以太坊是區塊鏈領域最成功的案例之一，擁有數百萬用戶、數千個去中心化應用程序，管理着價值數十億美元的資金。令人印象深刻的是，儘管其整體式架構存在一些嚴重問題，導致嚴重的可擴展性問題，經常導致網絡因流量擁堵和高昂費用而陷入癱瘓，但以太坊仍然取得了成功。

以太坊的成功引出了一個問題——如果我們真的能夠構建一個沒有可擴展性問題的區塊鏈，會發生什麼？如果加密行業不受阻礙，它會走多遠？業界希望隨着模塊化區塊鏈的出現，這個問題很快就能得到解答。

目前，交易處理、共識和數據可用性等大部分核心任務都在以太坊鏈本身上進行。結果是其節點經常超載。它們被迫投入服務，驗證交易，提供數據，並維護整個區塊歷史記錄，這些需求對其效率產生了極其負面的影響。

模塊化區塊鏈旨在通過將核心功能拆分到多個獨立的區塊鏈層來解決這一問題，從而減少每個區塊鏈層的壓力，提高其效率。

什麼是模塊化區塊鏈？

模塊化區塊鏈架構的基本概念是將區塊鏈所做的各種工作轉移到不同的層中——因此將有一條鏈用於執行，一條鏈用於達成共識，另一條鏈用於數據可用性，等等。這種模塊化結構爲更大的可擴展性奠定了基礎，因爲區塊鏈的每個組件只需獨立於其他組件處理一項特定任務。

減輕負擔不僅有幫助，而且還意味着每一層都可以針對其需要執行的特定任務進行更好的優化。

這與單片區塊鏈不同，單片區塊鏈將區塊鏈的所有主要功能強制放到同一個節點上。相反，它將所有必須執行的任務分配到優化的節點層上，這樣它們就可以專注於功能，並且比以前更快地完成。

這種方法的一個關鍵優勢是，開發人員可以創建非常具體的區塊鏈層組合，以滿足其去中心化應用程序的特定需求。這可以比作用樂高積木搭建區塊鏈。例如，開發人員可以將最合適、最優化的數據可用性層（如 0G）與高效的執行層（如 FuelVM）以及安全驗證層（如 EigenLayer）配對，後者通過流動性重新質押繼承了以太坊的強大安全性。

通過以這種方式混合和匹配模塊化區塊鏈層，開發人員可以創建更靈活的架構，爲其特定用例實現最高的吞吐量，並從比任何單片區塊鏈所能提供的更高的效率和可擴展性中受益。

模塊化方法是從頭開始構建定製區塊鏈的強大替代方案，這也是一些更有雄心的開發人員所做的，使開發人員能夠從高度優化的性能層中受益，同時共享更成熟網絡的安全性。

模塊化區塊鏈組件

雖然混合和匹配各個層的可能性多種多樣，但模塊化區塊鏈幾乎總是涉及拼湊四個基本組件。這一概念是一場架構革命，許多人認爲它將超越傳統的、一刀切的去中心化網絡模型。

這四個基本組件包括執行層，這是主要或基礎層，用戶的交易在此提交，並通過智能合約與 dApp 交互。這些交互會觸發“狀態轉換”，例如更新鏈上餘額和賬戶。

通過將執行層與共識等任務分離，交易和交互可以在鏈下執行，使用 ZK-Rollups 或 Optimistic Rollups 等技術，實現更高效（更快、更便宜）的處理。

第二個主要組成部分是結算層，它負責結算卸載到這些彙總上的所有交易。它通過處理交易證明來實現這一點。這項任務涉及驗證交易狀態、管理欺詐證明以及解決可能出現的任何爭議，尤其是在 Optimistic Rollups 的情況下。

第三層是共識層，可以是基於 Rollup 的側鏈或其他架構，負責確保所需的大多數節點就區塊鏈的狀態達成一致。它負責將多個交易捆綁在一起以作爲一個交易進行結算，並且必須確保每個交易都是有效的。它還必須就處理這些交易的順序達成一致。

擁有共識層的一個優點是，它爲開發人員提供了更大的靈活性，可以決定他們的 dApp 的去中心化程度，因爲他們能夠配置所涉及的驗證者的數量。

最後，每種 dApp 都需要一個數據可用性層，以確保驗證交易和處理智能合約交互所需的所有數據都可供網絡中的每個其他參與者使用。通過這種方式，任何使用或參與網絡的人都可以快速驗證所有必要的鏈上數據。數據可用性層在 dApp 中尤爲受歡迎，這些 dApp 旨在通過消除對以太坊本身提供數據可用性的依賴來提高效率。

