模块化框架与单体框架的差异以及与 Rollup 相关的问题

主要内容

• 模块化区块链和单体区块链之间的区别在于，它们是分配处理交易的任务，还是一次性完成所有任务。

• 单体区块链一次性处理共识、计算、持久性和数据可用性——即当今区块链的角色——而模块化区块链将这些角色分配到两个或多个层之间。

• 单体区块链和模块化区块链都有其优点和缺点，因此没有一种方法是绝对优越的。

• 人们对模块化区块链的定义和想法各不相同，因此仍有很多东西需要学习。

如果你是区块链行业的新手，你可能会认为模块化区块链一直是区块链的设计方式。然而，它们是一个相对较新的框架。更确切地说，区块链的传统运作方式是单体的。我们稍后将更详细地介绍模块化区块链和单体区块链之间的区别，但作为一个快速回顾，前者是将所有工作分配给不同的区块链，而后者是在单个分片中完成所有工作。基于这个简单的类比，你可能会觉得这种比较是不公平的，因为模块化区块链在各个方面听起来都更有效率，但是当你深入研究细节时，这两种设计方法都有明显的优点和缺点。因此，在本文中，我将分析和比较模块化区块链和单体区块链的区别、优点和缺点，以帮助读者在 KBW（韩国区块链周）中遇到这些词时，能够更快（当然，也更容易）地理解它们。

1. 单体区块链

“单体区块链”听起来可能是一个宏伟的术语，但到目前为止，我们看到的大多数区块链实际上都具有单体结构。例如，现在处于模块化区块链生态系统中心的以太坊，具有单体区块链结构，除了以太坊之外，诸如 Sei、Solana、Aptos 和 Sui 等区块链也具有单体区块链结构。那么，单体区块链的结构是什么？区块链基本上负责共识、执行、结算和数据可用性，每个角色的详细描述如下（这些角色将在后面解释模块化区块链时也适用）：

1. 共识：负责确定要包含在新生成的区块中的交易顺序。

2. 执行：字面上执行交易的层，负责计算网络状态。

3. 结算（正如我们将在下面看到的，提到结算层现在有点争议。请原谅我提到这个 James Prestwich）：充当执行层的枢纽，验证交易并允许在构建在同一结算层上的计算层之间共享流动性。

4. 数据可用性：它负责确保计算过程中使用的所有交易数据都可访问，存储这些数据并确保始终可以下载。

1.1 单体区块链的优势

单体区块链在一个地方解决了上述所有功能，这种结构的优势非常明显：

• 独立性：一个区块链处理共识-执行-结算-数据可用性，因此与其他外部区块链没有依赖关系（虽然在预言机和互操作性发挥作用时可能存在一些对外部区块链的依赖，但此处的讨论仅限于交易发生所必需的依赖关系。）。模块化区块链的前提是每个区块链都有不同的功能，因此分工要求所有区块链必须做好自己的工作才能完成完整的交易，但是单体区块链只要做好自己的工作，就不需要关心其他区块链的状态。

• 兼容性：由于单体区块链在单个分片上处理所有事务，因此所有应用程序都可以平稳地在单个区块链上运行，“假设它同时实现了可扩展性和去中心化”。另一方面，模块化区块链需要将 Layer 1 上的资产移动到 Layer 2（需要桥，我稍后会解释）才能使用 Layer 2 上的应用程序。单体旨在处理各种应用程序，即使它们在单个区块链上运行，因此用户可以毫无麻烦地使用各种应用程序。

• 简单性：单体区块链只需要在基础设施级别管理它们的验证者，而模块化区块链在结构和政治上都比较复杂，有许多不同的 layer 2 区块链（现在是 layer 3）和许多不同的利益相关者参与其中。单体链在结构和政治上比模块化区块链更简单。这有时会创建一个用户友好的环境，有时会创建一个开发人员友好的环境。

我认为这三件事是单体区块链的优势，我仍然认为“理想的区块链结构”是单体的。请记住，创建模块化区块链的原因不是人们喜欢模块化，而是因为单体区块链在扩展方面遇到问题（单体区块链仍然存在这个问题）。

1.2 单体区块链的缺点

另一方面，单体区块链仍然存在许多问题，这就是模块化区块链结构越来越受欢迎的原因。那么，单体区块链的问题是什么？

• 可扩展性限制：在撰写本文时，正在开发许多共识算法，旨在在单个分片上处理尽可能多的交易。但是，与模块化方法（理论上可以添加无限数量的 layer 2 链）不同，在技术上实现可扩展性非常具有挑战性。这是因为验证者必须承担许多角色，并且始终保持单个分片。

• 单体治理：当然，这可能会在以后根据治理设计的完成方式而改变，但是到目前为止，单体区块链的治理尚未多样化。此外，对于通用区块链而言，治理决策需要非常谨慎，因为如果做得不正确，治理决策可能会使区块链 sector-biased（例如，针对 DeFi 应用程序的治理决策对于 NFT 应用程序来说可能是一个糟糕的决策）。由于这些原因，单体区块链上的治理通常不如可能的那样活跃。

