За пределами Монолита: Модульная парадигма блокчейна
Как модульная конструкция позволит блокчейнам масштабироваться на порядки?
Парадигма модульного блокчейна
Модульные блокчейны — это новейшая парадигма в разработке блокчейнов. Возникшая в компании Celestia, концепция модульности быстро становится определяющим понятием, когда речь заходит о масштабировании блокчейн на порядки.
Но зачем нам нужны модульные блокчейны? Рассмотрим следующие четыре тезиса:
Исходя из этих принципов, становится ясно, что для реализации нашего видения web3 нам необходимо обратиться к новым парадигмам. Модульные блокчейны являются наиболее перспективной новой парадигмой.
Что такое модульный блокчейн?
Прежде чем углубиться в четыре вышеприведенных утверждения, важно понять основы монолитных и модульных блокчейнов.
Основными функциями блокчейна являются:
- Исполнение — обработка транзакций и вычисления.
- Урегулирование — разрешение споров и наведение мостов.
- Консенсус — упорядочивание транзакций.
- Доступность данных — обеспечение доступности данных.
Традиционно конструкции блокчейнов были монолитными. Это означает, что все функции блокчейна выполняются на одном уровне.
Тезис модульных блокчейнов заключается в том, что одному блокчейну не нужно обрабатывать все эти компоненты самостоятельно. Вместо этого, дезагрегируя эти основные компоненты, отдельные блокчейны могут сосредоточиться на специализации в конкретной области, что приводит к значительной оптимизации.
Монолитный и модульный блокчейн-стек (источник изображения)
Модульный блокчейн-стек состоит из слоев модульных блокчейнов, которые полагаются друг на друга для создания системы со всеми вышеперечисленными компонентами. Модульный блокчейн — это любая цепочка, которая является частью модульного блокчейн-стека.
Модульный блокчейн (существительное): блокчейн, который полностью передает хотя бы один компонент внешней цепи:
Почему модульный?
В основе своей блокчейн предназначен для защиты и поощрения суверенитета личности. Наше видение web3 — это мир, в котором системы, формирующие ткань нашего цифрового мира, доступны каждому, а также децентрализованы, масштабируемы и безопасны.
Выше мы рассмотрели четыре утверждения, которые обосновывают разработку новой парадигмы для блокчейн — в частности, модульной парадигмы. Давайте рассмотрим их подробнее.
1 — Увеличение пропускной способности необходимо для достижения нашего видения Web3
Несмотря на обширную экосистему существующих блокчейнов, спрос по-прежнему значительно превышает предложение, когда речь заходит о пропускной способности. Это приводит к перегрузке сети, делая блокчейн-сети все более недоступными для многих потенциальных пользователей.
Сети, подобные Ethereum, становятся все более перегруженными (источник: Etherscan).
Эта проблема мучает блокчейн с самого начала его существования, даже несмотря на относительно низкий уровень внедрения. Без новых технологий, повышающих пропускную способность, эта проблема будет только усугубляться по мере того, как ее масштабы будут увеличиваться до миллиардов.
Чтобы достичь нашей цели — сделать системы web3 доступными для всех, они должны иметь возможность масштабироваться соответствующим образом. Массовое внедрение требует огромного увеличения транзакционной и вычислительной пропускной способности.
2 — Децентрализация необходима для достижения нашего видения Web3
Децентрализация является ключевым отличием между системами web2 и web3, и поэтому она должна быть основным направлением любой системы web3. Без децентрализации системы web3 будут не лучше своих предшественников web2.
Для достижения децентрализации важны следующие принципы:
- Открытость — любой человек может просматривать систему и получать к ней доступ.
- Верифицируемость — любой может проверить достоверность системы. Любой пользователь может управлять узлом и гарантировать, что блокчейн работает правильно и что его правила соблюдаются валидаторами.
- Устойчивость к цензуре — любой человек может участвовать в системе в качестве пользователя без риска быть заблокированным валидаторами.
Таким образом, чтобы реализовать наше видение web3, любая система блокчейн должна гарантировать открытость, проверяемость и устойчивость к цензуре — и все это в масштабах, способных обслуживать миллиарды пользователей.
3 — Увеличение пропускной способности без сохранения децентрализации — это не масштабирование
Пресловутая трилемма масштабируемости блокчейна описывает компромисс, который монолитные блокчейны должны найти между безопасностью, пропускной способностью и децентрализацией. Для того чтобы улучшить один из этих трех компонентов, необходимо пожертвовать одним или несколькими другими.
