Technologie modulaire : la clé pour débloquer les goulets d'étranglement de performance de la Blockchain
La blockchain monolithique est réputée pour sa globalité, assumant de manière indépendante tous les aspects du réseau, du stockage des données à la validation des transactions, etc. En revanche, la blockchain modulaire divise les différentes fonctions de la blockchain en modules indépendants, ce qui permet de fournir un support de performance et une expérience utilisateur fluide sur des fonctionnalités spécifiques, résolvant dans une certaine mesure le problème du "triangle impossible".
Ethereum, en tant que première plateforme de blockchain à supporter les contrats intelligents, a fourni un sol fertile pour la conception modulaire. Avec le développement de la technologie Blockchain, l'écosystème Bitcoin a également commencé à explorer les possibilités de modularité, en ajoutant de nouveaux modules pour réaliser des fonctionnalités plus avancées, telles que l'amélioration de la protection de la vie privée, un traitement des transactions plus efficace ou des fonctionnalités de contrats intelligents améliorées.
La technologie modulaire représente une approche de produit "plus flexible" et plug-and-play. À l'avenir, des solutions Blockchain plus flexibles et personnalisables apparaîtront, permettant d'insérer et de retirer facilement divers services et fonctionnalités comme des blocs Lego. Cette flexibilité permet aux développeurs de construire et de déployer rapidement des solutions Blockchain en fonction des besoins de scénarios d'application spécifiques.
Blockchain monolithique et blockchain modulaire
Lorsque nous explorons la Blockchain modulaire, il est essentiel de comprendre d'abord le concept de Blockchain monolithique. Les chaînes monolithiques, telles que Bitcoin et Ethereum, sont connues pour leur exhaustivité, prenant en charge tous les aspects du réseau, du stockage des données à la validation des transactions, en passant par l'exécution des contrats intelligents. Dans ce processus, la chaîne monolithique joue un rôle polyvalent, s'impliquant dans tous les domaines.
Prenons l'exemple d'Ethereum, une blockchain monolithique mature peut généralement être grossièrement divisée en quatre architectures:
Couche d'exécution
Couche de règlement
Couche de disponibilité des données
Couche de consensus
La blockchain monolithique signifie que toutes les fonctionnalités sont exécutées sur une seule chaîne, tandis que la blockchain modulaire est un type d'architecture blockchain nouvelle qui décompose le système blockchain en plusieurs composants ou niveaux spécialisés, chaque composant étant responsable du traitement de tâches spécifiques, telles que le consensus, la disponibilité des données, l'exécution et le règlement.
La blockchain modulaire est comme un groupe d'experts, se concentrant sur l'exploration approfondie et l'innovation technique dans leurs domaines respectifs. Cette concentration permet à la blockchain modulaire de fournir des performances et une expérience utilisateur exceptionnelles dans des fonctions spécifiques, par exemple, elles peuvent offrir une vitesse de traitement des transactions plus rapide à un coût inférieur.
En ce qui concerne l'architecture des nœuds, la chaîne monolithique dépend des nœuds complets, qui doivent télécharger et traiter une copie complète des données de la Blockchain. Cela impose des exigences élevées en matière de stockage et de ressources de calcul, et limite également la vitesse d'expansion du réseau. En revanche, la Blockchain modulaire adopte une conception de nœuds légers, ne nécessitant que le traitement des informations d'en-tête de bloc, ce qui améliore considérablement la vitesse des transactions et l'efficacité du réseau.
Un avantage notable des blockchains modulaires est leur flexibilité et leur collaboration. Elles peuvent externaliser des fonctions non essentielles à d'autres experts, créant ainsi un effet de synergie qui améliore de manière significative la performance globale. Cette philosophie de conception est similaire à celle des blocs Lego, permettant aux développeurs de combiner librement différents modules en fonction des besoins du projet, créant ainsi des solutions diversifiées.
Bien que les chaînes monolithiques présentent des avantages en termes de contrôle global, de sécurité et de stabilité, elles font également face à des défis en matière d'évolutivité, de difficulté de mise à niveau et d'adaptation aux nouvelles exigences. Les blockchains modulaires se distinguent par leur grande flexibilité et leur capacité de personnalisation, simplifiant ainsi le processus de création et d'optimisation de nouvelles blockchains.
