วิทยานิพนธ์แบบแยกส่วนเสนอว่าเราจะร่วมกันเปลี่ยนวิธีการสร้างและใช้งานบล็อกเชน นอกจากนี้ การออกแบบที่เน้นโมดูลาร์ช่วยให้สามารถปรับขนาดได้และมีเลเยอร์การดำเนินการที่ปลอดภัย ในขณะที่เราก้าวเข้าสู่กระแสฮือฮาและกิจกรรมที่เพิ่มสูงขึ้นของตลาดกระทิง!

สถาปัตยกรรมบล็อคเชนแบบโมดูลาร์คืออะไร?

ในเครือข่ายเสาหิน (เช่น Ethereum และ Solana) การดำเนินการ ข้อตกลง & ฉันทามติ/ความพร้อมของข้อมูล (DA) ล้วนรวมอยู่ในเลเยอร์เดียว:

• ความพร้อมใช้งานของข้อมูล: แนวคิดที่ข้อมูลใดๆ ที่เผยแพร่ไปยังเครือข่ายสามารถเข้าถึงได้และเรียกค้นได้โดยผู้เข้าร่วมเครือข่ายทั้งหมด (อย่างน้อยก็ในช่วงระยะเวลาหนึ่ง)
• การดำเนินการ: กำหนดวิธีที่โหนดในการประมวลผลธุรกรรมของ blockchain โดยการเปลี่ยนระหว่างสถานะ
• การชำระบัญชี: ขั้นสุดท้าย (ความน่าจะเป็นหรือกำหนดไว้) คือการรับประกันว่าธุรกรรมที่กระทำในห่วงโซ่นั้นไม่สามารถย้อนกลับได้ สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อลูกโซ่มั่นใจในความถูกต้องของธุรกรรมเท่านั้น ดังนั้นการชำระบัญชีจึงหมายถึงการตรวจสอบธุรกรรม ตรวจสอบหลักฐาน และอนุญาโตตุลาการข้อพิพาท
• ฉันทามติ: กลไกที่โหนดยอมรับว่าข้อมูลใดในบล็อกเชนสามารถตรวจสอบได้ว่าเป็นจริงและแม่นยำ

สถาปัตยกรรมบล็อคเชนเสาหิน (ที่มา: Celestia)

ในขณะที่แนวทางการออกแบบเสาหินมีข้อดีบางประการในตัวเอง (เช่น ลดความซับซ้อนและความสามารถในการจัดองค์ประกอบที่ดีขึ้น) ไม่จำเป็นต้องปรับขนาดได้ดีเสมอไป นี่คือสาเหตุที่การออกแบบโมดูลาร์แยกฟังก์ชันเหล่านี้ออกจากกัน โดยให้ทำงานในเลเยอร์พิเศษที่แยกจากกัน

ดังนั้นพื้นที่การออกแบบโมดูลาร์จึงประกอบด้วย:

• เลเยอร์การดำเนินการ (โรลอัป)
• ชั้นการตั้งถิ่นฐาน (เช่น อีเธอเรียม)
• ชั้นฉันทามติ/DA (เช่น เซเลสเทีย)

สถาปัตยกรรมบล็อกเชนแบบแยกส่วน (ที่มา: Celestia)

หากกว้างกว่านั้น ภูมิทัศน์แบบโมดูลาร์ยังรวมถึง:

• โซลูชั่นการหาลำดับ
• พิสูจน์โซลูชั่น
• โซลูชั่นการทำงานร่วมกัน
• โครงการมุ่งเน้นไปที่นามธรรมของโฟลว์คำสั่งซื้อ
• ผู้ให้บริการโครงสร้างพื้นฐานต่างๆ (เฟรมเวิร์กแบบโรลอัพ โซลูชันแบบโรลอัพตามบริการ และเครื่องมืออื่นๆ)

ในส่วนแนะนำสั้นๆ นี้ จะเน้นไปที่วิธีที่เรานำภาพรวมมาใช้ (หรือที่เรียกว่า โซลูชันการปรับขนาดแบบโมดูลาร์) ก่อนที่เราจะเจาะลึกถึงความแตกต่างของระบบบล็อกเชนแบบโมดูลาร์ในอีกไม่กี่สัปดาห์ข้างหน้าในซีรีส์ใหม่นี้

การเรียกร้องให้ติดอาวุธ

คิดว่าคุณมีคุณสมบัติเพียงพอที่จะเข้าไปในปราสาทและมีส่วนร่วมในการวิจัย โครงการริเริ่มของชุมชน การวิเคราะห์การตรวจสอบสถานะ และการให้คำปรึกษา/ให้บริการโครงการในพื้นที่นี้หรือไม่? หรือบางทีคุณอาจต้องการยกระดับทักษะและเงาสมาชิกในชุมชนที่ได้เดินบนเส้นทางที่ประสบความสำเร็จในฐานะนักศึกษาฝึกงานแล้ว?

