区块链未来之争：模块化区块链和单片区块链

1992年，计算机科学家安德鲁·塔南鲍姆(Andrew Tanenbaum) 宣布Linux已死。

如果你不熟悉Linux，它是一种在硬核计算机用户中流行的操作系统(OS)。

Tanenbaum宣布Linux已死的原因是它所使用的内核。内核就像操作系统的引擎，它处理使计算机工作的任务。

Linux使用一个单片内核，因此整个操作系统作为一个单独的、紧密集成的单元运行。

但在20世纪90年代，Tanenbaum和其他人将微内核视为经典单片内核的潜在继承者。在微内核体系结构中，核心内核尽可能地保持简单，而单片内核提供的大多数服务被实现为小的、独立的模块。

一个名为GNU Hurd的微内核项目旨在取代被视为濒临灭绝的Linux单片内核。

结果如何？

好吧，这么说吧：如果你碰巧在Android手机上阅读这篇文章，那么你实际上是在使用经过修改的Linux内核。

尽管Linux在零售领域不那么流行，Windows和Mac占据主导地位，但所有嵌入式系统计算机(设计用于执行特定任务的计算机，如控制交通信号的计算机)中有40%使用Linux。70%的智能手机和80%的网络服务器都安装了它。

对了，世界上排名前500的超级计算机都在Linux上运行。

与此同时，直到今天，GNU Hurd仍在开发中。

如果这听起来很熟悉，那么你知道目前在加密领域也有类似的争论。这对以太坊和其他Layer 1的未来也有影响。

单片vs模块化

当谈到区块链架构时，有两种主要方法。第一种是单片设计。与内核类似，这是一个区块链完成所有事情的地方。

我们可以将单片链分为四个主要功能：执行、结算、共识和数据可用性。

让我们回顾一下以太坊交易的步骤，以便更好地理解它们。

假设你买了一个NFT。首先是执行，当节点处理交易并将NFT转移到你的钱包时。

接下来，结算过程开始将交易记录到区块链中。交易发生的证据现在保存在区块链上，无法篡改。

当去中心化的网络节点同意交易是有效的时，共识就会产生。

最后，数据可用性阶段在整个点对点网络中发布交易详细信息，确保所有节点都可以根据需要访问数据。

现在，你有了你的NFT，每个人都同意你拥有它，每个人都可以验证它。

大多数早期的区块链项目，如比特币、以太坊和Solana，都采用了单一的方式，用一个系统处理所有这些步骤。

来源：Visa

但早期的区块链设计就像你小时候做的第一个煎饼：有点乱。被低效、妥协和不合标准的设计选择所困扰。迄今为止，大多数(如果不是全部的话)区块链仍然无法以合理的成本为用户提供去中心化、安全和可扩展的解决方案。

这使得它们不太适合广泛采用。

最典型的例子就是以太坊。虽然以太坊作为第一个通用智能合约平台具有革命性，但由于交易吞吐量低和费用高，以太坊未能大规模采用。

看到以太坊的困境，许多加密行业人士转向模块化区块链作为潜在的解决方案。

模块化架构将职责划分为针对特定角色的链。

共识、执行、数据可用性——为什么要强迫一条链处理所有这些？专门的模块化链可以专注于做好一件事。

例如，你可以将共识和数据可用性留给一条链，而将执行和结算留给另一条链。这就是主权Rollup的样子。

典型的以太坊Rollup(如Arbitrum或Optimism)是一种专注于执行的模块化链，将结算、共识和数据可用性留给以太坊。

Lord Vitalik所宣扬的以太坊的终极目标是成为其他Rollup的基础结算层。这样的设计是区块链架构设计的巅峰之作。

模块化的支持者认为，将区块链分解成类似乐高的组件可以提供更多的定制和可扩展性。

但我认为，对模块化设计的青睐来自以太坊目前的状况。

就目前而言，以太坊无法处理重大活动。即使是最顽固的ETH成员也会同意这一点。

但以太坊也是大部分资本和人力资本集中的地方。它是最具价值的链条，是最具创新力的地方，也是最能吸引人才的地方。

因此，许多人正在努力推动以太坊走向模块化的未来，而不是投入资源构建更好的单片链，这并不奇怪。

以太坊的支持者会让你相信，这是一个已经解决的争论，模块化的区块链比单一的区块链要好。单片链本质上不适合运行高性能、去中心化和安全的链。

然而，正如我们接下来将看到的，模块化架构有其自身的隐性成本，并且可能无法实现其承诺。

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  模块化货币是解决区块链扩展瓶颈问题的一种方法，它将基础设施组件转移到专门的基础设施中。模块化生态系统中有许多协议，如Aethos、AltLayer、Astria和Avail，它们提供智能合约策略引擎、Rollup服务、共享排序器网络和基础层功能。这些协议都利用了模块化的优势，并获得了大量的融资支持。同时，还有许多公司在建设自己的模块化堆栈，如以太坊、Arbitrum、Optimism、zkSync、Polygon和Near等。

