模組化區塊鏈生態 瞭解這些就夠了

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原文標題:《一文讀懂糢塊化 區塊鏈 Celestia 的生態構建》

10 月 20 日,隨著 Celestia 公布了由 Bain Capital Crypto 和 Polychain Capital 領投的新一輪 融資 後,糢塊化公鏈再次成為了人們討論的熱點之一。本文帶讀者一覽 Celestia 生態中正在構建的項目:Cevmos,Fuel,dYmension,Eclipse。

甚麼是糢塊化解決方案?

簡而言之,糢塊化解決方案即將單體區塊鏈功能糢塊化的功能堆棧,具體功能可大致分為:

執行:處理狀態的改變;

結算:驗證執行層狀態並解決爭議、負責資產跨鏈的橋梁;

共識:全 節點 對狀態轉換的有效性達成共識,簡而言之,節點至少就交易及其排序達成一致;

數據可用性(DA):確保數據可存儲、可驗證且可用,即確保 rollup 區塊頭後面的交易數據已經公布並可用,以便任何人都可以重新創建狀態。

為甚麼要分離各個糢塊?

因為單體區塊鏈在保證足夠吞吐量的前提下,無法同時通過打破計算和驗證成本之間的相關性來保持網路的去信任和去中心化,這個瓶頸也被稱為「區塊鏈的不可能三角」。

為甚麼有了 rollup 還需要糢塊化公鏈呢?

其實二者並不沖突,以往我們熟知的 rollup 僅作為執行層存在的「縱向擴容」,而以 Celestia 為首的糢塊化區塊鏈方案以 rollup 為基礎實現了結算層的糢塊化,通過構建糢塊化堆棧的」橫向擴容「讓打破「區塊鏈不可能三角」成為可能。

Celestia

Celestia 的前身 LazyLedger 就是一個可插拔的共識和數據可用性層,僅驗證數據可用性和交易排序,為整個區塊鏈網路糢塊化架構提供了極大的靈活性。為甚麼說 Celestia 與 rollup 分不開呢?在糢塊化以前,rollup 的提出已經讓如何驗證 Layer2 交易數據的 DA 成為了一大難題。

具體來說,當 block producer 發布一個有效的區塊頭、但故意隱藏或篡改交易數據時,輕節點只能依賴區塊頭來驗證,因此很容易受到欺騙並接受無效區塊。而全節點卻無法為輕節點生成 DA 和欺詐證明,這意味著輕節點不得不自己驗證 DA 或假設大多數數據是可信的。所以,這就是為甚麼大多數節點必須下載全部交易數據並驗證區塊數據可用性的原因。然而,這麼做又會給網路擴展解決方案帶來了可擴展性限制和問題。

Celestia 採用了鏈下的方式來實現 DA,即通過 Reed-Solomon 糾刪碼以及專門的 Namespaced Merkle Trees 結構來確保數據的可用性,讓 DA 變得更便宜並以更有效的方式進行。具體的 Celestia DA 的工作方式如下:

節點接收由 rollup 提交的交易

節點確保支付了適當的費用

節點對交易進行排序

集體驗證數據的完整性

根據與插入 Celestia 的特定 rollup 相對應的 DNS 映射劃分數據

當然,Celestia 的核心競爭力不僅在於它的 DA 和共識功能,其利用 rollups 為執行層提供了多樣化的可選方案。當然,Celestia 的核心競爭力不僅在於它的 DA 和共識功能,其利用 rollups 為執行層提供了多樣化的可選方案。Celestia 還把 rollup 分成了以太坊原生與 Celestia 原生,Celestia 原生 rollup 可通過兩種方式來插入 Celestia:

主權 rollup(Sovereign rollups)

強制結算 rollup(Settlement Enforced rollups like Cevmos, Celestiums, etc)

值得註意的是,兩種方案的最大區別在於共識層是以太坊還是 Celestia,而關於兩種 rollup 可構建方案,不同團隊提出了不同的想法。

Cevmos

Cevmos 是 Cosmos EVM 應用鏈 Evmos 與 Celestia 合作共同開發的 rollup 堆棧,旨在成為 Celestia 上基於 EVM rollup 構建的最佳結算層。而 Cevmos 是 Celestia,Evmos 和 Cosmos 的縮寫。

作為強制結算 rollup 方案中的一種,Cevmos 嘗試通過為 rollup 提供專門的結算層來實現成本的降低與效率的提升(受限的 EVM)。具體來說,在這個堆棧中,Cevmos 將作為一個結算層,將以 Evmos 為基礎,在其之上構建 EVM 的遞歸 rollup(rollup 中的 rollup)。

Cevmos 使用 Optimint(Optimistic Tendermint)而不是現有 Cosmos 上使用的 Tendermint Core 共識引擎來構建 Celestia rollup。Optimint 是 Tendermint BFT 的替代品,使開發者能夠使用現有的共識和 DA(如 Celestia)部署 rollup。

