Nghiên cứu của Maven11: Tại sao định nghĩa, sự phát triển và tương lai của tính mô đun lại quan trọng đối với thế giới tiền điện tử

lời tựa

Quay trở lại năm 2019, khi chúng tôi đầu tư vào LazyLedger (hiện được gọi là Celestia), từ mô đun hóa vẫn chưa được sử dụng trong thiết kế chuỗi khối. Và trong năm qua, nó đã được phổ biến bởi nhiều KOL cũng như các nhóm L2, và tất nhiên là nhóm Celestia Labs, người đã đặt ra thuật ngữ này trong bài đăng blog đầu tiên của họ về việc tách biệt sự đồng thuận và thực thi.

Do đó, chúng tôi vui mừng trình bày tổng quan cập nhật về khoản đầu tư của chúng tôi vào Celestia. Nó sẽ cung cấp thông tin chi tiết về thế giới mô-đun mà chúng tôi hình dung, các lớp và giao thức khác nhau trong một hệ sinh thái như vậy cũng như lý do tại sao chúng tôi rất hào hứng với các khả năng tiềm năng mà nó mang lại.

ngành kiến trúc

Hiện tại, hầu hết các chuỗi công khai đều là chuỗi nguyên khối, nghĩa là mạng chuỗi khối đồng thời bao gồm ba lớp chức năng là tính khả dụng, giải quyết và thực thi dữ liệu (sau đây gọi là lớp chức năng). Mặc dù các chuỗi nguyên khối này cũng đã phát triển, chẳng hạn như Ethereum Rollups và mạng con của Avalanche với các thành phần mô-đun. Tuy nhiên, đây không thực sự là một chuỗi khối mô-đun.

Hãy xác định ý nghĩa của "tính mô đun" để không có sự hiểu lầm. Khi chúng ta nói về mô đun hóa, chúng tôi muốn nói rằng các lớp chức năng của mạng chuỗi khối được tách rời, nghĩa là một trong ba lớp chức năng của mạng chuỗi khối được tách rời, do đó, lớp thực thi hoặc lớp đồng thuận hoặc tính khả dụng của dữ liệu lớp. Điều này có nghĩa là bạn có thể nói rằng Tổng số là biểu hiện của tính mô-đun, vì chúng chỉ chịu trách nhiệm thực thi. Nhưng Ethereum nói chung xử lý mọi thứ khác.

Lấy Celestia làm ví dụ, chúng ta có thể nói rằng nó là mô-đun vì nó chỉ chịu trách nhiệm về tính khả dụng và đồng thuận của dữ liệu. Thay vào đó, nó ủy thác việc giải quyết và thực hiện cho các lớp khác. Các lớp này cũng có tính mô-đun ở chỗ chúng chỉ xử lý một phần của ba thành phần chức năng chính. Điều này có nghĩa là chúng ta không thể gọi Ethereum là một chuỗi khối mô-đun, bởi vì các mạng Rollup này chỉ chịu trách nhiệm thực hiện giao dịch của mạng riêng của chúng và bản thân Ethereum cũng thực hiện các giao dịch, điều đó có nghĩa là trong quá trình triển khai hiện tại, Ethereum vẫn là một chuỗi nguyên khối. Mặc dù vậy, Ethereum vẫn là lớp thanh toán lý tưởng, cũng như chuỗi công khai an toàn và phi tập trung nhất.

Bây giờ, bạn có thể hỏi về Polkadot và Avalanche thì sao? Đối với Avalanche, nó không phải là mô-đun, mỗi mạng con có ba thành phần chức năng chính. Điều này có nghĩa là chúng không thể được mở rộng theo mô-đun mà bằng cách sử dụng các chuỗi nguyên khối khác theo chiều ngang. Các parchain của Polkadot chịu trách nhiệm thực thi, tương tự như rollup, đồng thời gửi các khối đến chuỗi chuyển tiếp để có sự đồng thuận và tính khả dụng của dữ liệu. Tuy nhiên, chuỗi chuyển tiếp vẫn đảm bảo tính hợp lệ của các giao dịch.

Theo thời gian, sự phát triển của một chuỗi nguyên khối có thể dẫn đến tình trạng tắc nghẽn nghiêm trọng và thiếu hiệu quả. Nếu chúng ta muốn chở thêm người thì hoàn toàn không khả thi nếu chỉ dựa vào xích nguyên khối đảm nhiệm 3 chức năng này. Bởi vì nó áp đặt chi phí cực kỳ cao và sự chậm trễ đối với người dùng cuối. Đây là lý do tại sao chúng ta thấy ngày càng nhiều chuỗi quyết định tách chuỗi của họ. Tất cả chúng ta đều đã nghe nói về sự hợp nhất huyền thoại sẽ chuyển Ethereum sang chuỗi PoS. Tuy nhiên, họ cũng có kế hoạch cuối cùng sẽ chuyển sang sharding. Sharding đề cập đến việc chia chuỗi khối theo chiều ngang thành nhiều phần. Những phân đoạn này chỉ xử lý tính khả dụng của dữ liệu.

Sharding và rollup là cách cộng đồng Ethereum lên kế hoạch giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng của nó. Còn cách nào khác không? Tất nhiên, chúng tôi cũng thấy Avalanche hướng tới tính mô-đun trong Mạng con, nhưng, như đã giải thích trước đó, chúng tôi sẽ không phân loại nó là mô-đun đầy đủ.

Để hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của từng kiến trúc "mô-đun" khác nhau, chúng ta hãy thử vẽ chúng ra để phác thảo rõ hơn sự khác biệt của chúng.

so sánh kiến trúc

Trước tiên, chúng ta hãy xem kiến trúc hiện tại của Ethereum và kiến trúc sẽ như thế nào sau khi sharding được kích hoạt trong tương lai.

Hiện tại, Ethereum chịu trách nhiệm cho tất cả các lớp chức năng, nhưng nó cũng tách một số thực thi giao dịch thành L2 Rollup, xử lý các giao dịch theo lô và sau đó giải quyết chúng trên mạng chính. Sau khi sharding được kích hoạt trong tương lai, kiến trúc của Ethereum sẽ như sau:

Điều này sẽ biến Ethereum thành một lớp thanh toán thống nhất và các phân đoạn sẽ chịu trách nhiệm về tính khả dụng của dữ liệu. Điều này có nghĩa là, các phân đoạn sẽ chỉ là môi trường DA để Tổng số gửi dữ liệu tới. Trên các phân đoạn, trình xác thực chỉ cần lưu trữ dữ liệu cho phân đoạn mà chúng đang xác thực chứ không phải toàn bộ mạng. Sharding cuối cùng sẽ cho phép bạn chạy Ethereum trên các nút nhẹ, tương tự như Celestia.

