Что такое модульный блокчейн?
Модульный блокчейн распределяет основные задачи между специализированными слоями: выполнением, расчётами, консенсусом и публикацией данных. Одна цепочка больше не делает всё сама.
Модульный блокчейн распределяет основные задачи блокчейна между специализированными слоями вместо того, чтобы одна цепочка выполняла всё. Один слой выполняет транзакции, другой фиксирует результаты, третий упорядочивает блоки, а четвёртый публикует данные. Цель — масштабирование за счёт того, что каждый слой сосредоточен на одной задаче.
Четыре задачи, которые выполняет любой блокчейн
| Задача | Что это означает |
|---|---|
| Выполнение | Запуск транзакций и смарт-контрактов для обновления балансов и состояния |
| Расчёты | Роль окончательного эталона: проверка доказательств, разрешение споров, финализация результатов |
| Консенсус | Согласование порядка транзакций и блоков |
| Доступность данных | Публикация данных, чтобы любой мог проверить, что произошло |
Монолитный блокчейн выполняет все четыре задачи в одной сети. Так работают Bitcoin и изначально Ethereum: каждый полный узел выполняет каждую транзакцию, согласует порядок и хранит данные. Такая конструкция проста и надёжна, но каждый узел должен успевать за всем, что ограничивает объём обработки цепочки.
Как модульный подход распределяет работу
В модульной архитектуре разные системы берут на себя разные задачи:
Рисунок: Монолитная и модульная архитектуры. Одни и те же четыре задачи выполняются одной цепочкой или специализированными слоями.
- Роллапы отвечают за выполнение. Они обрабатывают транзакции вне основной цепочки. Наше руководство по блокчейнам уровня 1 и уровня 2 объясняет, как это работает.
- Базовая цепочка отвечает за расчёты и консенсус. В дорожной карте Ethereum, ориентированной на роллапы, они публикуют в Ethereum доказательства и коммитменты, а Ethereum выступает окончательным арбитром.
- Слой доступности данных публикует данные. Эту роль может выполнять сама базовая цепочка с использованием blob-данных или отдельная сеть, созданная для этой единственной задачи. Наше руководство по доступности данных объясняет, почему этот слой так важен.
Разработчики самого Ethereum выбрали этот путь: вместо того чтобы заставлять основную цепочку выполнять значительно больше вычислений, дорожная карта делает ставку на то, чтобы она стала надёжным слоем расчётов и данных для роллапов.
Почему идея набрала популярность
Модульный подход возник из практического ограничения. Чем больше работы выполняет каждый узел, тем дороже его запускать, а это вытесняет обычных пользователей из процесса верификации. Разделение задач позволяет каждому слою расти без такого компромисса.
Одна транзакция, четыре слоя
Проследив за одним свопом в роллапе, можно увидеть, как части соединяются между собой:
- Выполнение. Вы отправляете своп в роллап. Его секвенсор упорядочивает его вместе с другими транзакциями и исполняет его, а ваш баланс обновляется в течение нескольких секунд.
- Доступность данных. Роллап объединяет множество транзакций и публикует их данные, сегодня часто в виде blob-данных в Ethereum, чтобы любой мог восстановить состояние роллапа.
- Расчёты. Роллап публикует коммитмент своего нового состояния в базовой цепочке. Роллап с нулевым разглашением прикрепляет доказательство того, что состояние корректно; оптимистичный роллап считает его корректным, если никто не оспорит его в течение периода ожидания.
- Консенсус. Валидаторы базовой цепочки упорядочивают и финализируют блок, содержащий эти данные и коммитмент. С этого момента результат становится так же трудно отменить, как и всё остальное в базовой цепочке.
Каждый шаг происходит в отдельной системе, и у каждой из них свои допущения. Ваш своп казался мгновенным, но стал окончательным только тогда, когда завершил работу последний слой.
Преимущества и компромиссы
Преимущества
- Масштаб. Выполнение может расти за счёт множества роллапов, без того чтобы каждый узел базовой цепочки обрабатывал каждую транзакцию.
- Специализация. Каждый слой можно оптимизировать под свою задачу, например под дешёвую публикацию данных или быстрое выполнение.