• 安全性：单体区块链必须建立自己的安全措施，这使得每个人都难以实现强大的安全性。此外，糟糕的治理可能会导致硬分叉，从而分离安全级别，这可能会对生态系统产生重大的负面影响。

• 通用性：以通用区块链为目标可能会导致并非所有应用程序都可以协同工作的环境。为了解决这个问题，使用 Cosmos SDK 的特定于应用程序的链应运而生。虽然模块化允许 layer 2 或 layer 3 链成为特定于应用程序的链，但在单体区块链的情况下存在明显的局限性。

到目前为止，我们已经讨论了单体区块链的优点和缺点，但是作为单体区块链的替代方案而出现的模块化区块链又如何呢？

2. 模块化区块链

模块化区块链将上述四个功能中的一些或全部进行划分。 Celestia 就是这种区块链的主要例子。它将在 KBW 上进行演示。虽然很多人可能认为以太坊是第一个模块化区块链，但实际上它是一个单体结构。另一方面，Celestia 从一开始就是为模块化而构建的，使其成为第一个模块化区块链。

如上图所示，Celestia 是一个仅负责数据可用性和共识的区块链。这种方法在设置和执行层方面提供了灵活性。当然，模块化区块链也有其优点和缺点。

2.1 模块化区块链的优势

• 可扩展性：假设通过 layer 2 Rollup 实现可扩展性，则可扩展性几乎是无限的。Rollup 捆绑来自 Rollup 链的交易，并将它们作为单个交易发送到主链。因此，创建更多的 layer 2 并将它们连接到主链理论上可以解决可扩展性问题。此外，Rollup 通过在共享结算层的计算层之间建立稳定的桥梁来提供更好的互操作性。

• 灵活性：在模块化区块链结构中，Rollup 链在结构上可以被视为主链的附属，但它们也可以拥有自己的独立性。即使你选择以太坊作为你的主链，Rollup 链也可以选择自己的编程或智能合约语言。这意味着你可以选择 EVM 和 Solidity 之外的其他虚拟机和智能合约语言，并相应地定义链的目的。

• 灵活的治理：模块化区块链在链之间划分功能，从而可以创建量身定制的高效治理结构，以适应每个链的目的。例如，面向实际应用程序的计算层可以采用更积极的治理方法，以确保高效的应用程序开发。相反，安全性至关重要的共识层应尽量减少治理干预，以保持模块化区块链的整体中立性。这种灵活性在单体区块链中是不可能实现的，在单体区块链中，所有问题都必须在单个分片上解决。

2.2 模块化区块链的缺点

然而，即使是模块化区块链，在利用主链安全性的同时具有无限的可扩展性和灵活性，也存在其缺点：

• 复杂性：扩展到无限意味着可能存在许多不同的 Rollup 链。但是，与在一个地方完成所有事情的单个分片不同，在模块化结构中管理多个分片或链可能非常复杂。这种复杂性不仅对用户来说是一个问题，而且对构建者来说也是一个问题。

• 依赖性：归根结底，模块化区块链也被视为一个缺点，因为它们依赖于主链并且不是完全独立的。此外，分工带来的相互依赖性也可以被视为模块化结构的缺点。所有层（如执行、结算、共识和数据可用性）必须协同工作才能完成单个完整的交易。这意味着模块化区块链无法自行创建完整的交易。

• 不兼容性：当然，如果它们共享一个结算层（Jaems Prestwich 已经告诉人们停止使用结算层这个词，但我为了简单起见会使用它），那么链之间的互操作性将更加自然，但是会有很多情况并非如此，如果它们不能很好地通信，就很难期望 Rollup 链与单体区块链兼容。单体区块链更容易使用，因为所有交易实际上都发生在单个分片上。这就是为什么 Solana 强调智能合约之间的可组合性。

3. 最近关于模块化区块链的讨论

正如我在上面总结的那样，模块化区块链并不是对现有系统（单体区块链）的完美改进。模块化区块链也有许多缺点，许多研究人员和开发人员正在努力改进它们。有趣的是，尽管模块化区块链的概念已经存在了几年了，但对于它们的工作方式仍然存在一些分歧。这时，来自 Delphi Digital 的著名研究员 Jon Charbonneau 撰写了一系列文章，总结了他关于 Rollup 的想法，这在业内引起了很多关注。当然，在 Jon 之前，James Prestwich 的“停止说‘结算层'”本质上是关于 Rollup 和模块化区块链讨论的开始。他们的论点，简而言之，是模块化区块链和 Rollup 在理论上的工作方式与它们在实践中的工作方式之间存在脱节，并且它们仍然只存在于理论上的一种虚构。James Prestwich 是一位以直言不讳地批评区块链行业而闻名的开发人员，去年他声称不存在结算层，事实上，所有 Rollup 都不依赖于一条链，他们称之为“结算层”，以确保最终性，并且结算层只是一个营销术语（也称为流行语）。为了总结他们的论点，以下是他们所说的：