Cependant, la blockchain modulaire est également confrontée à des défis qui lui sont propres. Sa structure complexe augmente la charge de travail des développeurs en matière de conception, de développement et de maintenance. En tant que technologie émergente, la blockchain modulaire n'a pas encore subi de tests de sécurité complets ni d'épreuves face aux fluctuations du marché, et sa stabilité et sa sécurité à long terme doivent encore être vérifiées.
Comment la blockchain modulaire résout le "triangle impossible"
Le "triangle impossible" de la Blockchain fait référence à la difficulté pour un réseau Blockchain d'atteindre un état optimal sur les trois propriétés fondamentales que sont la sécurité, la décentralisation et l'évolutivité, en même temps.
L'évolutivité se concentre sur la capacité du réseau à traiter un grand nombre de transactions, ainsi que sur sa capacité à fonctionner de manière efficace et à faible coût lors de la croissance des utilisateurs et du volume des transactions. Elle est généralement mesurée par le TPS et la latence.
La sécurité concerne le coût et la difficulté de protéger le réseau Blockchain contre les attaques. Par exemple, le mécanisme POW de Bitcoin exige que l'attaquant contrôle plus de 51 % de la puissance de calcul du réseau, tandis que le mécanisme POS d'Ethereum nécessite la collusion de plus d'un tiers des nœuds.
La décentralisation décrit le fonctionnement d'un réseau qui ne dépend pas d'un seul nœud central, mais est réparti sur de nombreux nœuds. Plus il y a de nœuds et plus la répartition géographique est large, plus le degré de décentralisation du réseau est élevé.
Le point central du "triangle impossible" est qu'il est difficile pour un système Blockchain d'optimiser ces trois caractéristiques. Par exemple : parmi de nombreuses chaînes publiques, Bitcoin et Ethereum se distinguent par leur large répartition des nœuds et leur nombre suffisant de nœuds, en matière de décentralisation et de sécurité.
Cependant, ils sacrifient une certaine évolutivité, ce qui entraîne des vitesses de transaction plus lentes et des frais de transaction plus élevés : le temps de création de blocs de Bitcoin est d'environ 10 minutes, le TPS d'Ethereum est d'environ 13, et lorsque le volume des transactions augmente, les frais de transaction d'Ethereum peuvent atteindre plusieurs centaines de dollars.
C'est dans ce contexte que la technologie blockchain modulaire a vu le jour, en répartissant différentes fonctions entre des modules spécialisés, elle résout les défis de scalabilité et de coûts de transaction des blockchains publiques traditionnelles. Par exemple, le Lightning Network de Bitcoin et la technologie Rollup d'Ethereum sont tous deux des exemples de la pensée modulaire.
Les avantages des blockchains modulaires résident dans leur architecture en couches, permettant à chaque couche d'être optimisée pour des besoins spécifiques. La couche de données peut se concentrer sur le stockage et la vérification des données, tandis que la couche d'exécution peut gérer la logique des contrats intelligents. Cette séparation améliore non seulement les performances et l'efficacité, mais favorise également l'interopérabilité entre différentes blockchains, fournissant une base pour construire un écosystème ouvert et interconnecté.
En résumé, la technologie de blockchain modulaire offre une nouvelle voie pour résoudre les limitations des chaînes publiques traditionnelles. Elle permet une plus grande scalabilité et des coûts de transaction réduits, tout en maintenant la décentralisation et la sécurité, ce qui a des implications profondes pour l'application généralisée et le développement à long terme de la technologie blockchain.
Classification et projets représentatifs des Blockchains modulaires
La blockchain modulaire peut être divisée en différents types en fonction de ses caractéristiques architecturales. Parmi ces types, la couche de disponibilité des données et la couche de consensus, en raison de leur interdépendance étroite, sont souvent conçues comme un tout unifié. Cela s'explique par le fait que, lorsque les nœuds reçoivent des données de transaction, ils déterminent généralement également l'ordre des transactions, ce qui est au cœur de la sécurité et de l'immuabilité de la blockchain.
Sur la base de ce principe de conception, nous pouvons comprendre les différents projets de blockchain modulaire sous trois aspects : la couche d'exécution, la couche de disponibilité des données et la couche de consensus, ainsi que la couche de règlement.
