區塊鏈:公鏈的樂高進擊之路

比特幣網絡的誕生為區塊鏈的發展拉開了序幕，受限于區塊鏈的不可能三角，比特幣以犧牲可擴展性為代價實現更高的安全性和去中心化程度。比特幣網絡讓人詬病的性能激發公鏈開發者尋求更好的區塊鏈解決方案，區塊鏈的不可能三角成為公鏈進化和發展不可逾越的鴻溝。以太坊的誕生開創了智能合約型公鏈的先河，推動區塊鏈向應用型公鏈演化發展，伴隨著Defi盛夏和NFT熱潮，以太坊鏈上交易量的激增導致網絡不堪重負，交易費用高昂。以太坊網絡可擴展性較差的劣勢激發公鏈開發者尋求更高性能的替代方案，Solona, BNB, Fantom等高性能公鏈開始崛起，不斷蠶食以太坊的市場份額，但高可擴展性是以犧牲安全性和去中心化為代價的。

無論是比特幣、以太坊，還是諸如Solona, BNB, Fantom等高性能公鏈，本質上都屬于單片式區塊鏈，涉及的所有操作都在同一個單體內完成，因此需要在安全性、可擴展性和去中心化三者之間進行權衡。傳統的單片式區塊鏈，即包括共識、結算、執行和數據可用性都在同一個單體中進行，沒有勞動分工，無法從根本上解決鏈上交易數量級提升帶來的可擴展性瓶頸問題。面對區塊鏈擴容客觀條件的限制，開發者們摸索出一條行之有效的改革路徑，能夠在一定程度上解決區塊鏈的不可能三角問題，傳統的單片式區塊鏈開始向模塊化區塊鏈的方向探索和發展。

現場 | Vitalik：公鏈的價值來自于不同應用的鏈接:金色財經現場報道，10月27日，第六屆區塊鏈全球峰會于上海開幕，峰會的圓桌討論環節，以太坊創始人Vitalik Buterin分享表示，我們的加密技術生態系統重要的是整個生態系統的發展，我們的價值來自于不同應用的鏈接，以及不同區塊鏈間的交互。

針對鏈的升級，我認為解決方式在于在協議上，此外我們要優化不同層的性能，通過技術融合我們做一些改變，針對隱私保護，零知識證明是一個重要的技術方式，但對于隱私保護來說，有些信息需要公開，有些需要保護，需要具體場景具體考慮。

此外，如果想把傳統的金融服務遷移到公鏈上，是很多公鏈無法做到，從安全角度來看，系統也需要檢驗，這是需要時間的。[2020/10/27]

以太坊+Rollup

以太坊二層擴容解決方案可以看作是最初的公鏈模塊化形式。隨著以太坊網絡鏈上交易的增長，主網性能低下導致gas 費用高昂，以太坊二層擴容解決方案應運而生，包括狀態通道、Plasma、Rollup、側鏈等擴容方案。Rollup作為應用最廣泛的以太坊二層擴容方案，通過將復雜計算轉移到鏈下，鏈上驗證的機制提高以太坊主網的可擴展性，能夠在一定程度上降低gas 費用。Rollup的本質就是將執行功能從以太坊單片鏈中解耦出來，由二層來執行，數據可用性、共識和結算仍然在主網進行。Rollup作為公鏈模塊化的最初嘗試是成功的，涌現出一批明星項目，如Arbitrum、Optimism、Zksync等。據L2BEAT數據數據顯示，截止至7月3日，Arbitrum的鏈上資金鎖倉量達到19.4億美元，位居Layer 2賽道的絕對龍頭位置，Optimism、dYdX的TVL位列2-3名，分別為7.42億美元和6.19億美元。

