什麼是模組化區塊鏈？深入瞭解區塊鏈技術的未來

區塊鏈為用戶和公司提供了一種處理數據和支付的新方式。然而，隨著該技術擴展到越來越多的使用案例中，被稱為單片化的傳統鏈顯然難以跟上企業對可擴展性的要求。模組化區塊鏈是一種旨在解決這些問題的方法。

在本文中，我們將探討何謂模組化區塊鏈，它與傳統單一區塊鏈有何不同，以及它如何塑造數位資產和分散式系統的未來。

什麼是模組化區塊鏈？

模組化區塊鏈是一種區塊鏈架構的方法，它將網路的主要功能分隔為不同的層或模組。 

這樣的區塊鏈將這些流程分為不同的層.

• 共識： 管理同意交易有效性的過程。
• 資料可用性：確保交易的資料可存取且可驗證。
• 執行：處理 智慧型合約和交易的執行。
• 結算： 完成交易並記錄在區塊鏈上。

分離功能可讓每一層專注於特定任務，提高網路效能。同時，模組化區塊鏈比傳統系統更具擴展性，因為每一層都可以獨立擴展。

有了這種架構，開發人員可以選擇最適合自己需求的層，從而為各種用例提供量身定制的解決方案。

模組化區塊鏈 vs 單一區塊鏈

另一方面，傳統（單體）區塊鏈在同一個網路中處理流程的每個方面。比特幣和早期版本的 Ethereum 就是這種架構的最佳範例。

儘管這種設計提供了簡單性，但也造成了許多嚴重的挑戰。隨著越來越多的使用者連接到網路，區塊鏈會變得壅塞，導致交易速度變慢、費用變高。

實用範例

想像一個分散式應用程式 (dApp)，它需要快速的交易，但並不依賴大量的資料儲存。有了模組化區塊鏈，開發人員可以選擇一個注重速度的執行層，再搭配一個輕量級的資料可用性層，製作一個完全符合他們需求的解決方案。這種靈活性是單一系統很難實現的，因為在單一系統中，所有東西都已經捆綁在一起。

模組化網路的實作

模組區塊鏈有幾種不同的實現方式：

• Rollups：Rollups 的功能主要是作為執行層。它們在鏈外處理交易，然後將交易資料綑綁並提交至第一層 (L1) 區塊鏈，如 Ethereum。此方法可減少主網路的擁塞，降低交易費用，同時仍可利用 L1 區塊鏈的安全性。
• Sovereign Rollups：Sovereign Rollups 既是執行層，也是結算層。它們直接將資料區塊發佈到自己的卷軸鏈上，而不需要依賴 L1 智慧合約進行驗證。這賦予它們更大的自主性，並可減少對 L1 區塊鏈的依賴，從而提高性能。Sovereign rollups 非常適合需要對其執行環境進行更多控制的專案。
• Validium：Validium 與rollups 相似，都是在鏈外處理交易。然而，與rollups 不同的是，Validium 不會向 L1 區塊鏈公佈交易資料。取而代之的是，它依賴於 Proof of Stake 驗證者網路來確保資料的完整性和可用性。由於敏感的交易資料無需公開發佈，因此此方法提供了更高的可擴展性和隱私性。

實際案例研究

其中一個最引人注目的模組化區塊鏈專案是 Casper。Casper 專為企業用例而設計，提供了一個明確的例子，說明模組化區塊鏈架構如何讓企業和開發人員受益。

是什麼讓 Casper 成為模組化區塊鏈？

Casper 將其區塊鏈分為多個層次。執行層和共識層針對可擴展性進行了優化，使區塊鏈能夠處理高交易量。以下是此架構的優點：

可擴展性

Casper 的模組化方法使其能夠支援高交易吞吐量，非常適合有大量資料和交易需求的企業。

安全性

透過分離共識和執行等關鍵功能，Casper 增強了網路的安全性，確保每一層都能針對其角色進行最佳化。

企業採用

Casper的模組化架構區塊鏈使其非常適合企業使用。根據 Casper 協會的董事會成員 Ralf Kubli 所說：「Casper 網路與其原生的 CSPR 代幣，是為了迎合企業的特定需求而設計。該網路專為支援關鍵業務應用程式而打造，提供符合企業需求的功能。”