Đối với Avalanche, đề xuất mở rộng quy mô chính của họ là thông qua các mạng con có thể dễ dàng tạo. Kiến trúc của Avalanche trông hơi giống thế này:

Một mạng con có một bộ trình xác thực mới xác thực độc lập mạng riêng của nó. Tất cả các mạng con của Avalanche đều chịu trách nhiệm về sự đồng thuận, tính khả dụng của dữ liệu và việc thực thi của riêng chúng. Mỗi mạng con cũng sẽ có mã thông báo Gas riêng, được chỉ định bởi người xác thực. Một ví dụ về mạng con hiện đang hoạt động là mạng con DefiKingdoms, sử dụng JEWEL làm mã thông báo Gas của nó.

Trước khi chuyển sang kiến trúc của Celestia, chúng ta hãy xem qua Cosmos. Celestia vay mượn rất nhiều từ Cosmos và sẽ tương tác với nó rất nhiều thông qua IBC, vì nó cũng được xây dựng với SDK Cosmos và Optimint, một phiên bản của Tendermint. Kiến trúc Cosmos rất khác so với các kiến trúc hiện tại khác vì nó cho phép dApps trở thành ứng dụng của chính chuỗi khối, thay vì cung cấp một máy ảo. Điều này có nghĩa là chuỗi SDK Cosmos có chủ quyền chỉ cần xác định các loại giao dịch và truyền thống trạng thái mà nó cần, trong khi dựa vào Tendermint làm công cụ đồng thuận của nó. Chuỗi Cosmos chia tách phần ứng dụng của chuỗi khối và kết nối nó với mạng (p2p) và sự đồng thuận bằng cách sử dụng ABCI. ABCI là giao diện kết nối phần ứng dụng của chuỗi khối với công cụ sao chép trạng thái Tendermint cung cấp cơ chế đồng thuận và kết nối mạng. Kiến trúc của nó thường được quảng cáo như thế này:

Bây giờ, hãy xem kiến trúc của Celestia:

Đây là những gì hệ sinh thái ban đầu trông giống như trên Celestia. Celestia sẽ hoạt động như một lớp dữ liệu sẵn có và đồng thuận được chia sẻ giữa tất cả các loại Tổng số hoạt động trong ngăn xếp mô-đun. Lớp thanh toán tồn tại để tạo điều kiện bắc cầu và thanh khoản giữa các Tổng số khác nhau trên đó. Và bạn cũng có thể thấy các bản tổng hợp chủ quyền hoạt động độc lập mà không có lớp giải quyết.

Bây giờ chúng ta đã xác định được các cấp độ mô-đun khác nhau, cách chúng hoạt động và trông như thế nào, chúng ta hãy xem xét một số khả năng và chức năng độc đáo của một chuỗi khối mô-đun thuần túy như Celestia.

chia sẻ bảo mật

Một trong những lợi thế của chuỗi nguyên khối là bảo mật được chia sẻ, vậy còn trong ngăn xếp mô-đun thì sao?

Nó thực sự khá đơn giản, Celestia cung cấp chức năng cơ bản cần thiết để thiết lập bảo mật được chia sẻ trên mạng chuỗi khối: tính khả dụng của dữ liệu. Điều này là do mỗi lớp mạng sử dụng Celestia cần chuyển tất cả dữ liệu giao dịch của họ sang lớp tính khả dụng của dữ liệu để chứng minh rằng dữ liệu thực sự có sẵn. Điều này có nghĩa là các mạng blockchain có thể kết nối, quan sát và tương tác với nhau một cách dễ dàng. Các nhánh cứng và nhánh mềm cũng được thực hiện rất dễ dàng bằng cách luôn có tính bảo mật của lớp DA bên dưới, điều mà chúng ta sẽ thảo luận sau.

Tương tự như vậy, Celestia cho phép nhiều loại lớp thực thi thử nghiệm khác nhau chạy đồng thời, thậm chí độc lập với các lớp dàn xếp, trong khi vẫn có lợi ích của lớp sẵn có dữ liệu được chia sẻ. Điều này có nghĩa là tốc độ lặp lại sẽ trở nên nhanh hơn, bởi vì nó có thể mở rộng quy mô tuyến tính với số lượng người dùng. Vì vậy, luận điểm của chúng tôi là theo thời gian, điều này sẽ dẫn đến những cải tiến tổng hợp trong lớp thực thi vì chúng tôi không bị hạn chế bởi việc có một trung tâm duy nhất cho lớp thực thi vì khả năng thực thi và tính khả dụng của dữ liệu được tách rời. Bản chất không cần cấp phép của tính mô đun cho phép thử nghiệm và cho phép các nhà phát triển lựa chọn linh hoạt.

Lấy mẫu tính khả dụng của dữ liệu và xác thực khối

Xác minh khối của Celestia hoạt động rất khác so với các chuỗi khối hiện tại khác vì các khối có thể được xác minh trong thời gian tuyến tính. Điều này có nghĩa là thông lượng tăng tuyến tính với chi phí so với tuyến tính với chi phí. Chúng ta có thể hiểu một cách trực quan hơn qua sơ đồ:

Điều này có thể thực hiện được vì các ứng dụng khách nhẹ của Celestia không xác thực các giao dịch, chúng chỉ kiểm tra từng khối để biết sự đồng thuận và tính khả dụng của dữ liệu khối.

Celestia loại bỏ nhu cầu kiểm tra tính hợp lệ của giao dịch vì nó chỉ kiểm tra sự đồng thuận của khối và tính khả dụng của dữ liệu, như thể hiện trong sơ đồ trên.

Thay vì tải xuống toàn bộ khối, các nút ánh sáng Celestia tải xuống các mẫu dữ liệu ngẫu nhiên từ bên trong các khối. Nếu tất cả các mẫu đều có sẵn, thì điều này chứng tỏ rằng toàn bộ khối đã có sẵn. Về cơ bản, bằng cách lấy mẫu dữ liệu ngẫu nhiên từ một khối, bạn có thể xác minh một cách chắc chắn rằng khối đó thực sự hoàn chỉnh.

