os usuários do ZK Rollups devem aguardar até que a validade seja comprovada.

Consenso e disponibilidade de dados: Rollups publicam dados de transações na rede principal Ethereum na forma de CallData, permitindo que qualquer pessoa execute transações Rollup e reconstrua seu estado, se necessário. Os Optimistic Rollups requerem uma grande quantidade de espaço em bloco e um período de desafio de 7 dias antes de serem confirmados na cadeia principal do Ethereum. ZK Rollups fornecem finalidade instantânea e armazenam dados disponíveis para verificação por 30 dias, mas exigem poder de computação significativo para criar provas.

Rede 1,2 B²: Criando Bitcoin ZK-Rollup

B² Network é o primeiro ZK-Rollup em Bitcoin, aumentando a velocidade das transações sem sacrificar a segurança. Usando a tecnologia Rollup, a B² Network fornece uma plataforma que pode executar contratos inteligentes Turing-completos para transações fora da cadeia, melhorando assim a eficiência das transações e minimizando custos.

Figura 6: Arquitetura da rede B²

Conforme mostrado na figura, a Camada ZK-Rollup da Rede B² utiliza a solução zkEVM e é responsável pela execução das transações dos usuários dentro da rede Camada 2 e pela saída dos certificados relacionados.

Diferente de outros Rollups, o B² Network ZK-Rollup consiste em vários componentes, incluindo módulo de abstração de conta, serviço RPC, Mempool, sequenciadores, zkEVM, agregadores, sincronizadores e provador. O módulo de abstração de conta implementa abstração de conta nativa, o que permite aos usuários programar com flexibilidade maior segurança e melhor experiência de usuário em suas contas. zkEVM é compatível com EVM e também pode ajudar os desenvolvedores a migrar DApps de outras cadeias compatíveis com EVM para a Rede B².

Os sincronizadores garantem que as informações sejam sincronizadas do nó B² para a camada Rollup, incluindo informações de sequência, dados de transações Bitcoin e outros detalhes. Os nós B² atuam como validadores fora da cadeia e são os executores de múltiplas funções exclusivas na rede B². O módulo Bitcoin Committer no nó B² constrói uma estrutura de dados para registrar os dados B² Rollup e gera um Tapscript denominado "inscrição B²". Em seguida, o Bitcoin Committer envia um UTXO de um satoshi para um endereço Taproot contendo a inscrição $B^{ 2 }$, e os dados Rollup serão gravados no Bitcoin.

Além disso, o Bitcoin Committer define um desafio com bloqueio de tempo, permitindo que o desafiante desafie a promessa de verificação à prova de zk. Se não houver desafiantes durante o período de bloqueio de tempo ou se o desafio falhar, o Rollup será finalmente confirmado no Bitcoin. Se o desafio for bem-sucedido, o Rollup será revertido;

Seja Ethereum ou Bitcoin, a Camada 1 é essencialmente uma cadeia única e eles recebem dados estendidos da Camada 2. Na maioria dos casos, a capacidade da Camada 2 também depende da capacidade da Camada 1. Portanto, a implementação das pilhas da Camada 1 e da Camada 2 não é ideal para escalabilidade. Quando a Camada 1 atingir seu limite de rendimento, a Camada 2 também será afetada, o que pode levar ao aumento das taxas de transação e ao prolongamento dos tempos de confirmação, afetando a eficiência e a experiência do usuário de todo o sistema.

2. Modularização da camada DA

Além da solução DA da Celestia ser favorecida pela Camada 2, outras soluções inovadoras com foco em DA surgiram uma após a outra, desempenhando um papel fundamental em todo o ecossistema blockchain.

2.1 EigenDA: Capacitando a tecnologia Rollup

EigenDA é um serviço DA seguro, de alto rendimento e descentralizado, cujo design é inspirado em Danksharding. Rollup permite a publicação de dados no EigenDA para reduzir custos de transação, maior rendimento de transação e composição segura em todo o ecossistema EigenLayer.

Ao construir armazenamento temporário descentralizado de dados no Ethereum Rollup, o armazenamento de dados pode ser gerenciado diretamente pelos operadores EigenDA. Os operadores referem-se àqueles que participam nas operações da rede e são responsáveis ​​pelo processamento, verificação e armazenamento de dados. O EigenDA pode expandir-se horizontalmente à medida que a quantidade de promessas e operadores aumenta.

