关注：模块化与单片区块链之间的竞争

众所周知，区块链是一个分布式数据库，它支持安全、透明和防篡改的数据共享。区块链技术的众多潜在应用在加密社区中引发了一场关于区块链扩展最佳方式的激烈讨论。

如果你一直关注这个领域，肯定经常听到新协议开始时声称每秒处理X万个交易的宣传。然而，如果你进一步调查这些说法，你就会发现它们都是理论上的。它们中的大多数在启动时便失败了。

要完全理解为什么我们需要能够达到数千TPS的系统，就必须首先理解区块链的设计。要做到这一点，我们首先需要考虑单片设计和模块化设计之间的竞争。

据说，每一场竞争都有比较的关键点。在区块链世界中，模块化和单片区块链之间的竞争可以归结为三个关键领域：可扩展性、吞吐量和数据可用性。每个都有自己的特性、功能和应用程序。

让我们仔细看看这三个领域，看看模块化和单片区块链的比较。

什么是单片区块链?

它是一个区块链，其中所有的职责集都在一个单层上处理，而不使用第三方服务。

区块链执行四项主要任务或功能：

共识：对数据的可验证性达成一致。决定哪些区块是有效的并应该添加到链中。数据可用性：每个区块中可用的区块空间量。验证是否收到必须根据要求提供的数据。执行：一个区块链的计算。这就是Tx速度/状态转换速度。共识层是信标链。它告诉我们什么是真实的。数据层告诉我们已经发生了什么，即存储。执行层会告诉我们正在发生什么，计算什么。

瑞波高管：英国在加密货币监管方面将美国抛在了后面:金色财经报道，瑞波(Ripple)公司的高管安德鲁·惠特沃思和苏珊·弗里德曼赞扬了英国对加密货币行业的态度，认为英国在加密货币监管方面将美国抛在了后面。6月29日，英国国王查尔斯批准了《金融服务和市场法案》(FSMB)，该法案侧重于其他主题，但它包括管理加密货币和稳定币的条款，允许监管机构为数字资产制定法律框架。此外，该法案承认稳定币是一种支付形式，并使加密成为英国国内受监管的金融活动。它还严格监控加密广告和促销活动。而美国对加密货币监管的态度受到了相关利益者的批评，包括美国证交会（SEC）和商品期货交易委员会(CFTC)在内的金融监管机构都在争相监管这一新兴领域，令市场参与者感到困惑。

瑞波的首席执行官布拉德·加林豪斯指出，这种监管的模糊性促使许多美国加密公司在外国司法管辖区探索机会。例如，不确定的监管环境导致Bittrex、Paxful等几家加密公司退出美国。[2023/7/5 22:18:24]

所有这些层都非常复杂，但单片区块链的所有节点和所有硬件都试图在同一点同时完成这三件事。

它是一个区块链，将共识机制、数据可用性层、结算层和执行层组合成一个单层。通常情况下，结算和执行是相互关联的。

区块链系统的所有关键功能或职责都在单片区块链内部处理。它们通常以牺牲可扩展性为代价优先考虑去中心化和安全性(优化区块链的一个属性并限制其他属性)。

另一方面，我们有模块化区块链。

硅谷银行收到第一起来自股东的欺诈起诉，CEO和CFO成被告:金色财经报道，硅谷银行被股东指控管理不善导致银行倒闭，这可能成为该银行第一次收到的股东发起的证券欺诈诉讼。上周五，该银行关闭并进入破产程序，在创业界引起了巨大反响，加深了金融业的不确定性。在该诉讼案中，硅谷银行CEO Greg Becker和CFO Daniel Beck被列为被告。[2023/3/14 13:01:48]

什么是模块化区块链?

模块化区块链是基于模块化原则运行的区块链。他们通常处理一组专门的职责(通常是链下)，然后将它们外包给一个或多个单独的层。

区块链不是同时执行所有三个功能(共识、数据可用性和执行)，而是将它们划分为不同的类别，由网络参与者的不同角色和职责分别执行这些功能。

在这种情况下，执行层、底层共识层和数据可用性层将分离，允许节点独立执行交易，而不是在有限的空间或交易内执行所有交易来测试有效性。

这些不同的组件/层可以组合起来实现各种目标。与它们提供了更大的灵活性和可移植性。它使开发人员能够优化各种区块链组件，以创建一个完整的系统。它们通过简单地外包安全来启动新的区块链，就像当前的第二层解决方案一样。