李俊：各大公鏈的參與讓DeFi變得更加多樣化:9月4日消息，本體創始人李俊在做客《HyperPay焦點》欄目時提及：DeFi的生態最初是集中在以太坊身上，包括借貸、儲蓄、穩定幣、DEX、錢包、基礎設施、分析工具等等，都選擇搭建在以太坊鏈上。不過，最近各大公鏈的參與讓DeFi變得更加多樣化了。拿傳統金融市場來做類比，市場規模和產品多樣性可以很好地衡量出一個市場的發達程度。那么，DeFi想要成為開放金融長期良性發展，也必須承載多樣的金融需求。這離不開底層技術地不斷提升和演變，不同公鏈應有自己在DeFi方向的切入方式和提供獨特價值。[2020/9/4]

但基于Rollup的以太坊擴容方案仍有其局限性。相較于二層擴容的鏈下數據可用性解決方案，如Plasma，將數據存儲在鏈下的中心化機構或數據可用性委員會（DAC），Rollup具備鏈上數據可用性，能夠獲得更高的安全性。相對于以太坊主網的交易費用，二層Rollup的費用顯著降低， 但由于Rollup方案將數據以Calldata的函數形式存儲在以太坊主網，占用了主網區塊空間，因此目前低廉的費用不能支撐二層交易量數量級的提升。如二層擴容方案Arbitrum近期大熱的Odyssey活動，鏈上的交易激增導致gas費用持續飆升，一度超過了以太坊主網的gas費用。究其原因，Rollup面臨數據存儲成本和鏈上數據可用性的權衡問題，在當前的Rollup架構上，低成本和鏈上數據可用性是不可兼得的。

金色沙龍 | 潘超：對于非底層公鏈的應用層而言，雙幣機制是必需的:在今日舉行的《MakerDAO—雙幣機制如何取得更大發展》為主題的金色沙龍中，MakerDAO 中國區負責人潘超表示，MakerDAO 系統里有兩種代幣。一種是穩定幣 Dai，一種是治理和權益代幣 MKR，可以把 Dai 理解成 Maker 的產品，MKR 是系統的股票。MKR 持有者管理 Dai 系統的穩定，在系統運行良好時獲得收益，管理不善時自動兜底。這是一種合理的激勵機制。

對于非底層公鏈的應用層而言，雙幣機制是必需的。試圖用單一的代幣捕獲和保障整個應用（尤其是金融應用）的價值，要么是目前沒有可用的產品，要么是之后沒有人對產品負責。[2020/4/22]

單片鏈/Rollup+Celestia/Avail

Celestia的構想進一步推動公鏈模塊化的進程。Rollup將區塊鏈的執行功能解耦，數據可用性、共識和結算仍然在同一單體內實現。那數據可用性能否從單體中分離出來，讓以太坊主網只負責共識和結算呢？Celestia給出了肯定的答案，Celestia能夠為所有Rollup方案提供單獨的數據可用性層，進一步釋放了以太坊鏈上區塊的空間。Celestia與以太坊Rollup結合的方案被稱為Celestium，Celestium相當于一個無需許可的DAC，通過經濟處罰機制保證數據可用性。Celestia上的輕節點能通過數據可用性采樣檢測不可用的區塊，如果存在惡意驗證者集合，能有效識別出來。Celestium的安全性強于DAC弱于Rollup，費用會比DAC 高一些，但相對于Rollup顯著降低。

金色相對論 | NULS聯合發起人冉小波：公鏈的研發還涉及到經濟上的問題以及治理上的問題:在本期金色相對論中，NULS聯合發起人&社區負責人冉小波表示，得承認公有鏈的開發是一件困難的事情，特別是要創造一條好的公鏈，這不僅僅是技術上的問題，公鏈的研發還涉及到經濟上的問題以及治理上的問題。很多開發者認為把底層技術這些都摸清楚就能夠開發一條公鏈了。其實不然，當我們把這些所有得技術都融入到一起要做一條公有鏈的時候，其中就有很多的問題會暴漏出來，雖然我們技術團隊研究了多年的區塊鏈技術，但這一路走來踩了很多的坑，現在也只完成了一小部分。[2018/10/19]