Couche d'exécution : technologie Layer 2
La technologie de Layer 2, en tant qu'extension de la couche d'exécution dans l'architecture de la Blockchain, est une incarnation du concept de Blockchain modulaire. Elle vise à améliorer l'évolutivité de la chaîne principale en construisant des réseaux, systèmes ou technologies hors chaîne sur la Blockchain sous-jacente.
Les solutions de Layer 2 permettent un traitement des transactions plus rapide et plus rentable, tout en maintenant la sécurité et la décentralisation de la blockchain sous-jacente. Selon les données, la consommation de gas pour la validation et le règlement de Layer 2 dans l'écosystème Ethereum est en moyenne inférieure à 10 %, ce qui permet d'économiser considérablement les coûts de transaction des utilisateurs.
La technologie Rollup est actuellement la solution la plus répandue pour Layer 2, et son concept clé est "exécution hors chaîne, validation sur chaîne", où les calculs et autres travaux sont effectués hors chaîne, puis les données calldata sont téléchargées sur la chaîne principale.
Les principales caractéristiques des Rollups incluent :
Exécution hors chaîne : Les transactions sont exécutées hors chaîne, la blockchain sous-jacente ne se charge que de vérifier les preuves de transaction dans le contrat intelligent et de stocker les données de transaction originales.
Regroupement des transactions : regrouper plusieurs transactions ensemble pour réduire les coûts de "transport".
Validation sur la chaîne : Assurer l'exactitude des transactions via la preuve d'erreur ( Optimistic Rollups ) ou la preuve de validité ( ZK Rollups ).
Actuellement, il y a 16 Layer 2 utilisant le mécanisme d'Optimistic Rollups, tels qu'Arbitrum, OP, Base, Blast, etc., et 11 utilisant le mécanisme de ZK Rollups, comme Linea, Starknet, zkSync, etc.
couche de disponibilité des données et couche de consensus
Celestia
Celestia, en tant que pionnier dans le domaine des blockchains modulaires, est essentiellement une couche de disponibilité des données qui fournit une base solide pour le développement d'applications décentralisées (dApps) et de Rollups. La conception architecturale de Celestia offre une variété de solutions pour l'extension modulaire, y compris :
Rollup souverain
Règlement Rollup( comme le projet Cevmos)
Celestium
Celestia utilise plusieurs technologies innovantes, telles que le code de correction et l'échantillonnage de disponibilité des données (DAS), ce qui réduit considérablement le coût de stockage des données et optimise l'efficacité de stockage.
EigenDA
EigenDA est un service de disponibilité des données sécurisé, à haut débit et décentralisé, et est le premier service de validation active lancé sur EigenLayer (AVS). EigenDA utilise les validateurs du niveau de consensus d'Ethereum comme validateurs, évitant ainsi les risques de confiance liés aux fournisseurs centralisés ou aux jetons propres, réduisant ainsi le seuil de développement pour d'autres projets.
Avail
Avail est un projet de blockchain modulaire lancé par l'équipe de Polygon, dont l'architecture de base se compose principalement de trois parties : Avail DA, Avail Nexus et Avail Fusion. Avail DA fournit des services DA pour diverses blockchains, Avail Nexus offre une interaction inter-chaînes, et Avail Fusion introduit un consensus POS avec un staking multi-actifs.
Couche de règlement
Dymension
Dymension est une plateforme de blockchain modulaire basée sur Cosmos, qui fournit un cadre simple pour le développement de RollApp grâce à la technologie d'agrégation évolutive intégrée. L'architecture de Dymension se compose de deux composants principaux : RollApp et Dymension Hub.
RollApp est une fusion de Rollup et d'App, c'est une blockchain modulaire haute performance spécialement conçue pour des applications spécifiques sur Dymension. Dymension Hub, en tant que centre de tout l'écosystème, assume les fonctions de couche de consensus et de couche de règlement.
Cevmos
Cevmos vise à fournir une couche de règlement pour les rollups compatibles EVM. En tant que rollup, tous les rollups construits sur Cevmos sont collectivement appelés règlement.
Voir l'original
Cette page peut inclure du contenu de tiers fourni à des fins d'information uniquement. Gate ne garantit ni l'exactitude ni la validité de ces contenus, n’endosse pas les opinions exprimées, et ne fournit aucun conseil financier ou professionnel à travers ces informations. Voir la section Avertissement pour plus de détails.