EigenDA combina a tecnologia Rollup e transfere simultaneamente a parte DA para processamento fora da cadeia para obter escalabilidade. Portanto, os dados reais das transações não precisam mais ser copiados e armazenados em cada nó, reduzindo a necessidade de largura de banda e armazenamento. On-chain apenas lida com metadados e mecanismos de responsabilização relacionados à disponibilidade de dados (a responsabilização permite que os dados sejam armazenados fora da cadeia e sua integridade e autenticidade sejam verificadas, se necessário).

Figura 7: Fluxo de dados básico do EigenDA

Conforme mostrado na figura, o Rollup grava lotes de transações na camada DA. Ao contrário dos sistemas que usam provas de fraude para detectar dados maliciosos, o EigenDA divide os dados em partes e gera o compromisso KZG e múltiplas provas de revelação, o EigenDA exige que os nós baixem apenas uma pequena quantidade. de dados [ O(1/n)] em vez de baixar o blob inteiro. O protocolo de arbitragem de fraude do Rollup também é capaz de verificar se os dados do blob correspondem ao compromisso KZG fornecido na prova EigenDA. Ao fazer esta verificação, a cadeia da Camada 2 garante que os dados da transação da raiz do estado Rollup não possam ser manipulados pelo sequenciador/proponente.

2.2 Nubit: A primeira solução DA modular em Bitcoin

Nubit é uma camada DA escalável e nativa do Bitcoin. A Nubit é pioneira em um futuro nativo do Bitcoin, projetado para aumentar o rendimento de dados e os serviços de disponibilidade para atender às crescentes necessidades do ecossistema. Sua visão é trazer a vasta comunidade de desenvolvedores para o ecossistema Bitcoin e fornecer-lhes ferramentas escalonáveis, seguras e descentralizadas.

Os membros da equipe da Nubit são professores e estudantes de doutorado da UCSB (Universidade da Califórnia, Santa Bárbara) com excelente reputação acadêmica e influência global. Eles não são apenas proficientes em pesquisa acadêmica, mas também possuem ampla experiência na implementação de engenharia de blockchain. A equipe escreveu um artigo sobre um indexador modular junto com domo (o criador do Brc 20), adicionou o design da camada DA à estrutura do indexador do metaprotocolo Bitcoin e participou do estabelecimento e formulação de padrões da indústria.

As principais inovações do Nubit: mecanismo de consenso, ponte sem confiança e disponibilidade de dados. Ele usa algoritmos de consenso inovadores e Lightning Network para herdar as características completamente resistentes à censura do Bitcoin e usa DAS para melhorar a eficiência:

• Mecanismo de consenso: Nubit explora um consenso eficiente baseado em PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance) desenvolvido por SNARK para agregação de assinaturas. A combinação do esquema PBFT e da tecnologia zkSNARK reduz significativamente a complexidade da comunicação de verificação de assinaturas entre verificadores e verifica a exatidão das transações sem acessar todo o conjunto de dados.

• DAS: O DAS do Nubit é implementado realizando múltiplas rodadas de amostragem aleatória em pequenas partes dos dados do bloco. Cada rodada bem-sucedida de amostragem aumenta a probabilidade de os dados serem totalmente utilizáveis. Uma vez atingido um nível de confiança predeterminado, os dados do bloco são considerados acessíveis.

• Trustless Bridge: Nubit usa um Trustless Bridge, que aproveita o canal de pagamento da Lightning Network. Essa abordagem é consistente com os métodos de pagamento Bitcoin nativos, sem adicionar requisitos adicionais de confiança. Em comparação com as soluções de ponte existentes, traz riscos menores para os usuários.

Figura 8: Componentes básicos do Nubit

Revisaremos ainda mais o ciclo de vida completo do sistema mostrado na Figura 8 usando um caso de uso específico. Suponha que Alice queira usar o serviço DA da Nubit para concluir uma transação (Nubit oferece suporte a vários tipos de dados, incluindo, entre outros, inscrições, dados Rollup, etc.).

• Etapa 1.1: Alice primeiro precisa pagar a taxa do gás por meio da ponte confiável da Nubit para continuar o serviço. Em particular, Alice precisa obter um desafio público da ponte confiável, denotado pelo valor hash do bloco de altura).