กรอกแบบฟอร์มใบสมัคร!

ประวัติความเป็นมาของการปรับขนาด

การปรับขนาดปริมาณงานของบล็อคเชนถือเป็นจุดสนใจหลักของการวิจัยและพัฒนาในพื้นที่ตั้งแต่เริ่มก่อตั้ง ไม่ต้องสงสัยเลยว่าเพื่อให้บรรลุ "การยอมรับจำนวนมาก" อย่างแท้จริง บล็อกเชนจะต้องสามารถปรับขนาดได้ พูดง่ายๆ ก็คือ ความสามารถในการปรับขนาดคือความสามารถของเครือข่ายในการประมวลผลธุรกรรมจำนวนมากได้อย่างรวดเร็วและด้วยต้นทุนที่ต่ำ ซึ่งหมายความว่าเมื่อมีกรณีการใช้งานเพิ่มมากขึ้นและการใช้งานเครือข่ายก็เร็วขึ้น ประสิทธิภาพของบล็อกเชนก็ไม่ได้รับผลกระทบ ตามคำจำกัดความนี้ Ethereum ขาดความสามารถในการขยายขนาด

ด้วยการใช้เครือข่ายที่เพิ่มขึ้น ราคาน้ำมันบน Ethereum ได้พุ่งสูงขึ้นสู่ระดับที่สูงอย่างไม่ยั่งยืน ท้ายที่สุดก็ทำให้ผู้ใช้รายย่อยจำนวนมากไม่สามารถโต้ตอบกับแอปพลิเคชันแบบกระจายอำนาจโดยสิ้นเชิงได้ ตัวอย่าง ได้แก่ ที่ดินโรงกษาปณ์ของ BAYC (ทำให้ค่าธรรมเนียมก๊าซพุ่งสูงถึง 8,000 gwei) หรือ artblocks NFT ลดลง (ส่งผลให้ค่าธรรมเนียมก๊าซพุ่งสูงขึ้นมากกว่า 1,000 gwei) - ตามข้อมูลอ้างอิง ก๊าซอยู่ที่ 6 gwei ในขณะนั้น ของการเขียน อินสแตนซ์เช่นนี้ทำให้เกิดบล็อกเชน L1 ที่ "ปรับขนาดได้" ทางเลือกมากขึ้น (เช่น Solana) โอกาสที่จะกินส่วนแบ่งการตลาดของ Ethereum อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ยังกระตุ้นให้เกิดนวัตกรรมในการเพิ่มปริมาณงานของเครือข่าย Ethereum

อย่างไรก็ตาม วิธีการปรับขนาดของ Alt-L1 เหล่านี้มักต้องแลกมาด้วยการกระจายอำนาจและความปลอดภัย ตัวอย่างเช่น Alt-L1 chain เช่น Solana ได้เลือกใช้ชุดเครื่องมือตรวจสอบความถูกต้องที่เล็กลง และเพิ่มข้อกำหนดด้านฮาร์ดแวร์สำหรับเครื่องมือตรวจสอบความถูกต้อง แม้ว่าสิ่งนี้จะช่วยเพิ่มความสามารถของเครือข่ายในการตรวจสอบห่วงโซ่และคงสถานะไว้ แต่จะช่วยลดจำนวนคนที่สามารถตรวจสอบห่วงโซ่ได้ด้วยตนเอง และเพิ่มอุปสรรคในการเข้าร่วมเครือข่าย ความขัดแย้งนี้เรียกอีกอย่างว่า blockchain trilemma (ภาพด้านล่าง) แนวคิดนี้มีพื้นฐานอยู่บนแนวคิดที่ว่าบล็อคเชนไม่สามารถเข้าถึงคุณสมบัติหลักทั้งสามประการที่เครือข่ายบล็อคเชนใดๆ ควรมุ่งมั่นที่จะให้ได้ (ความสามารถในการปรับขนาด ความปลอดภัย และการกระจายอำนาจ) ได้ในคราวเดียว

ไตรเล็มมาของบล็อกเชน (ที่มา: การวิจัย SEBA)

