詳解區塊鏈分層結構：不同開發框架的核心特征與價值_區塊鏈

區塊鏈分層結構作為一種新的范式，讓我們可以在不妥協/盡可能少的妥協情況下實現對區塊鏈的擴容。

前言

區塊鏈分層結構=DisaggregatedBlockchainLayers=DBL

當前的市場中，關于DBL的敘事，不僅有Celestia，更有Danksharding，而后者標志著Ethereum正式進入模塊化時代。

TL,DR;

相較于MonolithicBlockchain，DBL是一種更優秀的范式，也是當前區塊鏈底層架構的主流趨勢；

雖然都是DBL，但Danksharding和Celestia的設計理念存在著本質的區別：Danksharding最大程度的延續了以太坊的「安全性」V.S.Celestia用一定的安全性交換到了一些極為重要的「自由度」；

眾所周知，基于DBL搭建的鏈通常在擴容和可定制兩方面具備顯著的優勢，但這里還想強調「Sovereignty」，這個特性對那些大社區型項目很重要；

不同的DBL設計在擴容性/安全性/主權性/工程量方面有不同的表現；

Celestia的架構更適合大項目&大社區，他們有能力支撐Sovereignty；以太坊的各種架構對于新&工具類項目來說是最好的選擇，因為有最強的安全支撐和大量的用戶流量。

什么是區塊鏈分層結構？

區塊鏈分層結構意味著將計算/存儲/共識這區塊產生的三大基本步驟拆分成相對獨立的三層，當前主流區塊鏈架構為非分層結構，即計算/存儲/共識三部分均有同一批節點來執行。

計算層：負責執行用戶提交的交易，理論上這一層可支持任意的執行架構；

共識層：負責對運行了一段時間后區塊鏈的狀態進行確認；

存儲層：確保相關數據的可用性&正確性。

區塊鏈分層結構價值何在？

Semafor：馬斯克的X計劃構建應用內股票交易平臺:金色財經報道，財經媒體Semafor援引文件和知情人士的話報道稱，埃隆·馬斯克 (Elon Musk) 的超級應用程序X（以前稱為 Twitter）正在尋找一家金融數據巨頭在該應用程序內建立一個股票交易中心。Semafor表示，根據這些文件，X最近幾周向金融數據提供商發出了請求，要求提供有關金融內容和實時股票數據等的建議，目前尚不清楚是否有任何公司已提交建議。

然而，馬斯克在X平臺回應稱：“據我所知，目前還沒有在這方面開展任何工作”。雖然這并不是直接否認，但這可能表明此類服務可能正在醞釀中，但可能不是優先業務。[2023/8/4 16:17:13]

擴容能力YYDS！

如果不想在不可能三角上做出任何妥協，但又要提升MonolithicBlockchain的性能，那只能寄希望于更好的硬件支持。

不幸的是，現在的硬件好像還無法支持這樣的要求

CelestiaCo-FounderMustafaAlBassam對擴容性極其深刻的解釋

而DBL，作為一種新的范式，讓我們可以在不妥協/盡可能少的妥協情況下實現對區塊鏈的擴容，其背后的邏輯如下：

DBL結構下的節點只需要專注于存儲/計算/共識三項中的一部分，工作量大幅下降，所以更多的硬件設備可以支持節點運行，即在面臨更大的區塊容量時，仍能保證網絡的安全性。

可定制能力也很重要，甚至比擴容能力更有價值！

zkVM、uVM，我們已經看到在以太坊L2這個層面，有項目突破了EVM限制并進行了各自的定制！

而Celestia無疑在可定制化這條路上走的更遠：節點可以通過單方面分叉的方式來升級他們的版本，并用他們自認為合理的方式來解讀底層交易數據。

香港財政司司長：繼續推進數碼港元和以數字人民幣作跨境支付用途的項目:金色財經報道，香港特區政府財政司司長陳茂波發表 2023-2024 年度特區政府財政預算案致辭時表示，我們會繼續推進各項金融科技基建項目的應用測試及準備工作，包括數碼港元和以數字人民幣作跨境支付用途的項目。此外，金管局正與泰國央行合作，探討讓兩地旅客分別以香港的轉數快及泰國的PromptPay在當地付款，為旅客提供多一個安全、快捷及有效的支付選擇。[2023/2/22 12:22:01]