模块化区块链的主要缺陷

首先，单片区块链比模块化区块链性能更好。

好了，我说出来了。

我知道这可能有悖于常理，但没有任何迹象表明模块化链的性能会比单片链更好。

正如我们所提到的，性能最好的计算机都运行在单片内核上。区块链基本上没有什么不同。如果你看看目前表现最好的活跃链(Solana, Sui, Aptos)，它们都是单一的。

这种更高的性能部分是由于单片链上的所有交易都在一个集成链上执行。交易可以在内部管道中顺利流动，而无需等待来自不同链的数据。缺少碎片可以实现高效的交易处理。

单片链也更简单。简单就是好的。特别是当涉及到高度复杂的系统时。

用户和开发人员只需要与一个系统交互，而不是跨许多复杂的模块化组件进行协调。

单片链本身也更安全。通过将验证器保留在一个网络上，黑客可以攻击的弱点比模块化网络少。别让我开始说桥梁有多不安全。

最后，单片链通过避免过多的链间消息传递来降低通信开销。模块化系统需要在组件之间传递大量消息来协调活动，这会产生带宽、延迟和货币成本。

总之，单片集成可以提高性能、简单性、安全性、流动性和开销成本。

简单地将功能拆分为模块化链并不会自动使系统变得更好。

此外，正如Solana的联合创始人Anatoly Yakovenko所解释的那样，模块化链(至少是以太坊及其Rollup的当前愿景)有一个大缺点，而单片链却克服了这个缺点：

从一开始，Solana设计的目标就是处理具有不同需求的并发程序，而不会相互影响。[…]

恕我直言，模块化并不能处理并发用例，每个L2都是一个单线程运行时，会遇到与今天的L1相同的问题。

Anatoly指的是以太坊，特别是以太坊虚拟机(EVM)按顺序处理交易，即一个接一个地处理交易。如果要验证和结算来自L2的交易，它仍然会按顺序执行。

这严重限制了吞吐量和可扩展性，即使使用更好的硬件也是如此。

因此，为了提高性能，区块链需要采用并行化，或者同时处理多个交易的能力。

今天的大多数计算机，绝对是性能最好的计算机，都有这种能力。

串行与并行处理。这类似于单片和模块化区块链处理交易的方式。

区块链也不例外。能够处理并行交易的链(Solana, Sui, Aptos)比以太坊性能更高。

即使 Layer2 Rollup能够处理并行交易，它也可能捕获大部分或所有活动，使其他Rollup甚至以太坊成为冗余。

EVM已死，EVM万岁

Monad，是一个新发布的链，它构建并改进EVM，似乎同意Anatoly的Solana论点。

通过启用并行交易处理，Monad解决了EVM设计中可能存在的最大缺陷。

但这还不是全部。

Monad还实现了一个经过改进的存储后端，名为MonadDB，以加速合约和状态访问。每次执行交易时，链都需要从存储中访问数据以处理该交易。目前EVM中存储的工作方式是，访问存储的过程很慢。

MonadDB允许更高效的存储。由于Monad可以处理并行执行，它也可以实现异步输入/输出(I/O)，通过这种方式，链可以在读取和写入数据到存储时继续执行交易。

此外，Monad分离了共识层和执行层。这允许共识在并行执行之前运行，而不是使处理交易陷入瓶颈。

哦，Monad还实现了一个新的共识算法。现在，节点可以以更快、更有效的方式达成共识。

通过这些和其他优化，Monad对EVM进行了实质性的改进。

当然，这些都只是纸上谈兵。我们还没看过Monad的现场运行。

谁知道呢，也许Monad并没有兑现它的承诺。尽管如此，通过挑战主流的架构，像Monad这样的项目进一步推动了区块链的集体进步。

也许模块化链最终会胜出。也许单片架构被证明是一种更好的设计。

但这两个阵营都不能垄断智慧。真正的突破需要开放的探索，而不是时髦的流行语或孤立的思维。

如果加密要实现其承诺，必须以实用主义和经验证据来指导架构决策，而不是教条。

好吧，今天我们戴上严肃的帽子。下次我会带着乐趣回来的。

Kodi

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