模塊化架構能帶來什麼？

很容易理解爲什麼將這些任務分成不同的層可以提高 dApp 的整體效率。模塊化區塊鏈正在迅速成爲解決以太坊和其他去中心化網絡可擴展性問題的引人注目的解決方案。就以太坊而言，這意味着嚴重擁擠的主網可以專注於執行交易和生成區塊，並維持共識，而結算、共識和數據可用性都在其他地方執行。這有點像僱用不同的人來處理廚房裏的各種任務，比如準備食材、烹飪和洗碗，而不是讓一個員工做所有事情。

除了可以更快地處理任務之外，它還意味着更低的成本，因爲彙總可以訪問經過驗證的數據，而無需對以太坊主網進行昂貴的調用。此外，可以單獨啓動以數據可用性爲重點的更新和改進，而不會對主網造成任何中斷。

例如，想要構建高性能去中心化交易平臺的開發人員可能會使用 ZK-rollups 作爲執行層，實現高效的鏈下交易處理，並使用以太坊進行共識和結算，以從其安全性中獲益。最後，他們可以使用專門的數據可用性層（如 EigenDA 或 0G）以更具成本效益和更快速的方式訪問鏈下數據存儲。

修復高速訪問的數據可用性

模塊化區塊鏈受到一些批評，因爲其網絡架構更加分散，導致安全問題複雜化，信任假設增加。但這些都沒有阻礙其取得重大進展。

事實上，普遍的共識是模塊化方法的好處大於風險。在過去的 12 個月裏，模塊化區塊鏈的想法真正流行起來，有許多項目將更高可擴展性的夢想帶入現實。

在數據可用性領域，最有前景的舉措之一是 0G 網絡，該網絡專注於爲去中心化網絡提供高速、高度安全的數據訪問。它的目標是提供高達 50 Gbps 的快速吞吐量，當用作數據可用性層時，這大大提高了以太坊 1.5 Mbps 的速率。

0G 正在構建其數據可用性層，以支持新一代基於區塊鏈的遊戲和人工智能應用程序，這些應用程序需要極其快速和可靠的數據管道。如果此類應用程序沒有快速高效的吞吐量，它們將無法與 Web2 同行的性能相匹配，並且其交易成本將遠遠超出許多用戶願意支付的費用。

創始人邁克爾·海因裏希 (Michael Heinrich) 告訴 TechCrunch，0G 的最終目標是實現“無限容量”。因此，就像 AWS 允許開發人員啓動他們需要的任意數量的服務器以確保極快的應用程序性能一樣，0G 將能夠啓動他們需要的任意數量的共識網絡。

模塊化區塊鏈的發展勢頭

與此同時，整個模塊化區塊鏈堆棧也取得了令人鼓舞的發展。Fuel Labs 在執行層率先提出了並行虛擬機的概念，而 Optimism 在分片、去中心化排序和激勵驗證等領域取得了重大突破。

以太坊本身也在爲區塊鏈模塊化做出貢獻。作爲其合併後發展路線圖的一部分，它致力於創建獨立但統一的結算和數據可用性層。它最有前途的想法之一是“danksharding”的概念，該概念致力於將以太坊的 L1 數據分片和區塊空間發展爲一個單獨的“數據可用性引擎”，爲第 2 層彙總實現低成本和高吞吐量交易鋪平道路。

另一個有趣的項目是 Celestia，其執行層實現也可以用作數據可用性層。它爲基於 EVM 的虛擬機的替代方案奠定了基礎，例如 WASM、Starknet 和基於 FuelVM 的虛擬機。通過與各種執行層共享數據可用性，Celestia 使開發人員能夠跨集羣創建信任最小化的橋樑，從而解鎖生態系統間和跨鏈的可組合性和互操作性。

Starkware 的 Volitions 項目爲鏈上和鏈下數據可用性的難題提供了一個令人信服的解決方案。有了它，dApp 開發人員和用戶將能夠選擇是否將他們的交易數據發送到鏈下（這樣可以更快地處理），或者將其保留在鏈上（這樣更安全）。

甚至比特幣也可能受益於模塊化。一個名爲 Babylon 的項目正在開發一種協議，該協議將使質押 BTC 成爲可能，以提高 Cosmos 生態系統中應用鏈的安全性，並將其擴展到其他權益證明區塊鏈。

模塊化區塊鏈的前景

儘管上述許多項目仍處於起步階段，但它們進展速度之快表明，區塊鏈的未來更有可能是模塊化的，而不是單一化的。

然而，模塊化區塊鏈並非沒有問題。像搭樂高積木一樣把許多不同的組件拼湊在一起可能會給開發人員帶來一些麻煩。對於模塊化區塊鏈，安全性最終取決於底層結算層，但開發人員需要注意不要造成某一層的故障導致其他層出現問題的情況。

第二個挑戰涉及成本。優化每一層都會爲用戶帶來更好的體驗，但代價是更加複雜，需要創建管理欺詐和有效性證明的機制，這是一項重大挑戰。

如果模塊化區塊鏈想要成功，開發人員就有責任確保一切無縫銜接，以便他們的 dApp 能夠簡單地“工作”。