• Etapa 1.2 e Etapa 2: Alice deve obter o resultado da avaliação R do VDF relacionado à rodada atual, enviar R e enviar seus dados e metadados de transação (como endereço e nonce) ao validador para mesclá-los no mempool.

• Etapa 3: O processo pelo qual os validadores propõem blocos e seus cabeçalhos após chegarem a um consenso. O cabeçalho do bloco inclui o compromisso com os dados e sua codificação Reed-Solomon (código RS) associada, enquanto o próprio bloco contém os dados originais, o código RS correspondente e detalhes básicos da transação.

• Etapa 4: O ciclo de vida termina com a recuperação dos dados de Alice. Os clientes leves baixam os cabeçalhos dos blocos, enquanto os nós completos obtêm os blocos e seus cabeçalhos.

Os clientes Light realizam o processo DAS para verificar a disponibilidade dos dados. Além disso, após a proposta de um número limite de blocos, os pontos de verificação desse histórico são registrados na blockchain do Bitcoin por meio de carimbos de data/hora do Bitcoin. Isso garante que o conjunto de validadores bloqueie possíveis ataques remotos e suporte a desvinculação rápida.

3. Outras soluções

Além das cadeias focadas na modularização de camadas específicas, os serviços de armazenamento descentralizados podem fornecer suporte de longo prazo para a camada DA. Existem também alguns protocolos e cadeias que fornecem aos desenvolvedores soluções personalizadas e full-stack que permitem aos usuários construir facilmente suas próprias cadeias, mesmo sem construir código.

3.1 EthStorage – armazenamento descentralizado dinâmico

EthStorage é a primeira Camada 2 modular a implementar armazenamento descentralizado dinâmico, fornecendo armazenamento de valor-chave programável (KV) conduzido por DA, estendendo o armazenamento programável para centenas a um custo de 1/100 a 1/1000 TB ou mesmo PB. Ele fornece uma solução DA de longo prazo para Rollups e abre novas possibilidades para aplicações totalmente on-chain, como jogos, redes sociais, IA e muito mais.

Figura 9: Cenários de aplicação do EthStorage

O fundador da EthStorage, Qi Zhou, se dedica à indústria Web3 desde 2018. Ele possui doutorado pelo Georgia Institute of Technology e trabalhou como engenheiro em empresas importantes como Google e Facebook. Sua equipe também recebeu apoio da Fundação Ethereum.

Como um dos principais recursos da atualização do Ethereum Cancun, o EIP-4844 (também conhecido como fragmentação Proto-dank), introduz blocos de dados temporários (blobs) para armazenamento Rollup de Camada 2, melhorando a escalabilidade e a segurança. A rede não precisa verificar todas as transações do bloco, basta confirmar se o blob anexado ao bloco carrega os dados corretos, o que reduz bastante o custo do Rollup. No entanto, os dados do blob estão disponíveis apenas temporariamente, o que significa que serão descartados dentro de algumas semanas. Isto tem um impacto significativo: a Camada 2 não pode derivar incondicionalmente o estado mais recente da Camada 1. Se um dado não puder mais ser recuperado da Camada 1, a cadeia poderá não ser sincronizada via Rollup.

Com o EthStorage como solução de armazenamento DA de longo prazo, os camadas 2 podem obter dados completos de sua camada DA a qualquer momento.

Características técnicas:

• EthStorage pode realizar armazenamento dinâmico descentralizado: as soluções de armazenamento descentralizado existentes podem suportar o upload de grandes quantidades de dados, mas não podem ser modificadas ou excluídas, e novos dados só podem ser recarregados. EthStorage implementa funções CRUD através do paradigma original de armazenamento de valor-chave, ou seja, criação, atualização, leitura e exclusão de dados armazenados, aumentando significativamente a flexibilidade do gerenciamento de dados.

• Solução descentralizada da camada 2 baseada na camada DA: EthStorage é uma camada de armazenamento modular, desde que haja EVM e DA para reduzir os custos de armazenamento, você pode executá-lo em qualquer blockchain (mas atualmente muitos da camada 1 não possuem camada DA). na Camada 2.

• Altamente integrado com ETH: o cliente EthStorage é um superconjunto do cliente Ethereum Geth, o que significa que ao executar um nó EthStorage, ele ainda pode participar de qualquer processo do Ethereum normalmente. também é o nó de dados do EthStorage.