Множество существующих блокчейнов обещают высокую пропускную способность. Однако, чтобы достичь этого, они часто идут на неприемлемые жертвы, когда речь заходит о децентрализации.
В современных монолитных блокчейн-системах увеличение пропускной способности коррелирует с увеличением затрат на проверку цепочки. По мере увеличения размера блоков и частоты их появления возрастает потребность в ресурсах для проверки достоверности блока и/или блокчейна. Таким образом, все меньше пользователей могут проверять цепочку, вместо этого им приходится полагаться на все более централизованную группу доверенных третьих лиц для управления узлами.
Важно отметить: жертвовать децентрализацией ради увеличения пропускной способности — это не масштабирование.
Хотя термин “масштабируемость” часто использовался для обозначения способности блокчейна обрабатывать транзакции, сейчас наблюдается движение за переопределение масштабируемости как пропускной способности блокчейна, разделенной на стоимость проверки цепочки.
Согласно этому определению, для масштабирования блокчейн должен увеличивать пропускную способность без увеличения затрат на проверку сети. Именно такую “истинную масштабируемость” и призваны обеспечить модульные блокчейны.
4 — Текущие монолитные решения по масштабированию L1 и L2 недостаточны для достижения истинной масштабируемости
Существует множество предлагаемых решений для масштабирования монолитных блокчейнов, некоторые из которых уже находятся в стадии разработки. Такие решения, как шардинг, роллапы, доказательства мошенничества/действительности и легкие клиентские инновации, направлены на увеличение пропускной способности без увеличения затрат на верификацию сети.
Некоторые из этих решений используют аспекты модульности для масштабирования, например, передачу выполнения L2. Однако L2 сильно ограничены производительностью основной сети, поэтому пока они продолжают полагаться на монолитные L1 для окончательной проверки, трилемма масштабируемости остается проблемой.
Например, роллапы на Ethereum размещают свои блоки непосредственно в блокчейне Ethereum, по сути, используя L1 Ethereum в качестве уровня расчетов, консенсуса и доступности данных. Проблема в том, что Ethereum уже перегружен, и роллапы конкурируют за пропускную способность с пользователями “монолитного Ethereum” (т.е. с теми, кто не использует роллапы).
Из-за своей растущей популярности роллапы вызывают еще большую перегрузку Ethereum, тем самым непреднамеренно подталкивая Ethereum к более модульному дизайну. Например, уже есть несколько предложений по удешевлению стоимости газа для роллапов в Ethereum (т.е. приоритет модульности), но этот шаг является спорным, поскольку он сделает обычные транзакции Ethereum более дорогими, по сути, вынуждая пользователей L1 Ethereum субсидировать роллапы.
Этот конфликт между модульными и монолитными вариантами использования Ethereum означает, что он не может эффективно оптимизировать модульность. Пока он остается неспециализированным, он будет иметь меньший масштаб по сравнению с альтернативами, основанными на модульном подходе.
Истинная масштабируемость — то есть значительное увеличение пропускной способности при сохранении децентрализации — не является жизнеспособной целью для монолитных блокчейнов. Для того чтобы масштабироваться, цепи, подобные Ethereum, должны будут оптимизироваться для модульности, что будет означать полный аутсорсинг исполнения.
Перспективы модульных блокчейнов
Новые модульные блокчейн-системы разработаны с нуля, чтобы устранить препятствия для масштабируемости. Вместо того чтобы строить поверх устаревшей технологии, цель состоит в том, чтобы извлечь уроки из неоптимальных элементов предыдущих поколений блокчейн-технологий и создать совершенно новую парадигму, оптимизированную для масштабируемости и децентрализации при сохранении безопасности.
В модульной системе протоколы могут специализировать свои предложения для определенного уровня в стеке. С такими командами, как Celestia, работающими над созданием специального уровня доступности данных и консенсуса, появляется новый стимул для проектов, которые оптимизируют решение узких мест на уровне исполнения. Fuel решает эту задачу, создавая самый быстрый в мире уровень исполнения для модульного стека.
Не ограничиваясь ограничениями Ethereum и EVM, Fuel подходит к масштабируемому исполнению с точки зрения модульного подхода, что позволяет значительно улучшить неэффективную среду исполнения EVM и тем самым обеспечить максимальную децентрализацию и высочайшую гибкую пропускную способность.
Благодаря этому новому движению у нас есть возможность начать все с чистого листа и построить принципиально новое поколение блокчейнов, выходящих за рамки монолитности.