Modularne sieci blockchain – nowy trend czy tylko moda?

Kluczem do wydajności jest specjalizacja. Modularne blockchainy chcą udowodnić, że rozdzielenie procesów i transakcji na wiele warstw pomoże stworzyć system skalowalny i bezpieczny. Sprawdźmy, czy nie są to tylko marketingowe zaklęcia.

Różnice między siecią modularną a monolityczną

Blockchain działa jak każdy system. Z jednej strony wlatują zlecenia, z drugiej wychodzą transakcje. Ta samo jak w przypadku każdego innego systemu, da się zoptymalizować jego działanie. Sprawić, by swoją pracę wykonywał szybciej, tak jak fabryka, która zamiast robotników niewykwalifikowanych zatrudnia specjalistów. Tak właśnie działają modularne sieci blockchain.

W sieciach monolitycznych, jak Bitcoin, każdy węzeł sieci musi przetwarzać wszystkie transakcje, przechowywać ich historię i uczestniczyć w globalnym konsensusie. Jest to bezpieczne, ale prowadzi do poważnych ograniczeń technicznych. To tak, jakby 1000 robotników w fabryce robiło to samo, zamiast podzielić się na grupy zadaniowe.

Architektura modularna wprowadza odmienne podejście poprzez podział różnych funkcjonalności na wyspecjalizowane warstwy. Warstwa wykonawcza może optymalizować przepustowość, warstwa konsensusu koncentruje się na bezpieczeństwie, inne warstwy rozwiązują problem przechowywania i dostępności danych. Pozwala to na niezależne optymalizowanie ich działania.

Kluczowym aspektem jest współpraca między różnymi warstwami, realizowana poprzez wyspecjalizowane protokoły komunikacyjne i system wiarygodnych dowodów.

Cechy modularnych sieci

Które właściwości takich sieci są najważniejsze?

1. Modułowość: sieci składają się z modułów, które mogą pracować, nie podlegając ograniczeniom ze strony innych warstw.
2. Skalowalność: moduły oraz węzły można łączyć lub usuwać, aby dostosować blockchain do bieżących potrzeb. Pozwala to na obsługę wielu transakcji bez spadku wydajności.
3. Bezpieczeństwo: krytyczne funkcje są izolowane w oddzielnych modułach, co ułatwia ich lokalizację i wdrażanie środków bezpieczeństwa.
4. Personalizacja: możliwe jest łatwe dostosowywanie architektury łańcucha do konkretnych wymagań. Wystarczy przebudować potrzebny moduł zamiast całości.
5. Łatwość budowania: blockchain składa się ze standaryzowanych klocków, które można rozbudowywać o dodatkowe moduły i biblioteki. Pozwala to skrócić czas tworzenia kodu.

Modułowe blockchainy są z zasady elastyczne, co czyni je atrakcyjnym wyborem dla deweloperów i użytkowników.

Podstawowe warstwy

Architektura modularna zazwyczaj składa się z czterech warstw, każda z własnym zestawem protokołów i optymalizacji.

1. Warstwa konsensusu (Consensus Layer): odpowiada za uzgodnienie stanu łańcucha przez uczestników. Jest niezależna od innych, co pozwala na korzystanie z różnych algorytmów konsensusu w zależności od wymagań.
2. Warstwa dostępności danych (Data Availability Layer): zapewnia dane niezbędne do walidacji transakcji oraz działania smartkontraktów. Umożliwia także przechowywanie danych poza łańcuchem, co odciąża sieć.
3. Warstwa wykonawcza (Execution Layer): obsługuje przetwarzanie transakcji i smartkontraktów. Deweloperzy mogą wybierać środowiska wykonawcze, które najlepiej odpowiadają potrzebom ich aplikacji.
4. Warstwa rozliczeniowa (Settlement Layer): weryfikuje dowody transakcji i jest ostatecznym sędzią ich poprawności. Zweryfikowane transakcje zapisuje w łańcuchu, zapewniając ich bezpieczeństwo i trwałość.

Niektóre blockchainy wyróżniają także piątą, osobną warstwę. Jest to warstwa interoperacyjności, ułatwiająca komunikację między różnymi modułami, a nawet ekosystemami blockchain.