Fluxo de trabalho do EthStorage:

• Os usuários carregam seus dados no contrato do aplicativo, que então interage com o contrato EthStorage para armazenar os dados.

• Na rede EthStorage Layer 2, os provedores de armazenamento são notificados sobre os dados que aguardam para serem armazenados.

• Os provedores de armazenamento baixam dados da Rede de Disponibilidade de Dados Ethereum.

• O provedor de armazenamento envia prova de armazenamento para a Camada 1, comprovando que há um grande número de réplicas na rede da Camada 2.

• O contrato EthStorage recompensa os provedores de armazenamento que enviam com sucesso provas de armazenamento.

3.2 AltLayer – Serviço de personalização modular

AltLayer fornece um serviço Rollups-as-a-Service (RaaS) versátil e sem código. Os produtos RaaS são projetados para o mundo multi-chain e multi-VM, suportando EVM e WASM. Ele também suporta diferentes SDKs Rollup, como OP Stack, Arbitrum Orbit, Polygon zkEVM, ZKStack e Starkware da ZKSync, diferentes serviços de pedidos compartilhados (como Espresso e Radius) e diferentes camadas DA (como Celestia, EigenLayer) e diferentes pilhas Rollup Layer many outros serviços modulares.

Pilhas Rollup multifuncionais podem ser implementadas por meio de AltLayer, por exemplo, um Rollup projetado para aplicativos pode ser construído usando Arbitrum Orbit, usando Arbitrum One como DA e camada de liquidação, enquanto outro Rollup projetado para uso geral pode usar ZK Stack Built usando Celestia como o Camada DA e Ethereum como camada de liquidação.

Nota: Ao ver isso, você deve estar se perguntando: por que a camada de liquidação pode ser implementada por OP e Arbitrum? Na verdade, essas pilhas Rollup da Camada 2 estão atualmente implementando um trabalho "intercadeia" semelhante ao proposto pelo Cosmos para alcançar a interconexão: a Superchain proposta pelo OP e a pilha OP servem como uma pilha de desenvolvimento padronizada para apoiar a tecnologia Optimism, integrando diferentes camadas 2 As redes são integrados, promovendo a interoperabilidade entre essas redes; a Arbitrum propôs a estratégia Orbitchain, que permite a criação e implantação da Camada 3 na rede principal da Arbitrum baseada em Arbitrum Nitro (pilha de tecnologia), também conhecida como cadeias de aplicativos. As Orbit Chains podem ser liquidadas diretamente na Camada 2 ou diretamente no Ethereum.

3.3 Dymension - Modularização Full Stack

Dymension é uma rede blockchain modular baseada no Cosmos SDK, projetada para garantir a segurança e interoperabilidade do RollApp usando o padrão IBC.

Dymension divide as funções de blockchain em múltiplas camadas. Dymension Hub serve como camada de liquidação e camada de consenso para fornecer segurança, interoperabilidade e liquidez para RollApp, e RollApp serve como camada de execução. A camada de disponibilidade de dados é um provedor DA suportado pelo protocolo Dymension. Os desenvolvedores podem escolher o provedor de disponibilidade de dados apropriado com base em suas necessidades.

A camada de liquidação (Dymension Hub) mantém o registro RollApps e informações importantes correspondentes, como status, lista de sequenciadores, sequenciador atualmente ativo, soma de verificação do módulo de execução, etc. A lógica do serviço rollup está ancorada na camada de liquidação, formando um hub para interoperabilidade nativa. O Dymension Hub como camada de assentamento possui as seguintes características:

• Fornecer serviços de Rollups nativamente na camada de liquidação: Fornece as mesmas suposições de confiança e segurança da camada base, mas com um espaço de design mais simples, mais seguro e mais eficiente.

• Comunicação e transações: O RollApp da Dymension implementa comunicação e transações Inter-RollApp na camada de liquidação por meio de módulos incorporados, fornecendo uma ponte com minimização de confiança. Além disso, RollApps pode se comunicar com outras redes habilitadas para IBC por meio do Hub.

