Khái niệm về blockchain mô-đun
Chuỗi khối mô-đun là chuỗi khối tập trung vào việc xử lý một số trách nhiệm và thuê ngoài phần còn lại cho một hoặc nhiều lớp độc lập. Chuỗi khối mô-đun có thể được sử dụng để xử lý các nhiệm vụ riêng lẻ sau hoặc kết hợp các nhiệm vụ:
Thực thi: Hỗ trợ thực hiện các giao dịch và cho phép triển khai và tương tác với các hợp đồng thông minh.
Tính sẵn có của dữ liệu: Đảm bảo tính sẵn có của dữ liệu giao dịch.
Đồng thuận: Nội dung và trình tự các giao dịch được phê duyệt.
Giải quyết: Được sử dụng để hoàn thành các giao dịch, giải quyết tranh chấp, xác minh bằng chứng và kết nối các lớp thực thi khác nhau.
Chuỗi mô-đun thường thực hiện hai hoặc nhiều chức năng phụ thuộc lẫn nhau. Ví dụ: lớp sẵn có của dữ liệu phải thống nhất về thứ tự của dữ liệu, nếu không thì không thể biết dữ liệu nào thể hiện phiên bản chính xác của lịch sử.
Ưu điểm của thiết kế Blockchain mô-đun
Khả năng mở rộng:Việc sử dụng tính mô-đun trong blockchain có thể tăng quy mô mà không đưa ra các giả định có hại về niềm tin.
Dễ dàng khởi chạy blockchain mới:Bằng cách tận dụng thiết kế mô-đun, các chuỗi khối mới có thể được khởi chạy nhanh hơn mà không phải lo lắng về việc mọi khía cạnh của kiến trúc đều chính xác.
Uyển chuyển:Chuỗi mô-đun được xây dựng có mục đích cung cấp nhiều lựa chọn hơn cho việc cân bằng và triển khai thiết kế. Ví dụ: một hệ thống chuỗi khối mô-đun có thể bao gồm các chuỗi mô-đun tập trung vào tính bảo mật và tính khả dụng của dữ liệu, trong khi các chuỗi khác tập trung vào việc thực thi.
Nhược điểm của thiết kế blockchain mô-đun
sự an toàn:Không giống như các chuỗi nguyên khối, chuỗi khối mô-đun không thể đảm bảo chất lượng bảo mật của chính chúng. Các chuỗi khối mô-đun có nguy cơ bị lỗi nếu các lớp bảo mật được sử dụng để xử lý sự đồng thuận và tính khả dụng của dữ liệu không hiệu quả.
Độ phức tạp:Việc triển khai thiết kế chuỗi khối mô-đun sẽ tạo ra những vấn đề phức tạp mới. Ví dụ: kế hoạch phân chia dữ liệu của Ethereum dựa vào việc lấy mẫu tính khả dụng của dữ liệu để đảm bảo rằng các nút trên một phân đoạn nhất định không ẩn dữ liệu. Tương tự như vậy, lớp thực thi phải tạo ra một số cơ chế phức tạp nhất định, chẳng hạn như bằng chứng gian lận và bằng chứng xác thực, để lớp bảo mật có thể đảm bảo tính hợp lệ của các chuyển đổi trạng thái ngoài chuỗi.
Giá trị mã thông báo:Một số mã thông báo gốc blockchain mô-đun có thể không hấp thụ được giá trị do số lượng ứng dụng bị hạn chế. Ví dụ: các mã thông báo tiện ích chỉ tập trung vào lớp đồng thuận và tính khả dụng của dữ liệu ít được sử dụng hơn lớp thực thi, do đó, việc thu hút người tham gia vào mạng như vậy cũng có thể khó khăn hơn.
Dạng mô-đun của Ethereum: phân chia và tổng hợp
Giống như các blockchain thế hệ đầu tiên như Bitcoin, Ethereum ban đầu được thiết kế dưới dạng một blockchain nguyên khối. Tuy nhiên, để nâng cao hiệu suất mạng, cải thiện khả năng mở rộng và tính bền vững, mạng Ethereum hiện đang chuyển sang khung mô-đun.
Sharding là quá trình chia một hệ thống (chẳng hạn như cơ sở dữ liệu) thành nhiều phần để chạy. Bằng cách phân phối chức năng trên nhiều thành phần, hệ thống có thể đạt được sản lượng và hiệu quả cao hơn. Trong mạng blockchain, shending chia blockchain thành nhiều chuỗi con và các chuỗi con xử lý các phần khác nhau của hoạt động mạng.
Trong thiết kế shending của Ethereum, 64 chuỗi phân đoạn sẽ chạy song song. Phân mảnh có thể xử lý các giao dịch song song (phân mảnh thực thi) và cũng có thể được sử dụng để lưu trữ các phần khác nhau của dữ liệu chuỗi khối (phân mảnh dữ liệu). Với phân đoạn dữ liệu, các nút Ethereum sẽ chỉ lưu trữ dữ liệu được xuất bản trên chuỗi phân đoạn của chúng - trái ngược với cấu trúc hiện tại yêu cầu tất cả các nút lưu trữ cùng một dữ liệu.