除以太坊擴容方案Rollup 外，Celestia能夠應用于所有的單片式區塊鏈。在基于Celestia的Rollup架構上，Celestia作為數據可用性層和共識層，職能僅包括保證數據可用性和交易排序，并不驗證交易的有效性。搭建在其上的Rollup作為結算層和執行層，負責交易的驗證和執行。Celestia和Evmos合作構建的Cevmos架構讓模塊化更進一步，Evmos作為Cevmos專用的結算層分離出來，進一步提高了可擴展性。Evmos是基于Tendermint共識和Cosmos SDK搭建的EVM兼容智能合約型公鏈，Cevmos將Tendermint共識替換成Optimint共識，使開發人員能在其上部署模塊化的新鏈Celestia，Evmos作為專用的結算層稱為結算Rollup，在結算Rollup上部署Rollup的遞歸結構，即Cevmos是Rollup的Rollup。

VNT Chain聯合創始人周峰：未來公鏈的落地，底層仍然是關鍵:6月6日，VNT Chain聯合創始人周峰受邀參加2018年中國（上海）第二屆區塊鏈新金融高峰論壇，并以《關于未來公鏈的落地探索》為主題發表精彩演講。在論壇會上，周峰表示區塊鏈項目要真正落地和應用，底層的問題還是需要解決。他認為底層的基礎不打好，所有“區塊鏈+”的概念都是空中樓閣。同時針對目前公鏈和聯盟鏈各自存在的缺陷，周峰提出VNT Chain“聯盟鏈+跨鏈+公鏈”解決方案，這既能更好完善區塊鏈底層基礎建設，也同時融合了公有鏈的分布式價值流轉特性以及聯盟鏈的商業屬性。[2018/6/6]

與Celestia類似，Avail是Polygon推出的模塊化數據可用性解決方案，提供一個通用的數據可用性層，基于Polygon SDK、Cosmos SDK和Substrate搭建的鏈都可以應用Avail的擴容解決方案。以上兩種數據可用性解決方案在技術實現上并無本質差別，都是通過鏈上輕節點進行數據可用性抽樣來保證數據可用性。Celestia和Avail分別于5月25日、6月29日上線測試網，預計今年都能上線主網。

Dapp困境和公鏈模塊化

從最初的單片式區塊鏈，到將執行層從單體分離出來的Layer 2擴容方案，再到將數據可用性層做進一步模塊化的Celestia/Avail方案，公鏈經過了兩輪模塊化的升級迭代，本質原因是公鏈的可擴展性無法滿足鏈上交易日益增長的需求。以太坊上熱門的Dapp項目都在尋求轉型以提高可擴展性，如Yuga Labs（CryptoPunks背后的團隊）、去中心化衍生品交易平臺dYdX等，NFT的白名單鑄造、衍生品的高頻交易都會引起鏈上交易費用的飆升，嚴重影響用戶的體驗。Yuga Labs和dYdX都選擇構建主權鏈以提高可擴展性，值得一提的是dYdX已從以太坊遷移到二層Starkware，可擴展性仍然無法滿足用戶的需求。

但Dapp通過構建獨立的應用鏈提高可擴展性可能并不是最優解，Dapp轉型應用鏈存在以下幾點問題：1）安全性問題。Dapp的安全性由底層的公鏈決定，而應用鏈的安全性由其自身鏈上的驗證節點保證，安全性不如底層公鏈；2）可組合性問題。如原本構建在以太坊的Dapp轉型成獨立的應用鏈，會限制其與以太坊上其他Dapp的連接，喪失了可組合性。以太坊Rollup與Celestia的組合將很大程度地改善以太坊上Dapp所面臨的可擴展性問題，阻斷以太坊上這場熱門Dapp的逃離潮。隨著越來越多公鏈模塊化方案的提出，公鏈的底層基礎設施也將不斷趨于完善，Dapp也將終止這場“實驗性”的大遷移。

作者：yyy

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