- Гибкость. Проект может запустить собственную среду выполнения, не создавая с нуля новый набор валидаторов.
Компромиссы
- Больше движущихся частей. Каждый дополнительный уровень добавляет код, операторов и допущения, которые могут дать сбой.
- Безопасность определяется самым слабым уровнем. Rollup, который публикует итоги на сильной базовой цепи, но отправляет свои данные в более слабую сеть, защищён не сильнее этого слабого звена.
- Фрагментированный опыт. Активы и пользователи распределены между множеством уровней исполнения, поэтому переход между ними часто требует мостов. Наше руководство по кросс-чейн мостам объясняет риски.
- Централизованные операторы — пока что. Многие rollup-ы по-прежнему зависят от одного секвенсора, которым управляет проект.
Почему дизайн влияет на ваши комиссии
Модульный подход — не только инженерное решение; он меняет то, что платят пользователи. В rollup большая часть стоимости каждой транзакции — это стоимость публикации её данных в базовую цепь. Дорожная карта Ethereum ввела «блобы» — более дешёвый тип пространства для данных, созданный специально для rollup-ов, поэтому публикация данных больше не конкурирует с обычными транзакциями за то же место в блоке. Более дешёвые данные означают более дешёвые транзакции в rollup, поэтому комиссии во многих сетях второго уровня составляют небольшую долю от комиссий в основной цепи Ethereum. Компромисс в том, что комиссии rollup теперь зависят от спроса на место под блобы, который может вырасти, когда многие rollup-ы нуждаются в нём одновременно.
Вопросы, которые стоит задать о модульной сети
- Где публикуются данные? В самой базовой цепи или в отдельной сети данных с собственной безопасностью?
- Кто управляет секвенсором? Одна компания или децентрализованный набор операторов?
- Сколько занимают выводы средств? Оптимистичные схемы могут требовать периода оспаривания, прежде чем средства смогут покинуть систему.
- Может ли систему обновить небольшая группа? Ключи обновления, контролируемые несколькими людьми, могут отменить многие другие механизмы защиты.
Монолитная или модульная: что лучше?
Ни один из подходов не лучше во всех ситуациях. Монолитные цепи хранят всё в одном месте, что упрощает их понимание и исключает риски между уровнями; некоторые новые монолитные цепи стремятся масштабироваться, предъявляя более высокие требования к оборудованию каждого узла. Модульные системы стремятся масштабироваться, не повышая планку для запуска узла базовой цепи, но ценой большей сложности.
Для пользователя практический вывод таков: нужно понимать, где сеть, которой вы пользуетесь, исполняет транзакции, проводит расчёты и публикует данные, поскольку от этого зависит, на что вы полагаетесь. Об основах работы сетей и нативных монет см. статью о том, что такое сеть блокчейна, а о приложениях, которые поддерживают эти уровни, — что такое Web3.
Эта статья носит образовательный характер и не является финансовой, инвестиционной, юридической или налоговой консультацией. Цифровые активы подвержены высокой волатильности, и вы можете потерять вложенную сумму.
Часто задаваемые вопросы
Является ли модульный блокчейн менее безопасным, чем монолитный?
Не обязательно, но его безопасность распределена между большим числом компонентов. Rollup, который исполняет транзакции вне цепи, а данные и доказательства публикует в Ethereum, может унаследовать значительную часть безопасности Ethereum. Тот, кто полагается на более слабый уровень данных, одного секвенсора или ключи обновления у небольшой команды, будет настолько же надёжен, насколько надёжны эти элементы. Вопрос в том, какому уровню вы доверяете для каждой задачи.
Означает ли модульность более низкие комиссии?
Обычно для пользователей уровней исполнения — да, потому что дорогостоящая работа распределяется между уровнями, а публикация данных тарифицируется отдельно. Сам базовый уровень может стать загруженнее и ценнее как сервис расчётов и хранения данных, а не дешевле. Для пользователей экономия проявляется в основном в сетях второго уровня, тогда как транзакции в самой базовой цепи в периоды высокой нагрузки могут оставаться дорогими, и именно поэтому значительная часть повседневной активности перенесена с неё.