Điều này có nghĩa là Celestia giảm vấn đề xác minh khối thành xác minh tính khả dụng của dữ liệu mà chúng tôi biết cách thực hiện hiệu quả với chi phí tuyến tính bằng cách lấy mẫu tính khả dụng của dữ liệu.

Bằng chứng DA có nghĩa là khi bạn yêu cầu gửi khối, bạn cần thực hiện mã hóa xóa. Điều này có nghĩa là dữ liệu khối ban đầu hiện được nhân đôi và dữ liệu mới được mã hóa dưới dạng dữ liệu dư thừa. Mã hóa xóa của Celestia tăng kích thước khối lên gấp 4 lần, trong đó 25% khối là dữ liệu gốc và 75% là dữ liệu sao chép. Vì vậy, yêu cầu một trình sắp xếp thứ tự hoạt động sai hoặc thứ gì đó tương tự phải giữ lại dữ liệu cho hơn 75% khối nếu nó muốn thực hiện hành vi gian lận.

Do đó, nó cho phép các light client kiểm tra với xác suất rất cao rằng tất cả dữ liệu của một khối đã được xuất bản hay chưa, chỉ bằng cách tải xuống một phần của khối (lấy mẫu DA). Mỗi vòng lấy mẫu làm giảm khả năng không có dữ liệu cho đến khi chắc chắn rằng tất cả dữ liệu đều có sẵn. Điều này rất hiệu quả vì thay vì mọi nút tải xuống mọi khối, có nhiều nút nhẹ tải xuống một phần của mỗi khối, nhưng các đảm bảo an toàn vẫn giống như trước đây. Điều này có nghĩa là miễn là có đủ các nút lấy mẫu tính khả dụng của dữ liệu, thì có thể tăng thông lượng khi số lượng nút lấy mẫu tăng lên. Bạn có thể đã quen thuộc với loại mạng này (DA Proof) trong cuộc sống hàng ngày của mình, ngay cả khi bạn chưa sử dụng chuỗi khối, bằng cách sử dụng các giao thức như BitTorrent.

khả năng mở rộng

Khi chúng ta nói về khả năng mở rộng, suy nghĩ đầu tiên xuất hiện trong đầu hầu hết mọi người thường là TPS. Tuy nhiên, đây không phải là một cuộc thảo luận thực tế về khả năng mở rộng. Khi nói về khả năng mở rộng của lớp DA chuyên nghiệp, nó phải là mb/s chứ không phải TPS, đây sẽ là trở ngại chính cần vượt qua. Mb/s trở thành thước đo khách quan về năng lực của chuỗi, thay vì TPS, vì các giao dịch có quy mô khác nhau. Celestia làm rất tốt việc này vì nó loại bỏ lớp DA và sử dụng lấy mẫu tính khả dụng của dữ liệu để tăng số mb/giây mà hệ thống có thể xử lý.

Bằng cách này, chúng tôi muốn nói rằng giới hạn thực sự đối với số lượng giao dịch mà một chuỗi khối có thể xử lý dựa trên đầu vào và đầu ra. Do đó, bằng cách tách rời tính khả dụng của dữ liệu khỏi quy trình đầu vào và đầu ra, Celestia sẽ có thể tạo ra mb/s cao hơn nhiều so với các chuỗi nguyên khối.

Tất cả bắt nguồn từ vấn đề về tính sẵn có của dữ liệu. Nghĩa là, trong một khối được đề xuất, lượng dữ liệu mà một bộ sắp xếp hoặc tương tự có thể xác minh, trong khi bị giới hạn bởi thông lượng dữ liệu của lớp DA bên dưới. Giờ đây, đối với các chuỗi khối nguyên khối sử dụng các nút đầy đủ, bước thông thường để giải quyết vấn đề này là tăng yêu cầu phần cứng cho các nút đầy đủ. Tuy nhiên, nếu bạn làm điều này, sẽ có ít nút đầy đủ hơn và tính phân cấp của mạng sẽ bị lung lay cùng với nó.

Do đó, bằng cách sử dụng các kỹ thuật mà chúng tôi đã đề cập trước đó trong phần xác minh khối, chúng tôi có thể cải thiện khả năng mở rộng mà không cần tăng yêu cầu về nút, làm cho các nút đầy đủ bằng các nút nhẹ thông qua lấy mẫu DA. Điều này lần lượt làm cho sự phát triển của nút dẫn đến nhiều thông lượng hơn, vì việc lấy mẫu DA dẫn đến sự tăng trưởng tuyến tính phụ tỷ lệ thuận với số lượng nút nhẹ được thêm vào. Trong thiết kế chuỗi nguyên khối, việc tăng kích thước khối cũng sẽ làm tăng chi phí xác thực mạng, nhưng trên Celestia, điều này không đúng.

Mặc dù vậy, Ethereum cũng hy vọng sẽ giải quyết được một số vấn đề về khả năng mở rộng thông qua EIP-4844, điều này sẽ cho phép một loại giao dịch mới: giao dịch blob. Nó sẽ chứa một lượng lớn dữ liệu không thể truy cập bằng cách thực thi EVM, nhưng vẫn có thể được truy cập bằng Ethereum. Điều này được thực hiện bởi vì hiện tại, các giao dịch tổng số trên Ethereum dựa vào calldata có sẵn tầm thường để thực hiện các giao dịch của chúng. Sharding cũng sẽ hữu ích, nhưng nó vẫn còn khá xa, nhưng với các giao dịch blob được bật, điều đó sẽ cung cấp khoảng 16 MB dữ liệu cho mỗi khối cho các bản tổng hợp. Tuy nhiên, vẫn còn phải xem sự cạnh tranh về không gian giao dịch blob sẽ trở nên khốc liệt như thế nào. Mặc dù, khi bạn giải được một trong những câu đố về khả năng mở rộng, một câu đố khác có thể xuất hiện. Do đó, bằng cách chuyển sang cấu trúc mô-đun, chúng tôi có thể cho phép các phần khác nhau của ngăn xếp được dành riêng cho các tài nguyên cụ thể mà chúng có thể sử dụng tốt nhất.