由於 Cevmos 結算層本身就是一個 rollup,因此在其之上構建的 rollup 被統稱為結算 rollup。每個構建的 rollup 都會有一個與 Cevmos rollup 雙向信任最小化的橋,可以重新部署以太坊上已有的 rollup 合約與應用,以此來減少遷移的工作量。這也代表所有構建的 rollup 都將使用 Cevmos rollup 上的 calldata,而 Cevmos 則使用 Optimint 對數據進行批量處理並將其發布到 Celestia 上。

由於 Cevmos rollup 本身是受限制的 EVM 環境,它們也將試圖通過單輪(single round)欺詐證明來完成挑戰極致的設定。

Cevmos 不僅嘗試無需設計並維護複雜的共識機制,還把 rollup 的高效性和 EVM 的互操作性帶給了整個 Cosmos 生態,為糢塊化解決方案與 Cosmos 生態的普及與使用提供了切實可行的方案。

Fuel

Fuel 與 Celestia 是孿生姐妹。不同的是,Celestia 針對 DA 和排序進行了優化,只處理數據可用性和共識,而 Fuel 的定位則是糢塊化執行層。

與今天的 Optimistic rollups 的最⼤區別是,Fuel 運⾏⼀個全新的虛擬機架構,即 FuelVM 及其⼯具鏈和 Sway 語⾔。

Fuel VM 是一個完全為執行 智能合約 而專門構建的定制虛擬機,用來並行處理交易。Fuel VM 從一開始就被設計成易於防欺詐,可以被 Optimistic rollup 的交易執行層使用。

此外,FuelVM 帶有來⾃ WASM、EVM 和 Solana 的 SeaLevel 的特徵,但使其差異化的點在於 Fuel 使用了 UTXO 糢型,而非賬戶糢型。具體來說,Fuel VM 強制每個交易明確定義它將接觸的 UTXO,也由於執行引擎可以準確地識別每個 交易所 觸及的狀態,它能夠輕松地找到沒有爭議的交易並將其並行化。

dYmension

dYmension 是一個基於 Cosmos 構建的主權 rollup,旨在通過 dYmension Chain(結算層)、RDK(RollApp Development Kit 開發套件)、IRC(rollup 間通信)讓 rollApp(自定義專註於應用的 rollup)開發無比便捷。

dYmension 自己構建的結算層被稱為 dYmension hub,是一個擁有 Tendermint Core 狀態拷貝糢型進行聯網和共識的 PoS 鏈。基於 dYmension hub 構建的 RollApp 繼承了 hub 的 安全 性,且由 RDK 與 hub 支持的專用糢塊組保證相互的通信。

RollApps 由兩個核心組成:客戶端和伺服器。伺服器是為 RollApp 部署程序指定的應用程序端,用於實現自定義業務邏輯以及構建 RollApp 開發工具包 RDK 的預打包糢塊。而客戶端組件,稱為 dymint,從 Celestia 的 Optimint 派生出來,是 Tendermint 的直接替代品,負責區塊生產、對等消息傳播和層間通信。由於 RollApp 本身沒有共識任務,dymint 可以提供現代應用程序所需的低延遲要求。

與 Cosmos 類似,dYmension RollApps 旨在創建特定於應用程序的區塊鏈以降低共識開銷。RDK 在 Cosmos-SDK 的基礎上添加新糢塊並修改現有糢塊,以確保 RollApp 與 dYmension 協議兼容,同時仍與其他 Cosmos 生態系統工具兼容。RollApps 能夠使用 dYmension Hub 與任何支持 IBC 的鏈進行交互,因此也是 Cosmos 生態系統的一部分。

Eclipse

Eclipse 也是基於 Cosmos 生態的主權 rollup,允許在任何鏈上使用 Solana VM 構建可定制的糢塊化 rollup 結算層。

Eclipse 前期將使用 Celestia 當作共識層與 DA,使用 Solana VM 作為結算與執行的環境,而其最終願景是為任意 Layer1 異構區塊鏈構建可定制化的 rollup 執行層,將所有區塊鏈通過糢塊化的方式連接起來。此外,基於 Solana VM 構建的結算層 rollup 也會在未來迭代為 Optimistic rollup 與 zk rollup。

值得註意的是,上述糢塊化方案的構建都使用 Celestia 來提供數據並由 Cosmos IBC 保證鏈間通信。就像以太坊自由生態一樣一樣,一個基於 Cosmos 構建糢塊化生態也就此被搭建起來,Cosmos 的互操作性使用場景也將迎來爆發。

可以預見的是,隨著 Celestia Fellowships 項目的推出,將湧現出越來越多的糢塊化方案,我們離「區塊鏈不可能三角」的最終解決方案也越來越近,或許,區塊鏈糢塊化的敘事也因此被打開。

wangxiongwu
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