Sieć modularna: jak to działa w praktyce?

Działanie modularnej sieci blockchain można prześledzić na przykładzie pojedynczej transakcji:

Transakcja zostaje zainicjowana przez użytkownika w warstwie wykonawczej (Execution), gdzie jest przetwarzana i weryfikowana. Wynik ten jest następnie przekazywany do warstwy konsensusu (Consensus), gdzie uczestnicy sieci decydują, czy zgadzają się na proponowany wynik.

Po osiągnięciu konsensusu dane są udostępniane za pośrednictwem warstwy dostępności danych (DA), a stan końcowy jest rejestrowany w warstwie rozliczeniowej (Settlement).

Problemy i wyzwania techniczne

Jak dotąd wszystko wygląda świetnie – transakcje przetwarzane są szybko i wydajnie. Czy możliwe są jakieś problemy? Ależ oczywiście.

1. Kłopoty z interakcją – jak na razie np. poszczególne protokoły Layer 2 nie mogą bezpośrednio współdziałać ze sobą. Rozliczenia przechodzą przez Ethereum, co kosztuje czas i pieniądze. Problem ten jest powoli rozwiązywany przy pomocy projektów Chain Abstraction.
2. Bezpieczeństwo – żaden modułowy blockchain nie ma sieci walidatorów o wielkości choćby zbliżonej do Ethereum. Ich mniejsza ilość oraz nie do końca sprawdzona technologia sygnalizują możliwość kłopotów.
3. Opóźnienia – choć modułowe blockchainy w założeniu są skalowalne, przepływ danych między warstwami zużywa czas. Generowanie dowodów ZK może trwać nawet kilkanaście minut. Rollupy optymistyczne są szybkie, jednak każda transakcja może zostać zakwestionowana w przeciągu 7 dni.
4. Synchronizacja – utrzymanie spójności między warstwami może być wyzwaniem. Złożoność transakcji może powodować opóźnienia w komunikacji, konieczność przesyłania dużych dowodów komplikuje interakcję.
5. Centralizacja – jest naturalnym sposobem uniknięcia powyższych problemów. Niestety, blockchain scentralizowany jest podatny na awarie, którym zapobiega mniej wydajna, zdecentralizowana architektura.

Przegląd blockchainów modularnych

Celestia

Pionier w świecie modułowych blockchainów. Koncentruje się na dostępności danych, działając jako fundament działania innych blockchainów. Pozwala to deweloperom tworzyć wyspecjalizowane łańcuchy bez martwienia się o podstawowe funkcjonalności. Zapewnia wydajne skalowanie i jest przyjazna dla programistów. Próbkowanie dostępności danych (DAS), oddzielna przestrzeń dla każdej dApps oraz autonomiczne rollupy to dobry pakiet startowy do bardzo wielu zastosowań.

GameSwift

Projekt skupia się na tworzeniu blockchaina zoptymalizowanego pod kątem gier Web3. Zorientowany na gry łańcuch L1 zapewnia bezpieczeństwo i konsensus, zaś rollupy oparte o zkEVM dostosowane są do poszczególnych gier. zkEVM pozwala na wydajną obsługę dużej liczby transakcji, jednocześnie wymagając niskich opłat za gaz. Sieć pozwala też na bezproblemową interakcję z innymi łańcuchami bloków.

Dymension

Jest to sieć wyspecjalizowanych blockchainów zwanych „RollApps”. Dymension Hub zapewnia podstawowe funkcjonalności, takie jak bezpieczeństwo i konsensus, trochę podobnie jak centralny hub PolkaDot. Wykorzystywane są one przez RollApps, niezależne łańcuchy, dostosowane do unikalnych potrzeb. Programiści mają pełną kontrolę nad funkcjonalnością swoich RollApps, a jednocześnie mogą bez problemu komunikować się z resztą ekosystemu.

Inwestuj z brokerem XTB w ponad 5900 instrumentów! Akcje i ETF bez prowizji (do miesięcznego obrotu 100 000 EUR), kryptowaluty, waluty, surowce, konto IKE, ponad 200 godzin kursów i wiele innych :)

HeLa

Modułowy blockchain L1, integrujący kilka zaawansowanych funkcji. Oferuje zwiększoną prywatność dzięki oparciu o dowody wiedzy zerowej. Pozwala na komunikację i interakcję z innymi sieciami blockchain. Plusem jest też zdecentralizowana struktura zarządzania. Łańcuch jest zoptymalizowany pod kątem aplikacji DeFi, zapewniając wysoką przepustowość transakcji i niskie opóźnienia.