cái nĩa

Trong hầu hết các trường hợp, khi hard fork một chuỗi nguyên khối, bạn sẽ mất bảo mật cơ bản vì môi trường thực thi không chia sẻ cùng một bảo mật. Các hard fork thường không khả thi và không được mong muốn vì các fork mới sẽ không có sẵn dữ liệu và tính bảo mật của lớp đồng thuận. Đó là ý tưởng tương tự khi chúng tôi nói rằng bạn có thể gửi các thay đổi đối với mã chuỗi khối, nhưng bạn phải thuyết phục mọi người đồng ý với các thay đổi của mình. Lấy bitcoin làm ví dụ. Mã của bitcoin rất dễ thay đổi, tuy nhiên, để mọi người đồng ý với sự thay đổi là phần khó. Nếu bạn muốn hard fork một chuỗi nguyên khối, bạn cũng cần fork lớp đồng thuận, điều đó có nghĩa là bạn sẽ mất tính bảo mật của chuỗi ban đầu. Lượng bảo mật bị mất tùy thuộc vào số lượng người khai thác hoặc người xác thực không xác thực chuỗi chuẩn mới. Tuy nhiên, nếu tất cả các trình xác thực nâng cấp lên cùng một nhánh, thì sẽ không mất bảo mật. Trên một chuỗi khối mô-đun, đây không phải là trường hợp, bởi vì nếu bạn muốn rẽ nhánh một lớp thanh toán hoặc thực thi, bạn vẫn có tính bảo mật của lớp đồng thuận cơ bản. Trong trường hợp này, việc phân nhánh có thể thực hiện được vì tất cả các môi trường thực thi đều có chung một bảo mật. Mặc dù, điều này không thể thực hiện được với các cuộn lớp dàn xếp, vì lớp dàn xếp hoạt động như một nguồn tin cậy cho các khối mới được thêm vào.

Đối với môi trường thực thi, hard fork là vô hạn và dễ thực hiện, lý do là những ý tưởng táo bạo có thể được thử nghiệm và thử nghiệm. Nó cũng làm cho việc xây dựng dựa trên công việc của người khác trở nên khả thi mà không làm mất đi tính bảo mật của lớp cơ sở. Nếu bạn nghĩ về ý tưởng thị trường tự do (một số người có thể không đồng ý với điều này), nó thường có thể tạo ra các triển khai cạnh tranh dẫn đến kết quả tốt hơn.

ngăn xếp mô-đun

Ngăn xếp mô-đun là một khái niệm Celestia độc đáo. Nó đề cập đến việc tách tất cả các lớp khác nhau của chuỗi khối thành các lớp độc lập. Vì vậy, khi chúng tôi nói một ngăn xếp, chúng tôi có nghĩa là tất cả các lớp hoạt động cùng nhau.

Vậy những lớp nào tồn tại? Không cần phải nói, Celestia có lớp đồng thuận và dữ liệu sẵn có, nhưng cũng có những lớp khác. Ở đây, chúng tôi đề cập cụ thể đến lớp thanh toán, lớp này có thể là một chuỗi và các đợt tổng hợp trên chuỗi này có cầu nối giảm thiểu độ tin cậy để có tính thanh khoản thống nhất và bắc cầu giữa các đợt tổng hợp. Các lớp định cư này có thể có nhiều loại khác nhau. Ví dụ: bạn có thể có các lớp giải quyết bị hạn chế chỉ cho phép các bản tổng hợp dựa trên nó có cầu nối đơn giản và giải quyết các hợp đồng. Tuy nhiên, bạn cũng có thể có một lớp giải quyết với các ứng dụng và bản tổng hợp của riêng mình trên đó. Mặc dù có các loại tổng số khác không phụ thuộc vào lớp dàn xếp mà chỉ dựa vào chức năng riêng của Celestia, chúng được gọi là tổng số chủ quyền và chúng tôi sẽ thảo luận về những loại này trong chương tiếp theo.

Giờ đây, cũng có thể có một ngăn xếp trong đó lớp thực thi không xuất bản dữ liệu khối trực tiếp lên lớp giải quyết mà trực tiếp tới Celestia. Trong trường hợp này, lớp thực thi chỉ xuất bản tiêu đề khối của chúng lên lớp giải quyết và lớp giải quyết kiểm tra xem tất cả dữ liệu của một khối nhất định có được chứa trong lớp DA hay không. Điều này được thực hiện thông qua một hợp đồng trong lớp thanh toán nhận cây dữ liệu giao dịch Merkle từ Celestia. Đây là những gì chúng tôi gọi là bằng chứng dữ liệu.

Một lợi thế lớn khác của ngăn xếp mô-đun là chủ quyền của nó. Trong ngăn xếp mô-đun, việc quản trị có thể được phân vùng thành các ứng dụng và lớp cụ thể mà không bị chồng chéo với các ứng dụng khác. Nếu có vấn đề, thống đốc có thể khắc phục nó mà không làm ảnh hưởng đến các ứng dụng khác trong cụm.

Bản tổng hợp có chủ quyền

Rollup chủ quyền (rollup chủ quyền) là một rollup hoạt động độc lập với bất kỳ lớp dàn xếp nào. Điều này có nghĩa là thay vì dựa vào một lớp dàn xếp có chức năng hợp đồng thông minh (cung cấp các bản cập nhật trạng thái và bằng chứng), nó hoạt động hoàn toàn thông qua các không gian tên trên Celestia. Thông thường, rollup hoạt động trong một hệ sinh thái, chẳng hạn như Ethereum, có hợp đồng thông minh rollup (hợp đồng phân tích cú pháp). Hợp đồng thông minh tổng số cũng cung cấp một cầu nối giảm thiểu độ tin cậy giữa lớp giải quyết và tổng số. Tuy nhiên, trên Ethereum, tất cả các bản tổng hợp đều cạnh tranh để giành được dữ liệu cuộc gọi quý giá. Đó là lý do tại sao EIP-4844 đang được nghiên cứu, sẽ cung cấp một loại giao dịch mới: giao dịch blob. Điều này cũng làm tăng kích thước khối. Tuy nhiên, ngay cả với các giao dịch blob, có khả năng vẫn sẽ có sự cạnh tranh gay gắt để giải quyết.

