Цю статтю скомпільовано та впорядковано BlockWeeks
За чотирнадцять років історії криптовалют розробники та спостерігачі пропонували найрізноманітніші теорії, доктрини та технології, намагаючись розв'язати «трилему масштабування» блокчейну — тобто те, що жоден публічний блокчейн не може одночасно досягти максимального рівня децентралізації, безпеки та масштабованості. Хоча різні проєкти вже запропонували та впровадили безліч рішень із різними компромісами, попит ринку на простіше та всеохопніше рішення досі існує, і досі жодне рішення не було доведено як справді успішне.
Останніми роками почала набирати обертів нова теза під назвою «модульність блокчейну». Із запуском блокчейну Celestia криптоіндустрія цього року вперше побачить, як цю теорію буде втілено в життя у великих масштабах. Celestia — це блокчейн Layer-1, спеціально оптимізований для підтримки Layer-2 rollup, тоді як самі rollup беруть на себе обчислення універсального блокчейну. Оскільки Celestia сама по собі не підтримує універсальні обчислення нативно, а передає відповідальність за виконання смарт-контрактів іншим мережам Layer-2, теоретично передбачається, що Celestia може стати основою високомасштабованої, інтероперабельної мережі rollup, і, що найважливіше, реалізувати це модульне бачення без шкоди для децентралізації та безпеки.
Поява теорії модульності: розділяти, а не накопичувати
Ключове твердження теорії модульності полягає в тому, що основні функції сучасного блокчейну — виконання (execution), розрахунок (settlement), доступність даних (data availability) та консенсус (consensus) — самі по собі мають бути розділені та розподілені між різними рівнями чи мережами, щоб кожен рівень можна було окремо оптимізувати й довести до досконалості, не жертвуючи при цьому точністю жодного з рівнів. Цей звіт системно розглядає теорію модульності блокчейну та дає всебічний огляд складових частин технологічного стеку модульного блокчейну.
Трилема блокчейну: три доріжки, які важко вивести на максимум одночасно
Децентралізація
Децентралізація означає ступінь розподіленості та публічності участі користувачів у підтримці та зміцненні правил мережі. Традиційно вона вимірюється кількістю незалежних операторів вузлів у блокчейні. Оператори вузлів — це окремі особи або суб'єкти, які запускають програмне забезпечення, перевіряють остаточно підтверджені блоки та транзакції в мережі, на відміну від майнерів чи валідаторів, які запускають програмне забезпечення для виробництва та додавання нових блоків до ланцюга. Часто майнери та валідатори, окрім програмного забезпечення для створення блоків, повинні також запускати повні вузли, щоб отримати актуальне уявлення про стан мережі. Додаткові показники для вимірювання рівня децентралізації ланцюга включають різноманітність клієнтів (client diversity) та розподіл пропозиції токенів.
Безпека
Безпека означає стійкість блокчейну до скоординованих атак. Способи, якими зловмисники порушують безпеку ланцюга, включають: зупинку або порушення створення блоків, переписування історії транзакцій та цензурування виконання певного типу активності в мережі. Здатність ланцюга протистояти цим атакам залежить від загальної вартості, яку зацікавлені сторони вкладають або блокують для мережі. На прикладі біткоїна, загальний обсяг обчислювальної потужності, яку зацікавлені сторони споживають щосекунди, робить вартість руйнування мережі для атакуючого настільки високою (тобто настільки prohibitive — заборонно високою), що вона стає неприйнятною. Майнери відповідають за просування блокчейну біткоїна, і більшість типів атак вимагають зосередження понад 51% обчислювальної потужності майнерів протягом будь-якого заданого періоду. В Ethereum загальний обсяг застейканих ETH забезпечує мережі захист від атак реорганізації (тобто атак, що намагаються переписати історію ланцюга). Поточний поріг для валідаторів становить 32 ETH депозиту (цей поріг може бути змінений у недалекому майбутньому), вони відповідають за просування блокчейну Ethereum; атака на цю мережу вимагає маніпулювання щонайменше двома третинами застейканих ETH. Маніпулювання однією третиною застейканих ETH хоч і перешкоджатиме досягненню Ethereum фінальності ланцюга, але не перешкоджатиме створенню блоків і не порушить живучість ланцюга.
Масштабованість
Масштабованість — це третя й остання властивість у трилемі, і, можливо, саме та, над покращенням якої технічні експерти найбільше зосереджувалися протягом останнього десятиліття. Коли біткоїн запустився у 2009 році, максимальний розмір блоку становив 1 МБ. Фіксована мала верхня межа блоку обмежувала обсяг даних, які можна було запакувати за кожен інтервал часу, що фактично обмежувало пропускну здатність транзакцій мережі. Хоча оновлення SegWit (ізольований свідок) у 2017 році фактично підвищило верхню межу розміру блоку до 4 МБ, сама властивість «обмеження максимального розміру блоку» все ще встановлювала стелю для пропускної здатності мережі.
Станом на 2023 рік біткоїн обробляє близько 7 транзакцій на секунду (TPS), що разюче відрізняється від централізованих платіжних каналів — наприклад, TPS Visa сягає 24 000. Щоб підвищити масштабованість без шкоди для властивостей децентралізації, спільнота біткоїна зосередилася на технологіях другого рівня (Layer 2). Відповідно, спільнота Ethereum обрала шлях «орієнтований на rollup».