สิ่งนี้จะชัดเจนเมื่อเราคิดถึงความต้องการฮาร์ดแวร์ที่เพิ่มขึ้นข้างต้น ในการปรับขนาดปริมาณงาน ห่วงโซ่ Alt-L1 ต้องใช้โครงสร้างเครือข่ายแบบรวมศูนย์มากขึ้น โดยที่ผู้ใช้ต้องเชื่อถือเครื่องมือตรวจสอบความถูกต้องจำนวนน้อยกว่าด้วยเครื่องที่มีสเปคสูง สิ่งนี้เสียสละสองแขนงของ blockchain trilemma การกระจายอำนาจ & ความปลอดภัย เพื่อความสามารถในการขยายขนาด นอกจากนี้ เนื่องจากความต้องการฮาร์ดแวร์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น การใช้งานโหนดจึงมีราคาแพงมากขึ้น (ไม่เพียงแต่ตัวฮาร์ดแวร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงแบนด์วิดท์และพื้นที่เก็บข้อมูลด้วย) สิ่งนี้จะบั่นทอนการกระจายอำนาจของเครือข่ายอย่างมาก เนื่องจากอุปสรรคในการเข้าใช้งานโหนดเพิ่มขึ้นอย่างมาก ส่งผลให้มีคนเข้าร่วมในการตรวจสอบความถูกต้องของเครือข่ายน้อยลง

เนื่องจากการกระจายอำนาจและการรวมเข้าด้วยกันเป็นค่านิยมหลักสองประการของชุมชน Ethereum จึงไม่น่าแปลกใจที่การรันห่วงโซ่ด้วยโหนดที่มีสเปคสูงชุดเล็กๆ ไม่ใช่เส้นทางที่เหมาะสมในการก้าวไปข้างหน้า Vitalik Buterin ยังแย้งว่า "สิ่งสำคัญสำหรับการกระจายอำนาจบล็อคเชนสำหรับผู้ใช้ทั่วไปเพื่อให้สามารถรันโหนดได้" ดังนั้นแนวทางการปรับขนาดอื่นๆ จึงได้รับความสนใจ

การแบ่งส่วนการดำเนินการที่เป็นเนื้อเดียวกัน

ชุมชน Ethereum ได้ทดลองกับ side chains, plasma และ state channel เพื่อแก้ปัญหาความสามารถในการขยายขนาด ซึ่งทั้งหมดนี้มีข้อเสียบางประการที่ทำให้โซลูชันเหล่านี้มีประสิทธิภาพต่ำกว่ามาตรฐาน วิธีการปรับขนาดที่บล็อกเชน L1 ทางเลือกมากมายเลือกใช้ คือสิ่งที่เรียกว่าการแบ่งส่วนการดำเนินการที่เป็นเนื้อเดียวกัน ดูเหมือนว่านี่เป็นวิธีแก้ปัญหาที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับ Ethereum มาระยะหนึ่งแล้ว (ในบริบทของแผนงาน ETH 2.0 แบบเก่า)

การแบ่งส่วนการดำเนินการที่เป็นเนื้อเดียวกันเป็นวิธีการปรับขนาดที่พยายามเพิ่มปริมาณงานและความจุของเครือข่ายบล็อกเชนโดยการแบ่งปริมาณงานการประมวลผลธุรกรรมออกเป็นหลายหน่วยขนาดเล็กกว่า (ชุดย่อยของตัวตรวจสอบ) ที่เรียกว่าชาร์ด แต่ละส่วนทำงานอย่างเป็นอิสระและพร้อมกัน โดยประมวลผลชุดธุรกรรมของตนเองและรักษาสถานะที่แยกจากกัน เป้าหมายคือเพื่อให้สามารถดำเนินการธุรกรรมแบบคู่ขนานได้ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความจุและความเร็วของเครือข่ายโดยรวม Harmony และ Ethereum 2.0 (แผนงานแบบเก่าเท่านั้น!) เป็นสองตัวอย่างของความคิดริเริ่มในการปรับขนาดที่ได้นำมาใช้หรืออย่างน้อยก็ถือว่าการแบ่งส่วนการดำเนินการที่เป็นเนื้อเดียวกันเป็นส่วนหนึ่งของกลยุทธ์การปรับขนาด

การแสดงภาพการแบ่งส่วนการดำเนินการที่ง่ายขึ้น

Harmony เป็นแพลตฟอร์มบล็อกเชน L1 ทางเลือกที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อมอบโครงสร้างพื้นฐานที่ปรับขนาดได้ ปลอดภัย และประหยัดพลังงานสำหรับแอปพลิเคชันแบบกระจายอำนาจ (dApps) ใช้แนวทางการแบ่งส่วนซึ่งเครือข่ายแบ่งออกเป็นหลายส่วน โดยแต่ละส่วนมีชุดผู้ตรวจสอบของตัวเองซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบในการประมวลผลธุรกรรมและรักษาสถานะท้องถิ่น ผู้ตรวจสอบจะถูกสุ่มให้กับชาร์ด เพื่อให้มั่นใจว่ามีการกระจายทรัพยากรที่ยุติธรรมและสมดุล