Hầu hết các chuỗi nguyên khối đều có khả năng xử lý các hợp đồng thông minh. Lấy Ethereum làm ví dụ, có một hợp đồng thông minh trên chuỗi xử lý gốc trạng thái, là gốc Merkle của trạng thái hiện tại của bản tổng hợp. Hợp đồng này liên tục kiểm tra xem gốc trạng thái trước đó có khớp với lô tổng số của gốc hiện tại hay không. Nếu vậy, thì một trạng thái gốc mới được tạo ra. Tuy nhiên, trên Celestia, điều này là không thể vì Celestia không xử lý các hợp đồng thông minh.

Thay vào đó, trên Celestia, các bản tổng hợp có chủ quyền xuất bản trực tiếp dữ liệu của họ lên Celestia. Dữ liệu ở đây sẽ không được tính toán hay giải quyết mà chỉ được lưu trữ trong tiêu đề khối. Tiêu đề khối là thứ xác định một khối cụ thể trên chuỗi khối và mỗi khối là duy nhất. Trong tiêu đề khối này, tồn tại gốc Merkle, bao gồm tất cả các giao dịch được băm.

Vì vậy, làm thế nào nó hoạt động? Rollup có mạng ngang hàng riêng mà từ đó cả nút đầy đủ và nút nhẹ đều tải xuống các khối. Tuy nhiên, họ cũng xác minh rằng tất cả dữ liệu khối tổng số được gửi và đặt hàng trên Celestia (do đó có thuật ngữ tính khả dụng của dữ liệu) thông qua cây Merkle. Do đó, lịch sử chuẩn của chuỗi được thiết lập bởi các nút cục bộ xác minh rằng các giao dịch của tổng số là chính xác. Hàm ý của điều này là các bản tổng hợp có chủ quyền cần xuất bản mọi giao dịch trên lớp dữ liệu sẵn có để bất kỳ nút nào cũng có thể theo dõi trạng thái chính xác. Do đó, các nút đầy đủ là người quan sát không gian tên tổng số (nghĩ về không gian tên như hợp đồng thông minh của tổng số) cũng có thể cung cấp bảo mật cho các nút nhẹ. Điều này là do, trên Celestia, các nút nhẹ gần như tương đương với các nút đầy đủ.

Hãy giải thích thêm một chút về không gian tên. Trên Celestia, cây Merkle được sắp xếp theo không gian tên, cho phép mọi bản tổng hợp trên Celestia chỉ tải xuống dữ liệu liên quan đến chuỗi của họ, trong khi bỏ qua dữ liệu của các bản tổng hợp khác. Cây Merkle được đặt tên theo không gian (NMT) cho phép các nút tổng số truy xuất tất cả dữ liệu tổng số mà chúng truy vấn mà không cần phải phân tích cú pháp toàn bộ chuỗi Celestia hoặc chuỗi tổng số. Ngoài ra, chúng cho phép các nút trình xác thực xác nhận rằng tất cả dữ liệu đã được đưa vào Celestia một cách chính xác.

Vậy tại sao rollup có chủ quyền lại là một triển vọng độc đáo? Do quá trình triển khai tổng số trước đó, chẳng hạn như triển khai trên Ethereum, bị hạn chế, do nút Ethereum đảm nhận tất cả các chức năng nên nó cần lưu trữ các trạng thái liên quan đến thực thi. Tuy nhiên, trong một thiết kế mô-đun, chúng ta có thể có các nút chuyên dụng cho nhiều mục đích khác nhau, điều này sẽ làm cho mạng chạy rẻ hơn nhiều. Do đó, chi phí vận hành mạng tỷ lệ thuận với chi phí của một nút nhẹ, không phải một nút đầy đủ bởi vì, như chúng tôi đã giải thích trước đó, một nút nhẹ tương đương với một nút đầy đủ.

Chúng ta hãy xem cách một số triển khai tổng số hoạt động như các tổng số có chủ quyền. Đầu tiên, cần giải thích cách hoạt động của các hệ thống bằng chứng tổng số khác nhau trên Celestia.

Tổng số lạc quan dựa trên bằng chứng gian lận. Bằng chứng gian lận sẽ được lan truyền điểm-điểm giữa các khách hàng thông qua các nút đầy đủ và nút nhẹ của bản tổng hợp. Chúng tôi sẽ điều tra việc thực hiện điều này hơn nữa. Tổng số chủ quyền thay đổi cách phân phối bằng chứng gian lận. Thay vì được xác thực trên hợp đồng lớp thanh toán, giờ đây chúng được phân phối trên mạng ngang hàng của các bản tổng hợp và được xác thực bởi các nút cục bộ. Với Bản tổng hợp lạc quan có chủ quyền trên Celestia, chúng tôi cũng có khả năng giảm thiểu thời gian thử thách, điều đó có nghĩa là chúng tôi giải quyết được một trong những rào cản chính đối với các OR hiện tại, vì họ hiện có một cửa sổ tranh chấp rất thận trọng trên Ethereum. Điều này là có thể bởi vì hiện tại, tất cả các tương tác gian lận xảy ra trên chuỗi trong không gian khối có tính cạnh tranh cao của Ethereum, dẫn đến thời gian tồn tại lâu dài. Tuy nhiên, trong một bản tổng hợp có chủ quyền, bất kỳ nút nhẹ nào cũng có tính bảo mật của một nút đầy đủ nếu được kết nối với một nút đầy đủ trung thực, vì vậy các tương tác gian lận sẽ nhanh hơn.

Các bản tổng hợp ZK dựa trên bằng chứng hợp lệ (chẳng hạn như zksnarks). Các bản tổng hợp ZK dưới dạng các bản tổng hợp có chủ quyền hoạt động khá giống với cách triển khai hiện tại. Tuy nhiên, thay vì gửi bằng chứng ZK đến hợp đồng thông minh, nó được phân phối trong mạng ngang hàng của bản tổng hợp để các nút xác minh. Các bản tổng hợp ZK có chủ quyền giống như các bản tổng hợp ZK trên Lớp dàn xếp hợp nhất, cho phép các thời gian chạy thực thi khác nhau hoạt động như các chuỗi có chủ quyền chồng lên nhau vì các giao dịch của chúng không được Celestia diễn giải. Tại đây, thời gian chạy trên bản tổng hợp ZK có thể hoạt động theo một số cách. Có thể có thời gian chạy bảo vệ quyền riêng tư, thời gian chạy dành riêng cho ứng dụng, v.v. Điều này được gọi là Chia tỷ lệ Fractal.