DBL匯總與比較

圖1，1~5分的評分越高代表著該方案在此項的表現越好

考慮到Celestia進一步細化了分層架構，這里將以太坊的共識層進一步拆分：

TxsSequenceConsensus：這一層負責對整個P2P網絡中所有已支付GasFee的交易進行先后排序；

GlobalStateConsensus：這一層負責對執行所有有效交易后的鏈的狀態進行共識；

這兩部分在以太坊中是在一層內完成的，被稱為ConsensusLayer。

在這樣的一套分析框架之上，我們對每一個開發框架的核心特征與價值進行了一些闡述：

Ethereum系列

目前主流的Rollup模式

代表項目：Optimism,Arbitrum,StarkNet,Zk-Sync,Scroll,Fuel

此類方案可以稱之為是分層擴容的開端：外置一個ExecutionLayer，并將這ExecutionLayer最終的共識交付給Ethereum一層來完成；

Paradigm將Charlie Noyes和Dan Robinson提升為普通合伙人:金色財經報道，加密風險投資公司Paradigm將風險合伙人Charlie Noyes和研究合伙人Dan Robinson提升為普通合伙人，二人都已在Paradigm工作四年有余，Dan Robinson仍將擔任研究主管。（TheBlock）[2023/2/9 11:56:02]

設計的好處：通過分攤固定成本以及一些壓縮技術，來降低存儲交易數據的成本。

目前的Validium

代表項目：Anytrust(byOffchain-labs),ZkPorter(byMatterLabs)

作為Rollup的一種變體，Validium方案的DA層不再交由Ethereum負責，而是通過一些鏈下的結構來提供DA支持。

較Rollup，Validium擁有更高的擴容性，但同時也舍棄了一定的安全性；

目前市面上的Validium在DA層的選擇上有不少方案，均不同程度上的削弱了安全性，但整體上的安全性較Rollup是顯著削弱。

Danksharding

代表項目：難度太大，目前只此一家，別無分號

作為目前ETH2.0最新的設計方案，Danksharding在「DBL」這條路上走的比Rollup和Validium更遠：

將DA獨立成一層，但又仍在Ethereum的安全范圍內；

TxsSequenceConsensus和GlobalStateConsensus已分拆成先后兩步驟來進行，從而大幅降低了GlobalStateConsensus的門檻；

孫宇晨：反思工作失誤，火必將推出用戶體驗賞金計劃和成立用戶體驗顧問委員會:1月9日消息，波場創始人孫宇晨發推表示，他于周末深刻反思，過往火必工作與溝通方式確實有很多做得不到位的地方，社區與 KOL 對于我本人，火幣的批評，建議都是很中肯的。

火必將推出用戶體驗賞金計劃，社區，KOL，用戶可以通過客服，火必推特，微博，火必社交賬戶 ，隨時提出關于火必資產，功能、運營、用戶體驗等各方面的批評與建議，由團隊定期進行評估，提議被采納的用戶將獲得大禮包與賞金獎勵。

此外，火必將成立用戶體驗顧問委員會，邀請業內知名的意見領袖KOL，資深用戶成為火必用戶體驗顧問委員會顧問，邀請他們近距離體驗火幣產品，了解火幣運營，監督火幣透明度。[2023/1/9 11:01:48]

設計的好處：能夠在不降低整個區塊鏈網絡安全性的情況下推行大區塊。其邏輯在于讓驗證節點能夠只驗證所有交易中的一部分

如果對Danksharding的細節感興趣，可以參閱DelphiDigital的闡述

Celestia系列

作為徹底帶火DBL概念的設計，Celestia的基礎理念極為新穎：Celestia只負責DA層和TxsSequenceConsensus

SovereignChain

代表項目：暫無

這是Celestia最原始的架構，即Celestia只管DA和TxsSequenceConsensus，而再往上的兩層GlobalStateConsensus和Execution則可自由發揮。

之所以稱之為「SovereignChain」，源于鏈的運行者能夠在GlobalStateConsensus上自由發揮，即網絡在某個時刻的最終狀態由鏈的運行方獨立說了算：我們把這種對鏈的最終狀態擁有獨立決定權的情形稱為擁有主權，Sovereign。

Gemini：數據庫與Amazon Web Services EBS服務鏈接中斷:據官方消息，Gemini表示其某個主要數據庫與Amazon Web Services EBS服務鏈接中斷，其已經恢復了數據庫并正在恢復數據交換。

此前報道，Gemini部分系統服務出現中斷，官方稱客戶資金安全。[2022/11/17 13:14:13]

當然，你需要注意到主權鏈的最終安全性其實不完全享受Celestia的保護，例如這樣的情形：

當SovereignChain的運行方只執行了被Celestia記錄交易中一部分的時候，Celestia是無法強制要求主權鏈進行修正的；

即便SovereignChain能夠通過欺詐證明/有效性證明來盡可能避免鏈運行者的作惡行為，但這樣的設計依然完全依賴于SovereignChain這一層的執行者來實現，即安全性很大程度上取決于SovereignChain自身，無法完全依賴于Celestia，更不會像Ethereum框架下的Rollup能夠沿襲Ethereum極強的安全性。