• RVM (RollApp Virtual Machine): A camada de liquidação Dymension ativa o RVM no caso de uma disputa de fraude. O RVM é capaz de resolver disputas em diversos ambientes de execução (como EVM), ampliando as capacidades e flexibilidade do escopo de execução do RollApp.

• Resistente à censura: Os usuários que foram submetidos à censura do Sequenciador podem publicar uma transação especial na camada de liquidação. Esta transação é encaminhada ao sequenciador e solicitada para ser executada dentro do intervalo de tempo especificado. Se uma transação não for processada dentro do prazo especificado, o Sequenciador será penalizado.

• AMM (Formador de Mercado Automatizado): Dymension introduz um AMM integrado no centro de liquidação, criando assim um centro financeiro central. Fornece liquidez compartilhada para todo o ecossistema.

4. Comparação de blockchains modulares multiecológicos

No artigo anterior, discutimos profundamente o sistema blockchain modular e muitos projetos representativos. Agora mudaremos o foco para a análise comparativa entre diferentes ecologias, visando compreender de forma objetiva e abrangente o blockchain modular.

5. Resumo e perspectivas

Como podemos ver, o ecossistema blockchain está se desenvolvendo na direção da modularidade. No passado mundo blockchain, cada cadeia operava isoladamente e competia entre si, o que dificultava o fluxo de usuários, desenvolvedores e ativos entre diferentes cadeias, limitando o desenvolvimento geral e a inovação do ecossistema. No mundo WEB3, a descoberta e solução de problemas são um processo de esforços conjuntos. No início, Bitcoin e Ethereum atraíram muita atenção como cadeias únicas, mas à medida que os problemas das cadeias únicas foram expostos, as cadeias modulares gradualmente atraíram a atenção. Portanto, o surgimento das cadeias modulares não é um acidente, mas um desenvolvimento inevitável.

Os blockchains modulares aumentam a flexibilidade e a eficiência da cadeia, permitindo que componentes individuais sejam otimizados e personalizados de forma independente. Mas esta arquitetura também enfrenta desafios, como atrasos na comunicação e aumento da complexidade das interações do sistema. Na verdade, os benefícios a longo prazo da arquitetura modular, como maior capacidade de manutenção, capacidade de reutilização e flexibilidade, muitas vezes superam as penalidades de desempenho a curto prazo. No futuro, com o desenvolvimento da tecnologia, estes problemas encontrarão melhores soluções.

GeekCartel acredita que o ecossistema blockchain tem a responsabilidade de fornecer uma camada base confiável e ferramentas comuns em toda a pilha modular para promover ligações diretas e suaves entre as cadeias. Se o ecossistema puder ser mais harmonioso e interconectado, os usuários poderão usá-lo com mais facilidade. a tecnologia blockchain também atrairá mais novos usuários para a Web3.

6. Leitura estendida: Protocolo Restaking - Injetando segurança nativa em ecossistemas heterogêneos

Existem também alguns protocolos de Restake que agregam efetivamente recursos de segurança dispersos por meio do mecanismo de re-pledge e melhoram a segurança geral da rede blockchain. Este processo não só resolve o problema da fragmentação dos recursos de segurança, mas também aumenta as capacidades de defesa da rede contra potenciais ataques. Também fornece incentivos adicionais aos participantes e incentiva mais utilizadores a participarem na manutenção da segurança da rede. Desta forma, o protocolo Restaking abre novas formas de melhorar a segurança e a eficiência da rede, promovendo efetivamente o desenvolvimento saudável do ecossistema blockchain.

1. EigenLayer: Protocolo Descentralizado de Restauração Ethereum

EigenLayer é um protocolo construído em Ethereum que introduz o mecanismo Restaking, uma nova primitiva para segurança criptoeconômica. Esta primitiva permite que o ETH seja reutilizado na camada de consenso, agrega a segurança do ETH entre todos os módulos e melhora a segurança dos DApps que dependem de módulos. Staking de ETH nativamente ou usando Liquidity Staking Tokens (LST) Os usuários de staking de ETH podem optar por aderir ao contrato inteligente EigenLayer para re-staking de seu ETH ou LST e estender a segurança criptoeconômica a outras aplicações na rede para obter recompensas adicionais.

Quando o Ethereum mudou para um roteiro centrado no Rollup, os aplicativos que poderiam ser construídos no Ethereum se expandiram significativamente.