14 J'aime
Récompense
14
5
Reposter
Partager
Commentaire
0/400
GateUser-cff9c776
· Il y a 12h
Les fondations sont creusées, le bull run de Schrödinger est à portée de main.
Voir l'originalRépondre0
GhostAddressHunter
· 08-11 23:09
C'est jouer avec des astuces, n'est-ce pas ? L2, c'est justement ça.
Voir l'originalRépondre0
BlockchainWorker
· 08-11 23:06
Tss, cela aurait dû être modulaire depuis longtemps.
Voir l'originalRépondre0
RektCoaster
· 08-11 22:59
Gaspiller de l'énergie, c'est juste réchauffer des restes.
Voir l'originalRépondre0
WenMoon42
· 08-11 22:46
Ce n'est qu'un piège modulaire, je l'ai déjà vu à travers.
blockchain modulaire: une nouvelle approche pour surmonter les goulets d'étranglement de performance
Technologie modulaire : la clé pour débloquer les goulets d'étranglement de performance de la Blockchain
La blockchain monolithique est réputée pour sa globalité, assumant de manière indépendante tous les aspects du réseau, du stockage des données à la validation des transactions, etc. En revanche, la blockchain modulaire divise les différentes fonctions de la blockchain en modules indépendants, ce qui permet de fournir un support de performance et une expérience utilisateur fluide sur des fonctionnalités spécifiques, résolvant dans une certaine mesure le problème du "triangle impossible".
Ethereum, en tant que première plateforme de blockchain à supporter les contrats intelligents, a fourni un sol fertile pour la conception modulaire. Avec le développement de la technologie Blockchain, l'écosystème Bitcoin a également commencé à explorer les possibilités de modularité, en ajoutant de nouveaux modules pour réaliser des fonctionnalités plus avancées, telles que l'amélioration de la protection de la vie privée, un traitement des transactions plus efficace ou des fonctionnalités de contrats intelligents améliorées.
La technologie modulaire représente une approche de produit "plus flexible" et plug-and-play. À l'avenir, des solutions Blockchain plus flexibles et personnalisables apparaîtront, permettant d'insérer et de retirer facilement divers services et fonctionnalités comme des blocs Lego. Cette flexibilité permet aux développeurs de construire et de déployer rapidement des solutions Blockchain en fonction des besoins de scénarios d'application spécifiques.
Blockchain monolithique et blockchain modulaire
Lorsque nous explorons la Blockchain modulaire, il est essentiel de comprendre d'abord le concept de Blockchain monolithique. Les chaînes monolithiques, telles que Bitcoin et Ethereum, sont connues pour leur exhaustivité, prenant en charge tous les aspects du réseau, du stockage des données à la validation des transactions, en passant par l'exécution des contrats intelligents. Dans ce processus, la chaîne monolithique joue un rôle polyvalent, s'impliquant dans tous les domaines.
Prenons l'exemple d'Ethereum, une blockchain monolithique mature peut généralement être grossièrement divisée en quatre architectures:
La blockchain monolithique signifie que toutes les fonctionnalités sont exécutées sur une seule chaîne, tandis que la blockchain modulaire est un type d'architecture blockchain nouvelle qui décompose le système blockchain en plusieurs composants ou niveaux spécialisés, chaque composant étant responsable du traitement de tâches spécifiques, telles que le consensus, la disponibilité des données, l'exécution et le règlement.
La blockchain modulaire est comme un groupe d'experts, se concentrant sur l'exploration approfondie et l'innovation technique dans leurs domaines respectifs. Cette concentration permet à la blockchain modulaire de fournir des performances et une expérience utilisateur exceptionnelles dans des fonctions spécifiques, par exemple, elles peuvent offrir une vitesse de traitement des transactions plus rapide à un coût inférieur.
En ce qui concerne l'architecture des nœuds, la chaîne monolithique dépend des nœuds complets, qui doivent télécharger et traiter une copie complète des données de la Blockchain. Cela impose des exigences élevées en matière de stockage et de ressources de calcul, et limite également la vitesse d'expansion du réseau. En revanche, la Blockchain modulaire adopte une conception de nœuds légers, ne nécessitant que le traitement des informations d'en-tête de bloc, ce qui améliore considérablement la vitesse des transactions et l'efficacité du réseau.