Чотирирівневий розподіл праці в модульному технологічному стеку
У модульній структурі рівень виконання відповідає за обробку транзакцій і запуск смарт-контрактів; рівень розрахунку відповідає за надання rollup послуг із вирішення спорів, мостів та гарантій фінальності; рівень доступності даних відповідає за зберігання та підтвердження того, що дані транзакцій є публічно доступними; рівень консенсусу відповідає за досягнення згоди щодо впорядкування даних. Позиціонування Celestia полягає саме у відокремленні консенсусу та доступності даних від виконання й розрахунку, щоб рівні виконання та розрахунку могли зосередитися на власній оптимізації.
Celestia: перше велике випробування теорії модульності
Сам протокол Celestia є надзвичайно лаконічним, і як блокчейн він має досить обмежені функції, тому довгостроковий успіх Celestia значною мірою залежить від впровадження тими застосунками та протоколами, які використовують його як рівень доступності даних (рівень DA). Порівняно із самим запуском Celestia, ключем до залучення кінцевих користувачів і капіталу є синхронно представлені рівні виконання (як-от Eclipse, Argus) та рівні розрахунку (як-от Neutron, Dymension). Celestia не має нативної здатності до розгортання смарт-контрактів чи виконання транзакцій, а також не підтримує нативно між-rollup мости чи вирішення спорів. Тому впровадження Celestia залежить від впровадження рівнів виконання та розрахунку, побудованих на ній. Як блокчейн, головна перевага Celestia полягає в тому, що порівняно з наявними ланцюгами, як-от Ethereum, вона оптимізована для виконання функції доступності даних із нижчою вартістю та вищою швидкістю.
Мережа Celestia запровадила стимулювальну програму, в якій учасники можуть виконувати різні завдання — валідаторів, мостових вузлів, вузлів зберігання та легких вузлів — в обмін на бали, які в майбутньому можуть бути обміняні на токени основної мережі. У вересні Фонд Celestia оприлюднив деталі розподілу нативного токена TIA, і команда планує запустити цей протокол в основній мережі пізніше того ж року. Наразі вже багато проєктів будуються на Celestia.
У ширшому контексті модульний розподіл праці породив різноманітні рішення для доступності даних. Рівень виконання може обрати публікацію пакетних даних транзакцій до окремого рівня DA або до монолітного ланцюга, як-от Ethereum, або ж до мережі дозволених комп'ютерних вузлів. Оператори вузлів відповідають за збереження копій опублікованих даних і надання цих даних вузлам рівня виконання на запит. Порівняно з попередніми рішеннями для DA, такі «комітети з доступності даних» (DAC) легше впровадити, оскільки вони вимагають координації лише обмеженої кількості вузлів.
Нерозв'язані питання та ризики
Інновації навколо вибіркового відбору даних (DAS) підвищили здатність блокчейну масштабуватися для DA, а також відкрили новий простір для проєктування високомасштабованих, орієнтованих на застосунки рівнів виконання. Однак у цій динаміці кілька припущень ще потребують перевірки: перебудова архітектури витрат для захисту кожного рівня від шахрайства та атак, рівень масштабованості, якого можуть досягти рівні виконання, та моделі децентралізованого управління — останнє є питанням таким самим давнім, як і трилема блокчейну.
Модульність — це захопливий шлях уперед для масштабованості блокчейну, який намагається розв'язати проблеми децентралізації та безпеки, на які проєкти вже роблять ставки та будують. Однак ключ до реалізації цього модульного бачення полягає в тому, щоб розробники блокчейну продовжували інновувати кожен рівень технологічного стеку, і не лише рівень DA, а й рівні виконання та розрахунку. Команда Celestia представить свій рівень DA цього року, але справді довести правильність теорії модульності зможуть саме інновації та проєкти, побудовані на рівні DA Celestia. У цьому сенсі найбільш вартим спостереження та оцінки в наступні кілька років є саме впровадження рівнів виконання та розрахунку, під'єднаних до Celestia.
До досліджуваних наразі тем належить також вплив MEV та ре-стейкінгу (re-staking) на модульний технологічний стек. Крім того, зростання затримки фінальності транзакцій та зниження композиційності між dApp, побудованими на застосунково-специфічних rollup, є «наслідками третього порядку», що виникають у результаті розділення функцій блокчейну, і саме розрахункові rollup особливо намагаються пом'якшити ці проблеми. Оскільки модульні проєкти загалом ще перебувають на ранній стадії, конкурентний ландшафт між rollup та новими рівнями DA важко передбачити; однак ранній аналіз справді показує високу ймовірність концентрації активності dApp навколо єдиного рівня розрахунку та рівня DA. Еволюція теорії модульності вже спричинила зміну парадигми для багатьох універсальних блокчейнів, включно з Ethereum, у подоланні трилеми та пошуку довгострокової масштабованості.
Висновок
Перш ніж переваги модульності будуть повністю реалізовані та ретельно оцінені, ще належить виконати чимало роботи. Але дедалі більший консенсус серед розробників блокчейну в криптосфері навколо теорії модульності засвідчує потужний потенціал цих ідей переосмислити блокчейн-технології протягом наступних кількох років.