Bây giờ chúng tôi đã thiết lập khái niệm về tổng số chủ quyền và có ý tưởng về cách chúng sẽ được triển khai trên Celestia, hãy xem hai kiến trúc tổng số khác nhau trông như thế nào:

Vậy tại sao họ cần Celestia? Tổng số lạc quan yêu cầu DA để phát hiện bằng chứng gian lận, trong khi tổng số ZK yêu cầu DA để biết trạng thái của chuỗi tổng số.

Điều quan trọng nữa là luôn nghĩ ngược lại khi bạn nhìn thấy thứ gì đó. Bởi vì nếu không, bạn thường bị mù quáng bởi niềm tin của chính mình. Trong phần này, tôi cố gắng giải thích một số nhược điểm của các bản tổng hợp có chủ quyền.

Các bản tổng hợp có chủ quyền sẽ phụ thuộc rất nhiều vào các hệ sinh thái mới (ví dụ: dApps) được xây dựng trên chúng. Tuy nhiên, sẽ dễ dàng thực hiện hơn nhiều nếu bản tổng số đã được thiết lập và dApps là mã nguồn mở. Tuy nhiên, thanh khoản vẫn là một vấn đề lớn cần khắc phục. Thanh khoản thường được chia thành các đợt tổng hợp có chủ quyền và thời gian chạy dựa trên chúng. Do đó, các bản tổng hợp sẽ phụ thuộc rất nhiều vào các cầu nối an toàn, giảm thiểu độ tin cậy tới các lớp khác, chẳng hạn như các bản tổng hợp có chủ quyền khác hoặc các lớp dàn xếp. Chúng tôi sẽ đề cập đến một số triển khai có thể sau này. Hơn nữa, việc triển khai các bản tổng hợp chủ quyền phụ thuộc rất nhiều vào cơ sở hạ tầng được xây dựng để hỗ trợ các chức năng khác nhau của chúng.

Triển khai Rollup lạc quan

Trong phần này, chúng tôi cố gắng giải thích cách triển khai có thể có của tổng số lạc quan có chủ quyền hoạt động.

Một trong những cách duy nhất để xây dựng bằng chứng gian lận cho OR là chơi một trò chơi trên rollup bằng cách sử dụng các nút đầy đủ và nút nhẹ. Trò chơi được chơi giữa hai nút, một nút là người thách thức và nút còn lại là người trả lời. Người thách thức sẽ gửi một truy vấn đến người trả lời thông qua nút thứ ba đóng vai trò là người xác thực. Phản hồi của người trả lời cho truy vấn này sẽ xảy ra thông qua cùng một kênh. Khi nhận được một thách thức, người xác minh sẽ chuyển tiếp truy vấn tới người phản hồi, người này sau đó sẽ tạo phản hồi được gửi lại cho người xác minh và người thách thức. Trình xác nhận sẽ liên tục thực hiện kiểm tra để đảm bảo không có sự không phù hợp giữa hai yếu tố này và chúng không độc hại. Hành động của người xác minh là đảm bảo rằng người phản hồi không gửi nhầm cây Merkle, trong khi hành động của người thách thức là đảm bảo rằng người phản hồi đi theo đúng gốc. Nếu những người phản ứng có thể tự vệ, thì trò chơi sẽ tiếp tục như bình thường. Trong trò chơi này, người thách thức trung thực luôn thắng và người trả lời trung thực luôn thắng.

Celestia hoạt động như một lớp dữ liệu sẵn có và X hoạt động như một lớp giải quyết

Cũng có thể sử dụng không phải lớp định cư hoàn toàn được kết nối với Celestia để bắc cầu cũng như tính năng tổng hợp có chủ quyền. Vì Celestia chỉ đơn giản cung cấp bảo mật dùng chung cho lớp DA bên dưới, nên bất kỳ lớp thanh toán nào cũng có thể được sử dụng miễn là Celestia có thể gửi gốc Merkle của dữ liệu giao dịch có sẵn tới hợp đồng lớp thanh toán. Điều này có nghĩa là bất kỳ lớp dàn xếp nào cũng có thể được sử dụng để tổng số nếu muốn. Vậy tại sao họ làm điều này? Nhiều lớp thanh toán hiện có, chẳng hạn như Ethereum, đã có một hệ sinh thái phát triển mạnh. Vì vậy, đã có thanh khoản và người dùng để tận dụng. Điều này đặc biệt có lợi cho các bản tổng hợp không muốn phụ thuộc vào việc xây dựng toàn bộ hệ sinh thái từ đầu. Giờ đây, điều này không chỉ giới hạn ở Ethereum như một lớp thanh toán. Ví dụ: bạn cũng có thể sử dụng Mina làm bản tổng hợp ZK. Điều này có nghĩa là bạn có thể gửi dữ liệu giao dịch của mình tới Celestia đồng thời gửi các cập nhật trạng thái và bằng chứng zk tới Mina. Bằng cách này, bạn đã có một lớp dàn xếp chứng minh tính hợp lệ theo mặc định.

Nếu bạn là nhà điều hành tổng số đang tìm cách tận dụng tính thanh khoản và người dùng trên các chuỗi khối khác, thì loại giải pháp này rất hấp dẫn đối với bạn. Nó cũng có thể là một loại toán tử tổng số plug-and-play. Bạn có thể cắm các bộ phân loại khác nhau vào các lớp định cư khác nhau. Ví dụ: trình sắp xếp tổng số ZK có thể kết nối với Mina và cung cấp các bản cập nhật trạng thái và bằng chứng hợp lệ. Và một bộ sắp xếp khác trên một bản tổng hợp ZK khác có thể được kết nối với Ethereum để thanh toán thông qua Quantum. Điểm chung của chúng là chúng sẽ gửi tất cả dữ liệu giao dịch đến Celestia, sau đó Celestia sẽ vận hành một hợp đồng thông minh hoặc hợp đồng tương tự ở lớp thanh toán, nơi nó sẽ gửi một cây dữ liệu có sẵn (xác thực) Merkle.