Mối quan hệ giữa chuỗi đèn hiệu của Ethereum và chuỗi phân đoạn
Sharding là một dạng mô-đun trong đó các thành phần khác nhau (chuỗi phân đoạn) xử lý các trách nhiệm khác nhau. Trong phân đoạn dữ liệu, chuỗi phân đoạn lưu trữ các phần khác nhau của dữ liệu Ethereum và phân đoạn thực thi cho phép mỗi chuỗi phân đoạn xử lý tập hợp giao dịch của riêng mình, tăng thông lượng dữ liệu và giảm thời gian xử lý.
Một số nhà phát triển đã áp dụng cách tiếp cận tập trung vào tổng hợp để mở rộng quy mô Ethereum. Không giống như các giải pháp mở rộng quy mô hoàn toàn ngoài chuỗi (như sidechain), rollup được tích hợp chặt chẽ với chuỗi chính. Chuỗi khối Ethereum thực hiện tính toán bên ngoài để tổng hợp trong khi vẫn duy trì khả năng thanh toán, sự đồng thuận và tính khả dụng của dữ liệu. Vì Ethereum đóng vai trò là lớp cơ sở cho các bản cuộn L2 nên các bản cuộn có thể chủ động tối ưu hóa việc thực thi thông qua thời gian khối nhanh hơn và các khối lớn hơn mà không ảnh hưởng đến tính phân quyền hoặc bảo mật.
Các chức năng của Ethereum (lớp cơ sở L1) và cuộn lên (L2) trong kiến trúc chuỗi khối mô-đun
Quá trình phát triển ngăn xếp công nghệ mô-đun của Ethereum
Quá trình phát triển ngăn xếp công nghệ mô-đun của Ethereum như sau:
1. Blockchain nguyên khối: Đại diện cho Ethereum L1 hoặc chuỗi chính, bản thân nó là một blockchain nguyên khối.
2. Rollup: Các giải pháp L2 đóng vai trò là lớp thực thi, chẳng hạn như Arbitrum và Optimism, di chuyển lớp thực thi ra khỏi Ethereum L1, xuất bản các gốc trạng thái và dữ liệu tổng hợp rồi truyền nó trở lại Ethereum L1.
3. Bản tổng hợp mô-đun: bản tổng hợp có sẵn dữ liệu theo mô-đun.
Ngăn xếp công nghệ L2 mô-đun của Ethereum có thể cung cấp khả năng mở rộng trong khi vẫn duy trì mức độ bảo mật và phân cấp cao. Sự kết hợp mạnh mẽ này cung cấp cho Ethereum nền tảng cho hệ sinh thái blockchain hiệu quả và bền vững hơn.
Chuỗi khối nguyên khối
Chuỗi khối nguyên khối là dạng hoạt động ban đầu của Ethereum và xử lý mọi thứ mà không cần sử dụng các bản tổng hợp hoặc phân chia dữ liệu. Kiến trúc nguyên khối này mang lại mức độ bảo mật cao nhất nhưng phải trả giá bằng chi phí cao và khả năng mở rộng hạn chế. Do đó, tốc độ giao dịch của mainnet Ethereum tương đối chậm, TPS trung bình chỉ từ 15 – 20. Hiện tại, Ethereum đang dần chuyển đổi thành một chuỗi khối mô-đun, chủ yếu thông qua việc áp dụng các chiến lược phân chia dữ liệu và điện toán tập trung vào cuộn.
Rollup
Rollup là bước đột phá công nghệ sớm nhất trong các chuỗi khối mô-đun, mở rộng kiến trúc nguyên khối của Ethereum bằng cách cung cấp một lớp riêng biệt để thực thi. Rollup tóm tắt một cách an toàn lớp thực thi của chuỗi khối thành một trình sắp xếp thứ tự, sử dụng các máy tính mạnh mẽ để đóng gói và thực hiện nhiều giao dịch trước khi thường xuyên truyền dữ liệu nén trở lại mạng chính Ethereum để xác minh. Rollup có thể tăng TPS lên 20 – 50 lần bằng cách chuyển quá trình tính toán này ra khỏi chuỗi Ethereum.
Trong kịch bản hiện tại, rollup đóng vai trò là lớp thực thi, xử lý các giao dịch trong khi giải quyết gia công, sự đồng thuận và tính khả dụng của dữ liệu. Ví dụ: tổng hợp lạc quan bằng cách sử dụng máy ảo Optimistic và tổng hợp ZK chạy zk EVM. Các bản tổng hợp này thực hiện các hợp đồng thông minh và xử lý các giao dịch, nhưng vẫn dựa vào Ethereum để:
Thanh toán: Tất cả các giao dịch tổng hợp được hoàn thành trên Ethereum. Người dùng tổng hợp lạc quan cần đợi cho đến khi giai đoạn thử thách trôi qua hoặc cho đến khi giao dịch được coi là hợp lệ sau khi tính toán ngăn chặn gian lận. Người dùng zk rollup cần đợi cho đến khi tính hợp lệ của xác thực được chứng minh.