让我们以Rollup为例。

它们是一种常见的模块化区块链。rollup处理交易并将共识、数据可用性和结算委托给它们的父链。

以太坊是第一个开始向分片模块化区块链结构过渡的。链被分成多个子链，每个子链负责网络活动的一部分。这些分片现在可以决定是处理交易还是存储数据。

原美国法明顿州立银行：已暂停FTX账户，将按照法院命令转移FTX存款:12月25日消息，鉴于巴哈马联合临时清算人于2022年12月23日向特拉华州破产法院提交动议公开了MoonStone Bank持有FTX账户的情况，因此现已更名为Moonstone Bank的原美国法明顿州立银行发表声明，重申FTX存款是安全的，而且该行有足够的流动性来支持取款。此外，MoonStone Bank还表示目前已经采取行动暂停了FTX账户并与FTX债权人和巴哈马联合临时清算人保持联系，MoonStone Bank将遵照特拉华州破产法院的命令转移FTX存款，同时也已向法院提出动议，要求明确指示。（einnews）[2022/12/25 22:06:19]

我们已经讨论了单片和模块化区块链之间的区别，现在让我们看看它们的优点和缺点。

单片区块链的优点

单片区块链可以在它们自己的节点上强制执行安全交易。节点观察区块链上的交易，并在达成共识后验证它们。这解决了区块链数据存储在多个节点时的数据问题。实用：如果用户继续使用代币，那么单片区块链可以在长期内提供额外的价值。它们易于识别，甚至更容易实现和设计。模块化区块链的优点

美法官拒绝立即批准Galaxy Digital以4400万美元收购GK8的交易:金色财经报道，美国破产法官Martin Glenn拒绝立即批准Galaxy Digital以4400万美元收购Celsius Network子公司自托管平台GK8的交易，要求提供有关出售结构的更多细节，之后可能会批准出售。

Martin Glenn表示，其对该交易条款中将潜在的法律索赔从Celsius转移到Galaxy Digital感到很惊讶，要求Celsius的律师提供有关索赔价值的额外证据。（彭博社）[2022/12/9 21:33:32]

可扩展性：在区块链中使用模块化可以增加规模，而不会引入有害的信任假设。易于设计简化链部署：通过利用模块化设计，新的区块链可以更快地被启动，同时也不必担心架构的每个方面都要保持正确。灵活性：专门构建的模块化链为权衡和设计实现提供了更多的选择。例如，模块化区块链系统可能包括关注安全性和数据可用性的模块化链，而其他的则关注执行。现在，不管两个区块链的显著好处，在决定不同的方法时总是要权衡利弊。让我们看看它们的缺点是什么。

单片区块链的缺点

低效执行：单片链上的节点可能偶尔需要重新执行交易以进行有效性验证，从而导致延迟。资源限制：节点源限制，如带宽和存储，可能会对区块链效率产生影响。灵活性：单片链是刚性的，不能在不牺牲其他功能的情况下优化所需的功能。可扩展性：单片链使用更快的区块时间和更大的区块大小来实现更高的吞吐量。这增加了对节点的硬件需求，同时减少了能够验证链的人数，加大了中心化和安全风险。安全性和去中心化：单片区块链限制区块时间和区块大小，以实现高度去中心化。这增加了验证节点的数量，但降低了吞吐量。这是因为它在每个节点上都处理交易。状态膨胀：在链上存储交易数据会导致区块链的大小随时间呈指数增长。这可能会增加对节点的硬件需求并损害去中心化。模块化区块链的缺点

Maker推出DAI跨链传输基础设施Maker Teleport:11月16日消息，据官方推特，Maker宣布推出Maker Teleport，旨在为DAI提供多链传输的基础设施。Maker Teleport由MakerDAO Engineering Core Unit构建，其部署分为快速提款和Layer2至 Layer2完全传输两个阶段。现在Maker Teleport已实施了快速提款，允许用户将DAI从Layer2即时传输到Layer1。

目前，快速提款已上线Arbitrum和Optimism，债务上限均为100万枚DAI。Maker 表示在未来的升级中，用户将可以即时地在Layer2间传输DAI。同时，Maker宣布将为想要集成Maker Teleport的开发者提供最高10,000枚DAI的拨款计划。[2022/11/16 13:10:37]

尽管模块化区块链解决了单块区块链的各种问题，但模块化架构也有自己的缺点。

与单片区块链(在单层中执行每个区块链功能)不同，模块化链可能缺乏与保护相关的特征。复杂性：由于设计的复杂性，通常很难在没有专业操作人员参与的情况下进行设计。执行层一定会需要某些复杂的机制，例如欺诈证明和有效性证明，以允许安全层强制执行链下状态转换的有效性。复杂的设计需要复杂的机制来发挥作用。依赖第三方有效性集带来的安全风险。无法像单片区块链那样保证自身的安全。如果安全层(通常处理共识和数据可用性)失败，则模块化链可能就会失败。代币经济学：由于链组件的应用有限，就很难吸引代币价值。例如，与执行层相比，纯粹关注共识和数据可用性的层可能会看到其实用代币的使用较少。进一步比较分析

首先，让我们回顾一下模块和整体的定义

单片在一个协议内完成所有工作，这使得它们可以自给自足(但也低效)。即使由于过载而出现停机，它们也不允许使用外包功能。模块化链是专门化的，因为它们只做协议中的一个子集。因此，它们不是自给自足的。它们必须与另一条链结合才能发挥作用；即它们不能独立运作。1.Arbitrum(或任何rollup)有模块化或单片设计吗?