Casper 在企業領域的優勢從其 與 IBM 等巨頭的合作關係中可見一斑。他們共同致力於幫助客戶採用區塊鏈技術，以獲得人工智能系統的透明度和可審計性。

其他模組化區塊鏈專案

有許多模組化區塊鏈專案正在重塑分散式網路的格局。以下是其中幾個：

Celestia

Celestia是模組化layer-1區塊鏈的範例，它著重於分離共識和資料可用性。它允許開發人員在其上建立自己的執行環境，為各種用例提供了一個極為靈活的平台。

Polygon

Polygon最初是作為 Ethereum 的側鏈推出的，現正朝模組化區塊鏈方式邁進。藉由其新的 zk-rollups 和其他擴充解決方案，Polygon 將自己定位為一個模組化的區塊鏈，能夠針對各種使用個案進行擴充和客製化。

以太坊 2.0

以太坊從工作憑證 (PoW) 系統過渡到接納憑證 (PoS) 模型，包括引入分片 (sharding) 這個模組化系統，將區塊鏈分割成多個分片，每個分片負責整體資料處理的一部分。這種設計大大提升了 Ethereum 的可擴展性，使其比原始版本更加模組化。

Fuel Network

Fuel Labs 專注於為 Ethereum 捲軸建立高度最佳化的執行層。透過將執行與其他模組解耦，它的目標是提供更快、更有效率的區塊鏈解決方案。

模組化區塊鏈對企業的好處

對於企業而言，模組化區塊鏈提供了一系列的優勢，使其成為實施分散式解決方案的吸引人的選擇。

業務流程的效率

模組化區塊鏈可讓企業只選擇所需的模組，從而提高效率並減少不必要的支出。例如，供應鏈管理系統可優先使用資料可用性層，以保持交易記錄的安全和易於存取，而無需額外的功能。

多樣化的應用程式

模組化設計可輕鬆創建靈活的應用程式，改善區塊鏈世界的使用者體驗。這種靈活性為各種高效的 DApp 打開了大門，鼓勵在更廣泛的用例中進行創新。

絕佳的可擴展性

隨著企業的擴張，其區塊鏈也需要不斷演進。模組化區塊鏈可在必要時增加或調整層級，無論是處理更多交易或管理先進的智慧型契約，都能與企業一同成長。

安全性與客製化

公司可以為不同的任務選擇專門的模組，從而實現更高的安全性。此外，模組化的設定允許深度客製化，使得這些解決方案成為不同產業的理想選擇，在這些產業中，符合特定的合規標準是非常重要的。

• 金融： 金融機構可使用模組化區塊鏈提升交易速度，同時維持穩健的安全性。
• 供應鏈管理： 模組化區塊鏈可提供供應鏈的透明度和可追蹤性。
• 醫療保健：醫療保健提供者可透過實施模組化區塊鏈，確保病患資料的安全儲存，並僅由授權的各方存取。

模組化區塊鏈的挑戰

開發人員和企業還必須考慮以下挑戰：

實施的複雜性

實施模組化區塊鏈可能比使用單片系統更加複雜。開發人員需要管理不同層級之間的互動，這需要對架構有深入的瞭解。

安全隱憂

如果沒有妥善整合，模組區塊鏈的各個層級可能會引入漏洞。最近，隨著越來越多的流量流經這些系統，橋樑已成為黑客的首要目標。根據 DeFiLlama 的資料，超過 28億美元已從跨鏈橋接被盜，佔迄今所有 DeFi 黑客的 40% 以上。

層級間的互操作性

各層之間的無縫互動對於模組化區塊鏈的成功至關重要。如果各層之間不能很好地合作，系統可能會變得低效或脆弱。

結論

模組化區塊鏈代表了我們對區塊鏈技術思考方式的重大轉變。透過將區塊鏈分割成幾個模組，這些區塊鏈提供了增強的可擴展性和效率 – 這些特質使它們對企業、開發者和投資者越來越有吸引力。