但我依然很推崇這樣的架構，即便是與其他Celestia系列的架構相比：

鏈的節點可以自由地選擇以不同的方式來解析底層數據，包括在不分叉的情況下升級他們的客戶端，例如：如果一個鏈的社區中兩個團體對區塊大小有不同的想法，這兩個團體完全可以獨立更新成不同的客戶端到以達到獨特的需求，但這兩個團體仍可以得到唯一正確的結果；

更重要的是鏈的社區能夠對鏈的情況擁有絕對的話語權，作為對比，Ethereum框架下的Rollup的行為受制于EthereumL1社區的共識。

ExecutionRollup

代表項目：Cevmos,dYmension,Eclipse

ExecutionRollup的設計是在Celestia的基礎之上搭建了一個通用的GlobalStateConsensus層，而開發者可以以這個StateConsensusHub作為基礎來搭建多個Rollup；

這套設計某種意義上和以太坊現在的Rollup框架有些類似：

Rollup綁定Ethereum來實現TxsSequenceConsensus&GlobalStateConsensus；

相較于前面的一些方案，這套進一步降低了開發&運營一個Rollup的工作量：

比SovereignChain少開發&運營一個GlobalConsensusLayer；

比CurrnetRollup少支付一個費用高昂的DA層；

但需要注意的是這個方案相較于SovereignChain缺失了很大一部分可定制化能力，即基于此框架打造的Rollup通常只能選擇其下層的StateConsensusHub給定的幾個開發框架，且主權性并不具有。

這樣一套有些「中間」味道的設計，某種意義上給區塊鏈領域補充了一種選項，就讓我們拭目以待。

Celestium

代表項目：暫無

Celestia和Ethereum的夢幻聯動：Celestia作為EthereumValidium的DA層，比DataAvailabilityCommittes以及Guardians等方案更為安全。

如果想要了解不同DA層選項的詳細解析，可以查看這里

EthereumV.S.Celestia——不同的DBL設計理念

你可能已經發現了：Danksharding都是讓EthereumBeconChain(也可以說是L1結構)來負責GlobalStateConsensus，而Celestia系列的任意框架中并不會由Celestia自身來負責這部分。

以下是我個人歸納的一些可能的原因：

Danksharding：作為最去中心化的區塊鏈，Ethereum擁有全網最棒的安全性&魯棒性，所以我們看到Danksharding在盡快的延續這部分價值。

Celestia：考慮到現在已幾乎不可能再有網絡能夠積攢到與Ethereum匹敵的去中心化節點數量，且市場也并不需要第二個Ethereum，Celestia選在在安全性上作出了一定的妥協，以換取了更多的自定義能力以及主權性。

Ethereum&Celestia之外的DBL方案

Nervos系列

作為DBL方向比Rollup更早的先行者，Nervos在2018年便發布了分層架構宣言：

TheNervosNetworkhasalayeredarchitecture,withasingleLayer1blockchain,theNervosCommonKnowledgeBase(CKB),andmanyLayer2systems.Layer1isfocusedonprovidingsecurityanddecentralization,whiledeveloperscanconstructlayer2systems(focusedonfunctionalityandperformance)thataresecurelyrootedinandinteroperablewiththeLayer1CKB.

雖然從圖上來看與CurrentRollup極為相像，但Nervos在L1層面選擇了UTXO：

眾所周知在UTXO之上開發智能合約十分困難，這也的確拖慢了整個生態的發展進程，但好在近期Nervos推出了第一個支持EVM兼容智能合約的L2；

也不是只有缺點，UTXO在并行計算層面相較賬戶模型有顯著優勢：以UTXO為基礎的L2--Fuel對外展現了不錯的可能性；

Arweave系列

代表項目：SmartWeave，Ever.Finance

P.S.這里的DA比較特別：Arweave不僅會存儲交易信息，同時也會存儲應用最新版本的代碼

這個設計利用了Arweave來作為源生的DA層，從而帶來了一個很特別的點：永久存儲的存儲鏈上面搭DA=一直存在的DA！

但此方案也存在著明顯的缺失：

Arweave作為存儲鏈，只會確保信息能夠正確存儲，而不會查驗被存儲信息的真實與否，而這意味著Arweave并不會提供TxsSequenceConsensus，即基于Arweave搭建的智能合約鏈需要自己負責TxsSequenceConsensus，GlobalStateConsensus以及Execution這三部分。

SmartWeave作為Arweave官方推出的智能合約開發框架，讓開發者可以進行智能合約級別的開發；

而Ever.Finance則是SmartWeave的抗DDoS優化版本。

Polygon系列

代表項目：暫無

Polygon也在DBL方向提出了Avail，作為一種對Polygon生態開發者的可選項的補充：

架構與ExecutionRollup類似，Avail提供Celestia的功能，而StateConsensusHub則由Polygon來承擔，開發者可在其上建立自己的ExecutionRollup。

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