Sự đồng thuận và tính sẵn có của dữ liệu: rollup xuất bản dữ liệu giao dịch lên mạng chính Ethereum dưới dạng CallData, cho phép bất kỳ ai thực hiện các giao dịch rollup và xây dựng lại trạng thái của họ nếu cần. Các đợt tổng hợp lạc quan yêu cầu một lượng lớn không gian khối và thời gian thử thách 7 – 14 ngày trước khi hoàn tất. Zk rollup lưu trữ dữ liệu có sẵn để xác minh trong 30 ngày, cung cấp dữ liệu cuối cùng ngay lập tức nhưng yêu cầu sức mạnh xử lý đáng kể để tạo bằng chứng.
Với Ethereum làm lớp cơ sở cho các bản tổng hợp, các bản tổng hợp có thể cho phép thời gian tạo khối nhanh hơn và các khối lớn hơn mà không ảnh hưởng đến tính phân quyền hoặc bảo mật. Rollup có thể nói là sự khởi đầu cho một kỷ nguyên mới của Ethereum. Tổng số giao dịch của Arbitrum và Optimism gần đây đã vượt quá số lượng giao dịch trên Ethereum, phản ánh xu hướng mô-đun của Ethereum.
Bản cuộn mô-đun
Các bản tổng hợp mô-đun mới hơn sẽ di chuyển lớp sẵn có của dữ liệu ra khỏi Ethereum. Ví dụ, Mantle vẫn dựa vào Ethereum để giải quyết và đồng thuận, nhưng tận dụng Mantle DA như một lớp sẵn có của dữ liệu. Mantle DA thực hiện phân loại dữ liệu và cung cấp chứng nhận dữ liệu mà không cần thực hiện giao dịch; việc thực hiện các giao dịch được thuê ngoài một cách hiệu quả bởi lớp thực thi của Mantle.
Trước đây, Ethereum là giải pháp cung cấp dữ liệu duy nhất cho việc tổng hợp, dẫn đến những thách thức về chi phí. Tính khả dụng của dữ liệu là nguồn chi phí lớn nhất cho hầu hết các lần tổng hợp, đặc biệt là việc lưu trữ dữ liệu giao dịch trên Ethereum, có thể chiếm tới 70% chi phí. Hơn nữa, chi phí này có thể thay đổi và tăng tỷ lệ thuận với mức sử dụng, đặt ra rào cản đáng kể khi có nhiều người dùng tham gia hơn. Cho đến thời điểm hiện tại, chỉ những bản tổng hợp lớn với tài nguyên quan trọng mới có thể đáp ứng cơ sở người dùng lớn hơn.
Rất may, mọi thứ đang thay đổi trên Ethereum và các giải pháp mô-đun mới đang xuất hiện dưới dạng các lớp sẵn có của dữ liệu để giảm chi phí gửi dữ liệu giao dịch. Các ví dụ chính về các lớp sẵn có của dữ liệu bao gồm EigenDA, Celestia và Avail, tất cả đều giải quyết các vấn đề về tính sẵn có của dữ liệu và cung cấp các giải pháp tiềm năng cho những hạn chế của việc tổng hợp.
Một tương lai mô-đun
Trong hơn một thập kỷ qua, lĩnh vực blockchain thường rơi vào một vòng luẩn quẩn khi đối mặt với các thách thức về khả năng mở rộng – liên tục tạo ra các chuỗi khối L1 mới do chi phí cao và những hạn chế của Ethereum. Tuy nhiên, mức phí cao của Ethereum không thực sự là một lỗi không thể giải quyết được.
Trong một thế giới nơi các giải pháp L2 đang trở thành tiêu chuẩn cho việc áp dụng đại trà, chuỗi khối mô-đun cách mạng hóa kiến trúc chuỗi khối bằng cách phân chia các lớp thực thi, giải quyết, đồng thuận và sẵn có dữ liệu. Khi các chuỗi khối nguyên khối gặp khó khăn với khả năng mở rộng, tiềm năng của kiến trúc mô-đun sẽ được giải phóng.
Khi lớp sẵn có của dữ liệu phát triển và cạnh tranh, các rào cản gia nhập và rào cản gia nhập đối với các bản tổng hợp mới sẽ được hạ xuống đáng kể. Trong tương lai gần, các ứng dụng trên ngăn xếp OP hoặc ZK có thể sẽ bùng nổ do chi phí sẵn có của dữ liệu thấp hơn và những cải tiến hơn nữa về chức năng mô-đun.
Trang web chính thức của Ebunker:https://www.ebunker.io