No entanto, qualquer módulo que não possa ser implantado ou comprovado no EVM não poderá absorver a confiança coletiva da Ethereum. Tais módulos envolvem o processamento de entradas de fora do Ethereum, portanto seu processamento não pode ser verificado dentro do protocolo interno do Ethereum. Esses módulos incluem sidechains baseados em novos protocolos de consenso, camadas de disponibilidade de dados, novas máquinas virtuais, redes oracle, pontes, etc. Normalmente, esses módulos requerem AVS com sua própria semântica de verificação distribuída para verificação. Normalmente, esses AVS são protegidos por seu próprio token nativo ou têm permissão por natureza.

Atualmente existem alguns problemas com o ecossistema AVS:

• Suposição de confiança de segurança. Os inovadores que desenvolvem AVS devem navegar numa nova rede de confiança para segurança.

• Vazamento de valor. À medida que cada AVS desenvolve seu próprio pool de confiança, os usuários devem pagar taxas a esses pools, além das taxas de transação ao Ethereum. Esse desvio no fluxo de taxas resulta em vazamento de valor do Ethereum.

• Carga de ingredientes. Para a maioria dos AVS em operação atualmente, o custo de capital do staking é significativamente maior do que quaisquer custos operacionais.

• DApps têm um modelo de menor confiança. O atual ecossistema AVS criou um problema. De modo geral, qualquer dependência de middleware de um DApp pode se tornar alvo de um ataque.

Figura 10: Comparação entre o serviço AVS atual e o EigenLayer

Em termos de arquitetura EigenLayer, AVS é um serviço construído com base no protocolo EigenLayer, aproveitando a segurança compartilhada do Ethereum. EigenLayer introduz duas novas abordagens, segurança centralizada através de staking e governança de mercado livre, que ajudam a estender a segurança do Ethereum a qualquer sistema e a eliminar as ineficiências das estruturas rígidas de governança existentes:

• Fornece segurança coletiva por meio de recolateralização. EigenLayer fornece um novo mecanismo de segurança coletiva, permitindo que ETH re-garantidos sejam protegidos em vez de seus próprios tokens. Especificamente, os validadores Ethereum podem definir suas credenciais de retirada de cadeia de beacon para contratos inteligentes EigenLayer e optar por novos módulos construídos em EigenLayer. Os validadores baixam e executam qualquer software de nó adicional exigido por esses módulos. Esses módulos podem então impor condições de redução adicionais ao ETH apostado dos validadores que optam pelo módulo.

• Os mercados abertos oferecem incentivos. EigenLayer fornece um mecanismo de mercado aberto para gerenciar a segurança fornecida pelos validadores e como os AVSs são consumidos. EigenLayer cria um ambiente no mercado onde os módulos individuais precisarão incentivar suficientemente os validadores para alocar o re-staking de ETH para seus próprios módulos, e os validadores ajudarão a decidir quais módulos merecem receber esta segurança coletiva adicional.

Ao combinar essas abordagens, o EigenLayer atua como um mercado aberto onde a AVS pode aproveitar a segurança agrupada fornecida pelos validadores Ethereum, promovendo validadores por meio de incentivos de recompensa e penalidades para fazer compensações mais otimizadas em segurança e desempenho.

2. Babylon: Fornecendo segurança Bitcoin para Cosmos e outras cadeias PoS

Babylon é um blockchain de camada 1 fundado pelo professor David Tse da Universidade de Stanford. A equipe é formada por pesquisadores de Stanford, desenvolvedores experientes e consultores de negócios. A Babylon propôs o protocolo de piquetagem Bitcoin, que foi projetado como um plug-in modular para muitos algoritmos de consenso PoS diferentes, fornecendo um primitivo que pode refazer o piquetagem do protocolo.

Com base em três aspectos do Bitcoin – serviço de carimbo de data/hora, espaço de bloco e valor de ativo – Babylon é capaz de fornecer a segurança do Bitcoin para todas as inúmeras cadeias PoS (como Cosmos, Binance Smart Chain, Polkadot, Polygon e outras cadeias de blocos que já possuem fortes, ecossistemas interoperáveis) para criar um ecossistema ainda mais forte e unificado.

