什么是模块化区块链？模块化区块链原理、概念及优缺点全解

区块链技术发展至今已获得了显著的增长，外界对比特币和以太坊这类主流区块链的认可度也越来越高。然而，由于大多数区块链都在同一层上处理共识、安全性、数据可用性和交易这四大核心任务，导致往往在可扩展性、安全性和去中心化上难以兼顾。

因此，专注于特定任务，同时将其他任务迁移到其他层的模块化区块链因应而生。下文整理了模块化区块链的概念、运行原理、优缺点等方面，以利读者了解这一解决方案。

模块化区块链是什么？

1、单体区块链是什么？

我们知道，每一条区块链几乎都有相同的核心任务，一条单体区块链可以大约分为以下四个功能层：

• 共识：准许交易的内容和顺序

• 执行：支持交易的执行并实现与智能合约的部署和互动

• 结算：用于完成交易、解决争议、验证证明以及在不同执行层之间进行桥接‍

• 资料可用性(DA)：保证交易资料的可用性

通常，大多数区块链都在同一层面处理这几大任务，这些区块链就被称为「单体区块链」，例如比特币、以太坊和Solana。

2、模块化区块链是什么？

与单一区块链不同，模块化区块链是专注于处理少数任务，并将其余的部分外包给一个或多个独立层的区块链，致力于在不损害去中心化或安全性的情况下，建立更具可扩展性的系统。

模块化区块链的运行原理？

如上所述，模块化区块链遵循「模块化」的设计理念，将整个系统分成若干个专门的组件，每个组件都有其明确的功能和职责，一个模块化区块链可以被设计来专注于处理以下任务之一或其组合：

• 共识：就交易的内容和顺序达成一致

• 数据可用性：保证交易数据的可用性

• 执行：支持交易的执行，并实现智能合约的部署与交互

• 结算：提供一个层，用于完成交易、解决争议、验证证明以及不同执行层之间的桥接

执行模块化区块链的方法

执行模块化区块链的方法包括汇总、validium和主权汇总：

• 汇总：汇总是执行层，用来处理交易并将资料发布到第1层网络

• Validium：Validium是汇总的变体，处理链下交易后再将资料提交到L1，并且采用权益证明(PoS)验证网络

• 主权汇总：主权汇总的特色是既是执行层又是结算层，资料区块则直接发布到汇总上。主权汇总不需要L1智能合约进行验证。

模块化区块链的优点和缺点

1、优点：

• 提高可扩展性：模块化区块链通过将资源密集型任务迁移到单独的层，在可扩展性方面表现出色，能在无损去中心化的情况下提高整体流通量。

• 灵活性和互操作性：模块化基础层的设计具有高度灵活性，可促进多个第1层和第2层链之间的互操作性。这样的灵活性让开发人员能执行以太坊虚拟机(EVM)或选择其他虚拟机。

• 多功能应用程序开发：区块链的模块化可支持通用应用程序开发，为用户减少区块链生态系的使用阻碍。这种多功能性有助于创建更多安全有效的去中心化应用程序(DApp)。

• 可自定的技术堆叠：开发人员可以自由选择最适需求的虚拟机，提供可自定的技术堆叠。这有助于打造更容易适应并对开发人员更为友善的环境。

2、缺点：

• 开发复杂性：与单一区块链相比，建立模块化区块链更具挑战性。这种复杂性会加深用户和开发人员的学习困难，进而可能减缓采用和开发的速度。

• 有限的测试：模块化网络并未像以太坊或比特币等单一网络那样经过实战检验。成熟的区块链所经历的广泛测试和验证尚未于模块化环境中进行，因此引发大众担忧，现实世界高流量条件下的韧性可能不足。

• 安全性：模块化区块链不能保证其自身的安全特性，如果安全层(通常处理共识和数据可用性)失效，模块化区块链将面临风险。