Arbitrum需要另一个链来发布数据并解决欺诈，否则它将无法工作。因此，它是模块化的。

2.以太坊本质上是模块化还是单片?

它是单片。rollup可以部署在以太坊上(任何L1都可以)，但对以太坊来说，rollup不是必需的。还应该注意的是，一旦被推出，以太坊的danksharding组件将是模块化的。

3.Avalanche和它的子网呢？它是模块化的还是单片的?

每个子网都是一个独立的区块链。他们不需要另一条链就能起作用。因此，它是单片的。需要注意的是，仅仅因为子网代码是用模块化软件栈构建的，并不意味着它就是模块化协议。

模块化区块链布局明显比单片区块链布局更灵活。它旨在为矿工提供单片区块链中无法提供的特性。当矿工不太关注共识等特定功能时，他们就能够利用布局，更快地创建新的区块链，而不管区块链架构如何。

值得注意的是，在模块化区块链中，共识和数据可用性(DA)是不可分割的。它们必须始终作为DA层的单个组件出现，以便提供准确的事件年表。这两个因素必须始终存在。

接下来，我们还必须解决可扩展性的三难困境，即区块链只能优先考虑三个因素中的两个：可扩展性、去中心化和安全性。

假设我们有三个团队来演示这一点。A、B和C是各自的队伍。

我们在A团队中有像Solana和BinanceSmartChain这样的高TPS链，它们牺牲了去中心化。在B团队中，我们有像Cosmos这样牺牲了安全性的链，在团队C中，我们有像比特币和以太坊这样专注于去中心化和安全性的链，它们牺牲了可扩展性。这些都在某种程度上做出了牺牲。

这适用于所有单体区块链，但我们的想法是，我们可以使用模块化的方法在一个区块链中实现所有这些因素。

通常，在单片区块链设计中，所有四个任务都在同一层上执行，这可能会随着链的扩展而降低效率。通过模块化区块链，每个任务都可以由一层专门执行，而其余的任务则被移到其他层。

因为让层专注于他们的特定任务，所以他们可以很好地完成目标。这增加了灵活性，因为我们不再需要做出某些让步来适应单片区块链的约束。

现在，让我们用以太坊网络更好地解释这一点。

在单片区块链，一个区块链中就有一个单独的区块链在进行中。此外，所有的验证者都验证该单链。在以太坊协议中，有一个巨大的验证者池，其中大约有30万个验证者。

我们可以使用这个验证者池，并在稍后获得分片时分发它。当我们获得分片，即更多的链和更多的区块空间时，我们实际上可以将这些验证者分散到多个分片中，而不是让所有验证者验证一个单片区块链，因此，我们可以让5,000个验证者验证单个分片，然后添加越来越多的分片，而不是300,000个验证者来验证单个链。

这将增加L1上可用的区块空间量，同时保持去中心化。因此，数据层是包含所有计算结果的历史/存储层。然后，rollup将使用这些分片作为信息存储，并在这些分片上进行处理。第一次分片迭代将添加大约18倍于以太坊L1的数据。这意味着以太坊的可扩展性将提高大约18倍。

当在以太坊L1上增加了大约18倍的规模时，它的可扩展性并不是在rollup上增加了18倍，这主要是由于rollup中的压缩。

当少量数据被添加到以太坊的L1中时，L2可以使用更多数量级的数据，因为它们最终将其压缩到非常小的数据包，并将其安置在L1上。因此，L1上的1MB等价于L2上的1GB交易数据。当线性增加以太坊上的分片数量时，就会成倍增加可以处理的交易数量。

我们拥有的验证者越多，我们就有越多的资本来守护和保护区块链，我们拥有的验证者越多，我们就可以创建更多的分片，这就增加了更多的区块空间。

结论

摆脱可扩展性三难困境的唯一方法是去中心化。

如果只优化可扩展性，正如许多L1所做的那样，这将会增加对硬件和节点的需求，减少网络参与者的数量，从而失去去中心化。当优化执行时，这些链移动得非常快，区块被快速添加到账本中，但能跟上这些链的计算机是非常强大的计算机。如果电脑很慢，就会落后。

zkr、optimistic是模块化区块链方法的例子，它们已经成为加密领域的热门话题。Celestia是另一个例子，它特别关注数据可用性层。

另一方面，单片区块链的一些例子包括比特币、Solana、以太坊1.0等链。(在最近升级之前)。

正如本文所演示的那样，单片方法和模块化方法各自都是有效的。因此，开发人员必须决定哪种方法最适合他们的特定用例。例如，一个DeFi应用程序可能优先考虑安全性，因此选择单片设计来提供更强大的安全性。然而，如果同一个应用程序要优先考虑吞吐量和执行速度，那么模块化设计可能最适合它们的用例。

这表明两种设计都有其效能。

那么，哪个更好呢？这取决于个人喜好或应用类别。

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