O carimbo de data/hora do Bitcoin resolve ataques de longa distância PoS:

Os ataques de longa distância referem-se à possibilidade de iniciar uma cadeia bifurcada aproveitando a possibilidade de os nós de verificação da cadeia PoS retornarem a um bloco histórico onde ainda eram prometedores após o desempate. Este problema é inerente ao sistema PoS e não pode ser completamente resolvido apenas melhorando o mecanismo de consenso da própria cadeia PoS. Cadeias PoS como Ethereum e Cosmos estão todas enfrentando esse desafio.​

Após a introdução dos carimbos de data/hora do Bitcoin, os dados on-chain da cadeia PoS serão armazenados na cadeia Bitcoin na forma de carimbos de data/hora do Bitcoin. Mesmo que alguém queira criar uma bifurcação da cadeia PoS, seu carimbo de data/hora Bitcoin correspondente Deve ser. mais tarde do que a cadeia original, portanto, os ataques de longa distância serão ineficazes neste momento.

Contrato de penhor de Bitcoin:

O protocolo permite que os detentores de Bitcoins apostem seus Bitcoins ociosos para aumentar a segurança da cadeia PoS e obter receita no processo.

A infraestrutura central do protocolo de piquetagem Bitcoin é o plano de controle entre o Bitcoin e a cadeia PoS, conforme mostrado na figura abaixo.

Figura 11: Arquitetura do sistema com plano de controle e plano de dados

O Control Plane é implementado como uma cadeia para garantir que seja descentralizado, seguro, resistente à censura e escalável. Este plano de controle é responsável por uma variedade de funções principais, incluindo:

• Fornecer um serviço de carimbo de data/hora Bitcoin para cadeias PoS para permitir que sincronizem com a rede Bitcoin.

• Atuar como um mercado, combinando cadeias de staking de Bitcoin e PoS e rastreando informações de staking e verificação, como registro e atualização de chaves EOTS;

• Registrar a assinatura final da cadeia PoS;

Ao apostar seu BTC, os usuários podem fornecer serviços de verificação para cadeias PoS, camadas DA, oráculos, AVS, etc. Babylon agora também pode fornecer serviços para Altlayer, Nubit, etc.

Referências

foto:

• https://celestia.org/learn/modular-architectures/the-modular-stack/#layer-1-and-2

• https://celestia.org/learn/modular-architectures/the-modular-stack/#execution-settlement-and-data-availability

• https://celestia.org/learn/modular-architectures/the-modular-stack/#execution-and-data-availability

• https://learnblockchain.cn/article/6169

• https://celestia.org/learn/sovereign-rollups/an-introduction/#what-is-a-smart-contract-rollup

• https://docs.bsquared.network/architecture

• https://docs.eigenlayer.xyz/eigenda/overview#how-rollups-integrate

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• https://docs.ethstorage.io/#motivation

• https://docs.eigenlayer.xyz/assets/files/EigenLayer_WhitePaper- 88 c 47923 ca 0319870 c 611 decd 6 e 562 ad .pdf

• https://docs.babylonchain.io/assets/files/btc_stake_litepaper-32bfea0c243773f0bfac63e148387aef.pdf

texto:

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• https://docs.celestia.org/learn/how-celestia-works/data-availability-layer#data-availability-sampling-das

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• https://medium.com/@ld-capital/%E4%BB%8Eethstorage-%E5%9B%9E%E7%9C%8B%E8%A2%AB%E5%B8%82%E5%9C%BA -%E5%86%B7%E8%90%BD-%E7%9A%84%E5%8E%BB%E4%B8%AD%E5%BF%83%E5%8C%96%E5%AD%98 %E5%82%A8%E8%B5%9B%E9%81%93-d0a003220362

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• https://docs.arbitrum.io/launch-orbit-chain/orbit-gentle-introduction

• https://docs.arbitrum.io/for-devs/concepts/public-chains#arbitrum-one

• https://tutorials.cosmos.network/academy/1-what-is-cosmos/

• https://docs.dymension.xyz/

• https://portal.dymension.xyz/dymension/metrics

Agradecimentos

Ainda há muita pesquisa e trabalho a ser feito neste paradigma emergente de infraestrutura, e há muita coisa que não é abordada neste artigo. Se você estiver interessado em algum tópico de pesquisa relacionado, entre em contato com Chloe.

Muito obrigado a Severus e Jiayi por seus comentários e feedback perspicazes sobre este artigo.

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