Hãy lấy ZK rollup làm ví dụ để xem nó được triển khai theo kiến trúc như thế nào:

nắm bắt giá trị

Nguồn thu nhập của Celestia sẽ là phí giao dịch từ các đợt giao dịch được gửi khác nhau. Phí giao dịch của Celestia sẽ hoạt động rất giống với EIP-1559 hiện tại của Ethereum, vì vậy đây là một cơ chế đốt cháy. Điều này có nghĩa là sẽ có một khoản phí cơ sở động, phí này sẽ bị đốt cháy và một "mẹo" cho người xác thực để đẩy một số giao dịch nhất định nhanh hơn và những người xác nhận này cũng sẽ nhận được giá trị từ việc phát hành mã thông báo sau các khối mới. Tuy nhiên, đây là từ quan điểm của trình xác nhận Celestia, vậy nó sẽ như thế nào từ quan điểm của người dùng? Trước tiên, hãy tìm hiểu phí xử lý tương ứng với cấp độ của bạn (L1 hoặc L2), sau đó chúng ta có thể hình dung trải nghiệm người dùng sẽ như thế nào.

Cơ cấu phí để thực hiện tổng hợp sẽ chủ yếu là chi phí hoạt động và chi phí phát hành DA. Cũng có khả năng sẽ có chi phí chung sao cho việc tổng hợp sẽ tạo ra lợi nhuận. Điều này có nghĩa là đối với người dùng, bạn có thể trả một khoản phí bao gồm ba khía cạnh này cộng với phí tắc nghẽn. Tuy nhiên, do ít ùn tắc nên mức phí này có thể thấp hơn nhiều.

Nguồn thu nhập cho lớp thanh toán là phí hợp đồng thanh toán mà các tổng số phải trả để có thể thanh toán. Ngoài ra, thông qua lớp giải quyết, cũng sẽ có các cầu nối được giảm thiểu độ tin cậy giữa các lần tổng hợp, vì vậy nó cũng có thể tính phí bắc cầu.

Vì vậy, điều gì sẽ xảy ra với các bản tổng hợp có chủ quyền mà không có lớp giải quyết? Trong một tổng số có chủ quyền, người dùng phải trả phí gas để truy cập tính toán của tổng số. Bản tổng hợp này sẽ đặt ra một khoản phí, rất có thể do ban quản trị quyết định và sau đó, bạn cũng có thể phải trả phí tắc nghẽn. Các khoản phí này đối với tổng số sẽ bao gồm chi phí đăng dữ liệu lên Celestia và một chi phí nhỏ cho trình xác thực tổng số. Bạn có thể miễn phí thanh toán, điều này có thể dẫn đến mức phí rất thấp cho người dùng cuối.

Cuối cùng, chúng ta có thể tạo cấu trúc phí để hiểu tác động của các loại phí khác nhau đối với người dùng cuối. Người dùng cuối của ngăn xếp mô-đun có thể nhận được 3 với mức phí cố định, 4 cũng có thể. Đây là phí xuất bản DA, phí thanh toán hợp đồng và phí thực hiện tổng hợp. Khoản phí thứ tư có thể xảy ra là phí tắc nghẽn trong thời gian tắc nghẽn. Người dùng chỉ phải trả một khoản phí cho lớp thực thi, khoản phí này sẽ bao gồm chi phí của tất cả các lớp trong ngăn xếp mô-đun. Vì vậy, hãy xem cấu trúc phí trông như thế nào từ quan điểm của người dùng:

Vậy điều này có ý nghĩa gì đối với tương lai?

Nếu Celestia chứng tỏ là một lớp tính khả dụng của dữ liệu rẻ hơn và nhanh hơn cho các bản tổng hợp, trong khi vẫn cung cấp khả năng phân cấp và bảo mật được chia sẻ, thì bạn có thể thấy các bản tổng hợp sử dụng nó ngày càng nhiều hơn cho tính khả dụng của dữ liệu. Nếu chúng tôi xem xét chi phí hiện tại của một lần tổng hợp để sử dụng bảo mật của Ethereum, thì một lần tổng hợp trên Celestia sẽ có chi phí thấp hơn. Tuy nhiên, các vấn đề về tắc nghẽn của Ethereum sắp được khắc phục, chủ yếu là các giao dịch blob, staking và sharding.

Còn MEV thì sao? Hiện tại, tổng số sử dụng một trình sắp xếp để thu thập và sắp xếp các giao dịch của người dùng trong một nhóm ghi nhớ, sau đó thực thi và xuất bản chúng lên lớp DA. Đây là một câu hỏi về MEV vì trong quá trình triển khai hiện tại, người đặt hàng chủ yếu là tập trung và do đó không bị kiểm duyệt. Giải pháp hiện tại là phân cấp bộ sắp xếp, đây là điều mà nhiều gói tổng số hiện tại thực hiện, mặc dù điều này mang lại một loạt vấn đề riêng. Một cách khác để giải quyết vấn đề này dưới một số hình thức là tách thứ tự của trình xác thực và danh sách giao dịch.

Được kết hợp với nhau, các lớp của ngăn xếp mô-đun kiếm được doanh thu thông qua giá trị giao dịch. Người dùng nhận được giá trị từ các giao dịch ở lớp mạng và trả phí giao dịch.

bắc cầu

Như chúng ta đã thảo luận trước đó, nếu một bản tổng hợp có lớp dàn xếp, thì nó sẽ có cầu nối giảm thiểu độ tin cậy tới các bản tổng hợp khác thông qua lớp dàn xếp này. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu đó là một bản tổng hợp có chủ quyền hoặc muốn kết nối với một cụm khác? Hãy xem giao tiếp giữa các cuộn lên.

Trong trường hợp hai bản tổng hợp có chủ quyền muốn giao tiếp, họ thực sự có thể sử dụng công nghệ máy khách nhẹ, rất giống với những gì IBC làm. Ứng dụng khách nhẹ sẽ nhận được các tiêu đề khối từ hai bản tổng hợp và bằng chứng được sử dụng bởi các bản tổng hợp thông qua mạng p2p. Điều này có thể đạt được thông qua cả khóa và cơ chế đúc tiền (ví dụ: IBC) hoặc trình xác nhận trên bộ chuyển tiếp. Bằng cách sử dụng SDK Cosmos để xây dựng chuỗi và những chuỗi được kết nối bằng Tendermint hoặc optimmint trở nên liền mạch hơn vì bạn có thể tận dụng tối đa lợi thế của IBC và ICS. Tuy nhiên, điều này yêu cầu cả hai chuỗi phải chứa các máy trạng thái của nhau và có trình xác thực các giao dịch đăng xuất chuỗi bắc cầu. Các phương tiện giao tiếp khác cũng có thể tồn tại. Ví dụ, chúng ta có thể tưởng tượng một chuỗi thứ ba, hoạt động với một số ứng dụng khách nhẹ. Ở trên, hai chuỗi muốn kết nối có thể truyền các tiêu đề khối của chúng dưới dạng luồng dữ liệu và sau đó là chức năng của hai lớp giải quyết. Ngoài ra, bạn có thể dựa vào chuỗi Cosmos để hoạt động như một "trung tâm tổng số liên cụm", nơi các trình xác thực của chuỗi có thể vận hành các cầu nối dựa trên các điều kiện tổng số. Ngoài ra còn có nhiều chuỗi dịch vụ cầu nối khác nhau như Axelar và các chuỗi khác.