StarkNet

Modułowa sieć oparta o ZK-Rollups. Jej architektura pozwala na oddzielne zarządzanie dostępnością danych oraz wykonaniem transakcji. Obsługuje prywatne transakcje i obliczenia, może integrować się z innymi aplikacjami i rozwiązaniami L2 Ethereum. Wspiera rozwiązania Account Abstraction. Mainnet uruchomiono pod koniec 2021 roku.

Manta Network

Ekosystem zaprojektowany dla aplikacji opartych o dowody wiedzy zerowej. W jego skład wchodzą dwie sieci: Manta Atlantic (L1) i Manta Pacific (L2).

Dzięki ZK-SNARKs, Manta Pacific oferuje błyskawiczne transakcje i minimalne opłaty za gaz, wykorzystując Celestię jako warstwę dostępności danych (DA).

Manta Atlantic z kolei to szybka i zdecentralizowana sieć L1, również oparta o ZK, oferująca wysoki poziom bezpieczeństwa oraz personalizacji

Polygon 2.0

Nowa generacja sieci Polygon. Działa jako ekosystem wielu warstw wykonawczych, które są zarządzane przez warstwę wspólną konsensusu. Nowa wersja sieci wprowadza różne opcje skalowania, takie jak rollupy optymistyczne i ZK, co daje użytkownikom swobodę wyboru. Lansuje swoją koncepcję AggLayer, czyli ekosystemu wielu łańcuchów, dającego dostęp do wspólnej płynności i przepływu informacji.

Fuel Network

Pierwotnie zwykły rollup L2 dla Ethereum, następnie ewoluował. Obecnie warstwa wykonania jest oddzielona od warstwy dostępności danych i konsensusu. Opiera się o trzy filary: równoległe wykonywanie transakcji, własną maszynę wirtualną FuelVM oraz środowisko programistyczne oparte o własne rozwiązania Sway i Forc. W efekcie otrzymujemy wydajne rozwiązanie, łączące zalety języka Solidity i Rust.

Czy modularne sieci blockchain wygrają?

Szybki rzut oka na rynek wskazuje na rosnącą rolę tych projektów w ekosystemie kryptowalut. Korzyści techniczne – wyższa przepustowość, niższe koszty transakcji, lepsza skalowalność – są wyraźnie widoczne. Koszty transakcji są średnio 90% niższe niż na Ethereum, przy 50-100 razy wyższej przepustowości.

Sukces architektury modularnej nie jest jednak przesądzony. Wyzwania techniczne, takie jak opóźnienia między warstwami, czas generowania dowodów wiedzy zerowej czy problemy z kompatybilnością wymagają dalszego badania. Modułowe sieci mogą osiągać dużą wydajność, ale kwestie bezpieczeństwa czy interoperacyjności pozostają otwarte.

Tradycyjne sieci monolityczne może i są ciut przestarzałe, ale w większości zdecentralizowane i odporne na ataki. Patrząc na rachunek korzyści można oczekiwać, że sieci modularne będą się rozwijać, jednak pozycja Bitcoina, Ethereum czy Solany nie wydaje się zagrożona.

Inwestowanie jest ryzykowne. Inwestuj odpowiedzialnie.

Powiązane wpisy:

Modularne sieci blockchain: Celestia (TIA) to prawdziwa rewolucja Blockchain jako usługa (BaaS), czy to nowy trend w krypto? Czy Bitcoin SV (BSV) to tylko klon BTC? Analiza potencjału Czym jest sharding w sieci blockchain? Co to jest ERC-404? Nowy standard tokenów półwymiennych na Ethereum Nowy projekt na Binance Launchpool: Usual (USUAL) Czym jest trend Real World Asset (RWA)? Chain Abstraction – trend na najbliższe lata? Co to jest trend spadkowy? Przykłady Co to jest Trend boczny (horyzontalny)?