Модульні блокчейни — одне з рішень трилеми масштабованості
31 жовтня 2023 року команда Celestia оголосила про запуск основної мережі. Ця подія не лише викликала інтерес у дропхантерів, а й стала важливим кроком у розвитку модульних блокчейнів.
Будь-який розподілений реєстр має три ключові властивості: децентралізація, безпека і масштабованість. Трилема блокчейну стверджує, що у разі збільшення двох із них доводиться жертвувати третьою. Цей принцип вперше описав Віталік Бутерін, і саме навколо вирішення цієї проблеми розвиваються такі проєкти, як Ethereum та Celestia.
Одним із потенційних вирішень трилеми є модульні блокчейни. Вони фокусуються на виконанні пріоритетних функцій, делегуючи другорядні завдання іншим мережам. Це зменшує навантаження на вузли і призводить до збільшення пропускної здатності блокчейну.
Однак, перш ніж ми поговоримо про їхню архітектуру, слід згадати, як працює блокчейн.
Компоненти роботи блокчейну
Роботу будь-якого блокчейну можна розділити на 4 компоненти: виконання, розрахунок, консенсус і доступність даних. Такий підхід дозволяє мережі рівномірно виконувати свої функції та гарантувати безпеку, децентралізацію та масштабованість.
Компоненти блокчейну. Джерело: Celestia.org
- Виконання. Рівень блокчейну, який відповідає за обробку транзакцій. Сюди входять збирання, хешування та додавання транзакцій у блок.
- Розрахунок. Фокусується на перевірці транзакцій та гарантує їх незмінність у блокчейні.
- Консенсус. Приводить вузли до єдиного погодження щодо валідності транзакцій. Використовуються такі алгоритми консенсусу, як Proof-of-Work, Proof-of-Stake тощо.
- Доступність даних. Зберігання будь-якої інформації про блокчейн, включно зі списком транзакцій, часом їх виконання та ін.
У монолітних блокчейнах всі завдання виконуються на одному рівні. У більшості випадків акцент роблять на децентралізації та безпеці, що призводить до складності масштабування. Розглянемо найпопулярніші приклади.
Монолітні блокчейни
Шари монолітних блокчейнів. Джерело: Visa.com
Bitcoin. Блокчейн використовує алгоритм консенсусу Proof-of-Work, головною особливістю якого є використання обчислювальної потужності для валідації блоків. Вузли отримують інформацію про транзакції з мемпулу та збирають їх у блок. Потім майнери підтверджують валідність блоку і приєднують його до решти ланцюжка.
Таким чином вузли Bitcoin виконують кожен із 4 компонентів. Цей підхід разом з програмно обмеженим часом створення одного блоку зумовлює необхідність розроблення L2-рішень, наприклад Lightning Network.
Ethereum. Проєкт створений у 2015 році як альтернатива Bitcoin. Він фокусується на безпеці та децентралізації, проте надає більш зручну архітектуру для масштабування за допомогою смартконтрактів.
Ліміт газу 1 блоку Ethereum — 15 млн одиниць, а максимально допустиме значення — 30 млн. Тому обсяг оброблюваних транзакцій буде триматися в межах цього діапазону. Для того, щоб обійти його, блокчейн використовує L2-рішення та делегує обробку транзакцій на них.
Solana. Блокчейн виконує всі компоненти на одному рівні і надає пріоритет масштабуванню. Тому для обробки великої кількості транзакцій Solana потребує від валідаторів потужного обладнання. У трилемі блокчейну Solana жертвує децентралізацією.
Модульні блокчейни
Концепція модульності з’явилася як продовження монолітних блокчейнів. Вона делегує кожен із компонентів на різні мережі, намагаючись вирішити трилему масштабованості. При цьому вона не виключає необхідність L1-блокчейнів, а, навпаки, надає можливість взаємодії з ними.
Рівні модульних блокчейнів. Джерело: Visa.com
Модульні блокчейни можуть фокусуватися на кожному з рівнів: виконанні, розрахунку, консенсусі, доступності даних. Проте найчастіше вони беруть на себе перші два і створюються для роботи у певному секторі.
Наприклад, L2-рішення Immutable X орієнтоване на масштабування операцій у секторі GameFi. На базі рішення створено такі проєкти, як Gods Unchained та Illuvium. Immutable X акцентує увагу на рівні виконання, передаючи розрахунок, консенсус та доступність даних на Ethereum.
Ландшафт модульних блокчейнів. Джерело: Messari.io
Модульні блокчейни використовують різні методи масштабування. Вони відрізняються виконанням функцій, варіантами взаємодії між собою та потребою в L1-блокчейні.
Розглянемо методи модульної архітектури:
- роллапи. Використовуються для обробки транзакцій поза основною мережею, акцентуючи увагу на рівень виконання. Після чого відправляють отримані дані в L1 блокчейн. Приклади рішень: Optimism, Arbitrum;
- валідіум. Так само як і ролапи, обробляють транзакції поза основною мережею. Однак не зберігають дані про транзакції, а передають докази їхньої валідності. Приклади рішень: Starknet, zkSync;
- суверенні роллапи. Призначені для рівня «виконання». Головною відмінністю від роллапів є суверенність щодо перевірки транзакцій, яка здійснюється на власних вузлах і не передається на L1-блокчейн. Приклади рішень: Celestia (у статті ми розібралися в історії виникнення та фінансування проєкту, а також проаналізували токен TIA й обговорили критерії ретродропу).
Celestia — це модульна мережа зберігання даних, яка надійно масштабується у разі збільшення кількості користувачів, що дозволяє будь-якому користувачеві легко запустити свій блокчейн
Висновок
Дедалі більше криптокомпаній зацікавлені у створенні модульної архітектури блокчейну. Це можна зрозуміти, зважаючи на кількість нових проєктів, які з’явилися в період з 2022 по 2023 рік.
Порівняння модульної екосистеми 2022–2023 років. Джерело: Twitter.com