3.1 桥不是 Rollup：7 天的争议期是一种虚构。

在考虑 optimistic Rollup 时，重要的是要注意它们有一个 7 天的争议期来最终确定交易。这有助于通过使排序器执行的任何恶意行为无效来保护网络。这就是为什么当他们“宣传”自己时，他们声称他们的交易在 7 天后得到确认。但是，这在技术上是错误的。事实上，在 optimistic Rollup 中，Rollup 块在经过 Rollup 节点验证后得到确认。更严格地说，他们所指的 7 天期限是将 Rollup 链连接到主链的桥确认交易的期限（不幸的是，桥不是 Rollup）。当然，7 天的争议期仅对来自桥合约的资产有效，因为 Enderlying 链可以通过验证充当真相来源，但对于 Rollup 原生资产，7 天的争议期是一个神话。

3.2 Sovereign Rollup 谈论的社会主权也存在于经典的 Rollup 中。

Rollup 有两种类型：“Sovereign Rollup”和经典 Rollup（Jon 和 James 将经典 Rollup 称为智能合约 Rollup 或 Enshrined Bridge Rollup）。我们称之为 Enshrined Bridge Rollup，因为通常当人们谈论经典 Rollup 和 Sovereign Rollup 之间的区别时，他们会强调能够进行硬分叉的部分，因为经典 Rollup 具有到特定网络的内置桥（在 Arbitrum 或 Optimism 的情况下，它将是到以太坊的桥），区别在于，如果 Rollup 社区本身同意，Sovereign Rollup 可以进行硬分叉，而经典 Rollup 无法在不升级 Rollup 所在的主链的合约（桥合约）的情况下进行分叉。但是，正如 3.1 中提到的，鉴于桥不是 Rollup，经典的 Rollup 可以在不升级主链（layer 1）智能合约的情况下自行分叉。但是，由于嵌入式桥无法分叉（并且桥上的资产无法随之移动）， 只要他们接受无法将桥带走的财务风险，它们就可以分叉。本质上， 经典 Rollup 和 Sovereign Rollup 之间没有任何区别（在社会主权方面）。

3.3 这并不是说桥不重要。

阅读 3.1 和 3.2 中的论点，可能听起来我们在说“桥无关紧要”，但事实并非如此，桥在 Rollup 的结构中仍然扮演着非常重要的角色。Rollup 中的节点仍然定义了 Rollup（这就是为什么它可以在没有桥的情况下分叉），但这并不意味着它们可以分叉桥上的抵押资产。在 Arbitrum 的情况下，如果排序器审查了你的交易，桥还具有包含你的交易的能力。当然，只有当从桥的角度来看 Rollup 是“规范链”时，这种抗审查性才有可能，但这并非毫无意义（即使链从 Rollup 的角度来看是规范的，但如果Rollup 节点已经分叉并且分叉链与 Rollup 认为的规范链不同，则实际上可能是毫无意义的）。但是，这种情况发生的可能性非常低，这就是为什么桥的抗审查性是有意义的。

为什么会发生这些讨论？这很简单。这是为了澄清人们对桥在表面上看起来像是 Rollup 但实际上并非如此的现象的一些误解‍。来自 OP Labs 的 Kelvin 指出，这种误解使人们看不到桥的实际外观（Rollup）与其真实本质之间的区别（桥不是 Rollup，并且社会共识是Rollup 在没有桥的情况下也是可能的）。最后，他警告说不要使用行业经常使用的“词语”。无论是 L1、L2 还是 L99，重要的是这种称为区块链的信任系统在多大程度上更值得信赖和可用。

4. 结论：模块化区块链是 KBW 2023 的关键主题

在本文中，我们介绍了单体区块链和模块化区块链的定义、它们的优缺点，以及最近的行业关于模块化区块链的争论。KBW2023 将汇集各种 Layer 2 项目，本文将帮助你了解什么是模块化区块链，以及最近关于 Classic Rollup（或 Smart Contract Rollup，或 Enshrined Rollup）和 Sovereign Rollup 的争论，因此你可以更好地理解 KBW2023 上各种与 Rollup 相关的会议。

事实上，对于单体区块链而言，在定义上没有太大的分歧，而对于模块化区块链而言，人们在细节上仍然存在分歧。此外，在开发方面，单体区块链似乎非常不同，因为最重要的是共识的开发（如何降低节点之间的通信成本并允许更多节点参与到各个区域），而模块化区块链需要在各个部分进行定义和开发（什么是 L2，Rollup 节点的权限是什么，如何细分层，如何定义治理范围）。但是，这也意味着我们对模块化区块链领域有很多贡献，因此密切关注未来关于模块化区块链的讨论将非常有益。

最后，不要太关注“词语”。无论是 L1、L2 还是 L3，都没关系。正如 James Prestwich 曾经说过的那样，重要的不是你如何称呼它，而是你如何发展它。作为一名研究人员，我全心全意地支持单体框架和模块化框架的竞争和发展。

感谢 Kate 为本文设计图形。

• 原文链接： 4pillars.io/en/articles/...
• 登链社区 AI 助手，为大家转译优秀英文文章，如有翻译不通的地方，还请包涵～