为什么模块化区块链是未来？

原文标题：Is modular design the future?
原文作者：Robert McTague
编译：倩雯，ChainCatcher

图片来源：由 Maze AI 生成

过去十年是智能手机不断发展的十年。彼时，一些大型公司认为他们能够通过引进模块化架构来变革智能手机的发展。2013年谷歌宣布项目Ara，这是使用模块化设计的智能手机。Ara不同于现在使用一式铝与玻璃材质的单体式手机，用户可以对其进行多样化定制，因为关键组件都是模块化的。这样以来，用户不需要定期更新手机，只需根据喜好将最新的部件添加到旧手机上。

在手机生态系统中，模块化并未成功，这一概念已几乎在科技史上被淡忘。但模块化这一概念在区块链领域中再次兴起，这一次它的命运也许会不同，给区块链发展史带来浓墨重彩的一笔。

单体式与模块化

手机有核心部件，如摄像头、电池和触摸屏，同样，区块链也有核心部件。手机是单体机的一个很好例子。它配备了使用手机所需的所有部件，没有提供太多的定制选项。但随着时间的推移，如果你想要体验更好的相机，就不得不购入新出的手机。有了模块化架构，你就不必再多花冤枉钱。相反，你只需要更换你的手机部件。

像智能手机一样，区块链由多个基本组件组成：

共识：区块链的共识层通过计算机网络对链的状态达成共识，提供排序和最终结果。

执行：这一层通过运行指定代码对实际交易进行处理，也是用户通常与区块链互动的地方，例如通过签署交易、部署智能合约和转移资产。

结算：结算层验证L2上的活动，这些L2包括rollup与结算层。它是记录实际区块链的最终状态的地方。

数据可用性：对验证状态转换有效性所需的数据进行公布并存储。在发生攻击或操作失误，区块生产者不能提供交易数据时，它应该是最容易进行恢复和验证的。

单体式的缺点

简单地说，单体区块链在一个软件中独自执行所有这些任务，而模块化区块链则将它们分离成多个软件。

这又回到了一个古老的问题，即可扩展性三难问题。现有的单体区块链倾向于优化三角形中的安全和可扩展性。比特币和以太坊更强调尽可能的去中心化和提高安全性。但随之而来的是交易处理的性能不足。去中心化的链通常没有高带宽来执行交易。以太坊的上限是每秒20笔交易，而比特币的上限则更低。如果我们想在全球范围内使用这些协议，每秒20笔交易是远远不够的。一些单体链，至少在理论上，可以让我们更接近全球规模，因为它们的TPS和整体吞吐量是足够的，但他们往往缺乏去中心化。因此模块化架构的目的是将区块链的一些工作外包出去，在保持去中心化的同时做出更多性能良好的链。

以以太坊为中心的生态系统

以太坊目前是单体区块链。大多数其他L1区块链也被归类为单体区块链。就像手机的例子一样，单体区块链的某些功能有时会开始落后于较新发布的链。为了解决以太坊目前在吞吐量方面的瓶颈，开发人员正在建立rollup执行层以增加交易带宽。

rollup执行层是目前以太坊上最广泛使用的扩容方式。它是独立的区块链，具有更强的交易执行能力，其净结果在以太坊上结算，有效地继承了以太发（更好的）安全性和去中心化。

从高层次来说，rollup是区块链，将其区块净结果发布到另一区块链上。除此之外，rollup还需要有欺诈和有效性证明，以及无需权限插入交易的方法。要实现这些，rollup在部署在L1与L2的两个智能合约之间同步数据，这也是rollup与侧链的区别。这些关键组件对rollup的安全十分必要，没有这些组件，rollup可以被关停或审查。

目前，大多数rollup具备EVM兼容性，以帮助以太坊开发人员实现方便的迁移，但就计算效率和开发便利性而言，其他执行层也许表现更好。用户想要的功能可能不存在于EVM兼容链上，比如账户抽象。考虑到开发者的偏好广泛，这种趋势可能会继续下去，我们将看到更多新的解决方案进入市场，如SolanaVM和MoveVM执行层。

Fuel

Fuel是与EVM不兼容的执行层，可以执行其他rollup上无法完成的计算。Fuel也是第一个 “模块化执行层”，它可以成为主权rollup、结算链，甚至是单体链。Rollup只是执行层，但Fuel用途更多。Fuel表明执行层可以具有创造性，可以优先考虑计算速度而非EVM兼容。

Kindelia

除了是最快的计算层之一，Kindelia具备一个利用其虚拟机的独特证明系统。Kindelia的HVM提供了近乎瞬时的证明检查器，内置于名为Kind的智能合约语言中。Kind必不可少，因为智能合约可以在他们的代码中证明代码是安全的、没有被利用，且操作正确。这种类型的设计可以解决智能合约编码不当的问题。

Validium