Un avantage notable des blockchains modulaires est leur flexibilité et leur collaboration. Elles peuvent externaliser des fonctions non essentielles à d'autres experts, créant ainsi un effet de synergie qui améliore de manière significative la performance globale. Cette philosophie de conception est similaire à celle des blocs Lego, permettant aux développeurs de combiner librement différents modules en fonction des besoins du projet, créant ainsi des solutions diversifiées.
Bien que les chaînes monolithiques présentent des avantages en termes de contrôle global, de sécurité et de stabilité, elles font également face à des défis en matière d'évolutivité, de difficulté de mise à niveau et d'adaptation aux nouvelles exigences. Les blockchains modulaires se distinguent par leur grande flexibilité et leur capacité de personnalisation, simplifiant ainsi le processus de création et d'optimisation de nouvelles blockchains.
Cependant, la blockchain modulaire est également confrontée à des défis qui lui sont propres. Sa structure complexe augmente la charge de travail des développeurs en matière de conception, de développement et de maintenance. En tant que technologie émergente, la blockchain modulaire n'a pas encore subi de tests de sécurité complets ni d'épreuves face aux fluctuations du marché, et sa stabilité et sa sécurité à long terme doivent encore être vérifiées.
Comment la blockchain modulaire résout le "triangle impossible"
Le "triangle impossible" de la Blockchain fait référence à la difficulté pour un réseau Blockchain d'atteindre un état optimal sur les trois propriétés fondamentales que sont la sécurité, la décentralisation et l'évolutivité, en même temps.
L'évolutivité se concentre sur la capacité du réseau à traiter un grand nombre de transactions, ainsi que sur sa capacité à fonctionner de manière efficace et à faible coût lors de la croissance des utilisateurs et du volume des transactions. Elle est généralement mesurée par le TPS et la latence.
La sécurité concerne le coût et la difficulté de protéger le réseau Blockchain contre les attaques. Par exemple, le mécanisme POW de Bitcoin exige que l'attaquant contrôle plus de 51 % de la puissance de calcul du réseau, tandis que le mécanisme POS d'Ethereum nécessite la collusion de plus d'un tiers des nœuds.
La décentralisation décrit le fonctionnement d'un réseau qui ne dépend pas d'un seul nœud central, mais est réparti sur de nombreux nœuds. Plus il y a de nœuds et plus la répartition géographique est large, plus le degré de décentralisation du réseau est élevé.
Le point central du "triangle impossible" est qu'il est difficile pour un système Blockchain d'optimiser ces trois caractéristiques. Par exemple : parmi de nombreuses chaînes publiques, Bitcoin et Ethereum se distinguent par leur large répartition des nœuds et leur nombre suffisant de nœuds, en matière de décentralisation et de sécurité.
Cependant, ils sacrifient une certaine évolutivité, ce qui entraîne des vitesses de transaction plus lentes et des frais de transaction plus élevés : le temps de création de blocs de Bitcoin est d'environ 10 minutes, le TPS d'Ethereum est d'environ 13, et lorsque le volume des transactions augmente, les frais de transaction d'Ethereum peuvent atteindre plusieurs centaines de dollars.
C'est dans ce contexte que la technologie blockchain modulaire a vu le jour, en répartissant différentes fonctions entre des modules spécialisés, elle résout les défis de scalabilité et de coûts de transaction des blockchains publiques traditionnelles. Par exemple, le Lightning Network de Bitcoin et la technologie Rollup d'Ethereum sont tous deux des exemples de la pensée modulaire.
Les avantages des blockchains modulaires résident dans leur architecture en couches, permettant à chaque couche d'être optimisée pour des besoins spécifiques. La couche de données peut se concentrer sur le stockage et la vérification des données, tandis que la couche d'exécution peut gérer la logique des contrats intelligents. Cette séparation améliore non seulement les performances et l'efficacité, mais favorise également l'interopérabilité entre différentes blockchains, fournissant une base pour construire un écosystème ouvert et interconnecté.
En résumé, la technologie de blockchain modulaire offre une nouvelle voie pour résoudre les limitations des chaînes publiques traditionnelles. Elle permet une plus grande scalabilité et des coûts de transaction réduits, tout en maintenant la décentralisation et la sécurité, ce qui a des implications profondes pour l'application généralisée et le développement à long terme de la technologie blockchain.