Tuy nhiên, cho đến nay, cách dễ nhất để tạo điều kiện bắc cầu là thực hiện tổng số bằng cách sử dụng cùng một lớp dàn xếp vì chúng có hợp đồng bắc cầu giảm thiểu độ tin cậy trên lớp đó.

Cầu nối giữa các lớp rất quan trọng vì nó cho phép tính lưu động đồng nhất. Thứ hai, bằng cách cho phép các giao thức và lớp kết hợp với nhau thông qua trạng thái được chia sẻ, chúng tôi mở khóa các cấp độ tương tác mới. Chia sẻ trạng thái đề cập đến khả năng gọi một chuỗi khác của một chuỗi. Điều này được quan tâm đặc biệt, đặc biệt là khả năng sử dụng các tài khoản liên chuỗi của ICS-27.

Do đó, chúng tôi có thể kết luận rằng các ứng dụng khách nhẹ là điều cần thiết cho một tiêu chuẩn về khả năng tương tác như IBC. Do đó, ứng dụng khách nhẹ Celestia sẽ cho phép khả năng tương tác giữa các chuỗi an toàn hơn trong các cụm khác nhau. Về mối liên hệ của Celestia với IBC, họ có kế hoạch sử dụng quyền quản trị để đưa vào danh sách trắng một số chuỗi nhất định được kết nối với Celestia để hạn chế bùng nổ trạng thái.

Xác thực người dùng cuối

Mặc dù các phương pháp thiết kế nguyên khối và mô-đun khác nhau trong vài năm qua đã được đổi mới và số lượng tài năng đã tham gia xây dựng nó thật đáng kinh ngạc. Trong số những sự đánh đổi, có một vấn đề cơ bản đã tồn tại trong lĩnh vực của chúng tôi khá lâu. Chúng tôi tin rằng cốt lõi của vấn đề này là việc xác thực người dùng cuối và nhu cầu của họ.

Bạn có thể tranh luận không ngừng về sự đánh đổi khác nhau của các thiết kế khác nhau. Nhưng cuối cùng, có lẽ câu hỏi đặt ra là liệu khả năng xác thực người dùng cuối có quan trọng hay không. Nhiều sự đánh đổi về thiết kế (chẳng hạn như kích thước khối) xoay quanh sự thuận tiện khi chạy một nút đầy đủ và DAS làm cho các máy khách nhẹ trở thành "công dân hạng nhất" có thể so sánh với các nút đầy đủ.

Giả định cơ bản đằng sau suy nghĩ theo cách này là người dùng quan tâm đến việc trở thành "công dân hạng nhất". Người dùng có thể dễ dàng xác minh chuỗi bằng cách chạy ứng dụng khách nhẹ/nút đầy đủ, nhưng điều đó không có nghĩa là họ sẽ hoặc họ sẽ đánh giá cao khả năng làm như vậy.

Các lập luận ủng hộ cách tiếp cận này khá đơn giản. Nếu người dùng không quan tâm đến việc xác minh, bạn cũng có thể chạy cơ sở dữ liệu tập trung. Nó luôn hiệu quả hơn vì sự phân cấp thường đi kèm với cái giá phải trả là hiệu quả. Do đó, lý do chúng tôi xây dựng các giao thức mật mã là để người dùng cuối có thể xác minh các tính toán.

Lập luận ngược lại là, miễn là mạng đủ phi tập trung, bản thân việc xác minh người dùng cuối không thành vấn đề. Miễn là trải nghiệm người dùng tốt, người dùng sẽ không quan tâm đến nó. Xác thực người dùng cuối quan trọng như thế nào, không có câu trả lời rõ ràng. Tuy nhiên, chúng tôi tin rằng việc người dùng cuối có thể xác minh mạng blockchain là một mục tiêu đáng giá và là lý do nhiều người đang xây dựng trong không gian này.

Tương lai của ngăn xếp mô-đun

Phần này nhằm mục đích hình dung một ngăn xếp mô-đun được xây dựng trên Celestia có thể trông như thế nào trong tương lai. Chúng tôi sẽ đưa ra một cái nhìn tổng quan về kiến trúc về cách nhìn vào ngăn xếp mô-đun và các loại lớp mà chúng tôi có thể thấy.

Dưới đây là sơ đồ của nhiều lớp có thể hoạt động trong ngăn xếp mô-đun. Tất cả đều có một điểm chung, tất cả đều sử dụng Celestia để tìm nạp dữ liệu. Chúng tôi có thể thấy các bản tổng hợp có chủ quyền khác nhau, bao gồm Bản tổng hợp OR và ZK, sẽ không có chức năng lớp giải quyết. Chúng tôi cũng có thể thấy các bản tổng hợp sử dụng Cevmos làm lớp giải quyết và các chuỗi ứng dụng khác nhau. Cũng có thể chúng ta sẽ thấy các loại lớp định cư khác. Các lớp dàn xếp này có thể bị hạn chế, nghĩa là chúng có thể thiết lập sẵn các hợp đồng chỉ để bắc cầu và tổng hợp hoặc dựa vào quản trị đối với các hợp đồng trong danh sách cho phép.

Ở phía bên phải của sơ đồ là các chuỗi thanh toán phi bản địa khác, một số bản tổng hợp cũng có thể tận dụng tính thanh khoản và khả năng thanh toán của chúng, đồng thời dựa vào Celestia để cung cấp xác thực dữ liệu giao dịch cho lớp thanh toán.

Tất cả các cụm này sẽ được kết nối thông qua các dịch vụ bắc cầu khác nhau.

Những gì bạn không thấy là tất cả cơ sở hạ tầng sẽ được xây dựng để cung cấp quyền truy cập dễ dàng vào các tính năng khác nhau của Celestia, chẳng hạn như điểm cuối RPC, API, v.v.