Classification et projets représentatifs des Blockchains modulaires
La blockchain modulaire peut être divisée en différents types en fonction de ses caractéristiques architecturales. Parmi ces types, la couche de disponibilité des données et la couche de consensus, en raison de leur interdépendance étroite, sont souvent conçues comme un tout unifié. Cela s'explique par le fait que, lorsque les nœuds reçoivent des données de transaction, ils déterminent généralement également l'ordre des transactions, ce qui est au cœur de la sécurité et de l'immuabilité de la blockchain.
Sur la base de ce principe de conception, nous pouvons comprendre les différents projets de blockchain modulaire sous trois aspects : la couche d'exécution, la couche de disponibilité des données et la couche de consensus, ainsi que la couche de règlement.
Couche d'exécution : technologie Layer 2
La technologie de Layer 2, en tant qu'extension de la couche d'exécution dans l'architecture de la Blockchain, est une incarnation du concept de Blockchain modulaire. Elle vise à améliorer l'évolutivité de la chaîne principale en construisant des réseaux, systèmes ou technologies hors chaîne sur la Blockchain sous-jacente.
Les solutions de Layer 2 permettent un traitement des transactions plus rapide et plus rentable, tout en maintenant la sécurité et la décentralisation de la blockchain sous-jacente. Selon les données, la consommation de gas pour la validation et le règlement de Layer 2 dans l'écosystème Ethereum est en moyenne inférieure à 10 %, ce qui permet d'économiser considérablement les coûts de transaction des utilisateurs.
La technologie Rollup est actuellement la solution la plus répandue pour Layer 2, et son concept clé est "exécution hors chaîne, validation sur chaîne", où les calculs et autres travaux sont effectués hors chaîne, puis les données calldata sont téléchargées sur la chaîne principale.
Les principales caractéristiques des Rollups incluent :
Actuellement, il y a 16 Layer 2 utilisant le mécanisme d'Optimistic Rollups, tels qu'Arbitrum, OP, Base, Blast, etc., et 11 utilisant le mécanisme de ZK Rollups, comme Linea, Starknet, zkSync, etc.
couche de disponibilité des données et couche de consensus
Celestia
Celestia, en tant que pionnier dans le domaine des blockchains modulaires, est essentiellement une couche de disponibilité des données qui fournit une base solide pour le développement d'applications décentralisées (dApps) et de Rollups. La conception architecturale de Celestia offre une variété de solutions pour l'extension modulaire, y compris :
Celestia utilise plusieurs technologies innovantes, telles que le code de correction et l'échantillonnage de disponibilité des données (DAS), ce qui réduit considérablement le coût de stockage des données et optimise l'efficacité de stockage.
EigenDA
EigenDA est un service de disponibilité des données sécurisé, à haut débit et décentralisé, et est le premier service de validation active lancé sur EigenLayer (AVS). EigenDA utilise les validateurs du niveau de consensus d'Ethereum comme validateurs, évitant ainsi les risques de confiance liés aux fournisseurs centralisés ou aux jetons propres, réduisant ainsi le seuil de développement pour d'autres projets.
Avail
Avail est un projet de blockchain modulaire lancé par l'équipe de Polygon, dont l'architecture de base se compose principalement de trois parties : Avail DA, Avail Nexus et Avail Fusion. Avail DA fournit des services DA pour diverses blockchains, Avail Nexus offre une interaction inter-chaînes, et Avail Fusion introduit un consensus POS avec un staking multi-actifs.
Couche de règlement
Dymension
Dymension est une plateforme de blockchain modulaire basée sur Cosmos, qui fournit un cadre simple pour le développement de RollApp grâce à la technologie d'agrégation évolutive intégrée. L'architecture de Dymension se compose de deux composants principaux : RollApp et Dymension Hub.
RollApp est une fusion de Rollup et d'App, c'est une blockchain modulaire haute performance spécialement conçue pour des applications spécifiques sur Dymension. Dymension Hub, en tant que centre de tout l'écosystème, assume les fonctions de couche de consensus et de couche de règlement.
Cevmos
Cevmos vise à fournir une couche de règlement pour les rollups compatibles EVM. En tant que rollup, tous les rollups construits sur Cevmos sont collectivement appelés règlement.