การสื่อสารข้ามชาร์ดได้รับการอำนวยความสะดวกผ่านกลไกที่เรียกว่า "ใบเสร็จรับเงิน" ซึ่งช่วยให้ชาร์ดสามารถส่งข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสถานะอันเป็นผลมาจากการทำธุรกรรมไปยังชาร์ดอื่นๆ ช่วยให้สามารถโต้ตอบได้อย่างราบรื่นระหว่าง dApps และสัญญาอัจฉริยะที่อยู่บนชาร์ดที่แตกต่างกัน โดยไม่กระทบต่อความปลอดภัยและความสมบูรณ์ของเครือข่าย

Ethereum 2.0 เป็นการอัปเกรดเครือข่าย Ethereum อย่างต่อเนื่องโดยมีเป้าหมายเพื่อแก้ไขปัญหาด้านความสามารถในการปรับขนาด ความปลอดภัย และความยั่งยืนที่ต้องเผชิญกับเวอร์ชัน Ethereum ที่ใช้ Proof-of-Work (PoW) ดั้งเดิม แผนงาน Ethereum 2.0 แบบเก่าเสนอให้มีการเปิดตัวแบบหลายเฟส โดยเปลี่ยนเครือข่ายไปใช้กลไกฉันทามติ Proof-of-Stake (PoS) (ซึ่งในที่สุดเราก็เห็นว่าเกิดขึ้นเมื่อฤดูใบไม้ร่วงที่แล้ว) และแนะนำการแบ่งส่วนการดำเนินการเพื่อปรับปรุงความสามารถในการปรับขนาด ภายใต้แผนเดิมนี้ Ethereum 2.0 จะประกอบด้วย Beacon Chain และ 64 shard chain Beacon Chain ได้รับการออกแบบมาเพื่อจัดการโปรโตคอล PoS การลงทะเบียนเครื่องมือตรวจสอบ และการสื่อสารข้ามชาร์ด

ในทางกลับกัน Shard Chain จะเป็นแต่ละ Chain มีหน้าที่รับผิดชอบในการประมวลผลธุรกรรมและรักษาสถานะที่แยกจากกันในแบบคู่ขนาน ผู้ตรวจสอบความถูกต้องจะได้รับมอบหมายให้เป็นส่วนย่อย โดยหมุนเวียนเป็นระยะๆ เพื่อรักษาความปลอดภัยและการกระจายอำนาจของเครือข่าย Beacon Chain จะคอยติดตามการกำหนดผู้ตรวจสอบความถูกต้องและจัดการกระบวนการในการสรุปข้อมูลชาร์ดเชน การสื่อสารข้ามชาร์ดได้รับการวางแผนให้อำนวยความสะดวกผ่านกลไกที่เรียกว่า "ครอสลิงก์" ซึ่งจะรวมข้อมูลชาร์ดเชนเป็นระยะๆ เข้ากับบีคอนเชน ซึ่งช่วยให้สามารถเผยแพร่การเปลี่ยนแปลงสถานะผ่านเครือข่ายได้

แต่ในขณะที่การแบ่งส่วนการดำเนินการที่เป็นเนื้อเดียวกันรับประกันความสามารถในการปรับขนาดได้อย่างมาก แต่ก็มาพร้อมกับต้นทุนการแลกเปลี่ยนด้านความปลอดภัย เนื่องจากเครื่องมือตรวจสอบความถูกต้องถูกแบ่งออกเป็นชุดย่อยที่เล็กลง และด้วยเหตุนี้การกระจายอำนาจเครือข่ายจึงบกพร่อง นอกจากนี้ มูลค่าเดิมพันที่ให้ความปลอดภัยทางเศรษฐกิจแบบเข้ารหัสบนเศษก็ลดลง

อย่างไรก็ตาม แผนงาน Ethereum 2.0 ได้รับการพัฒนาตั้งแต่นั้นมา และการแบ่งส่วนการดำเนินการได้ถูกแทนที่ด้วยแนวทางที่เรียกว่าการแบ่งส่วนข้อมูลซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อให้พื้นฐานที่ปรับขนาดได้สำหรับเทคโนโลยีการขยายขนาดที่ซับซ้อนมากขึ้นที่เรียกว่าโรลอัป (เพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ในเร็ว ๆ นี้!)

การแบ่งส่วนการดำเนินการที่แตกต่างกัน

การแบ่งส่วนการดำเนินการที่แตกต่างกันเป็นแนวทางการปรับขนาดที่เชื่อมต่อบล็อกเชนอิสระหลายรายการด้วยกลไกที่เป็นเอกฉันท์ โมเดลสถานะ และฟังก์ชันการทำงานที่แตกต่างกันในเครือข่ายเดียวที่ทำงานร่วมกันได้ แนวทางนี้ช่วยให้บล็อกเชนแต่ละอันที่เชื่อมต่อกันสามารถรักษาลักษณะเฉพาะของตนเองได้ ในขณะเดียวกันก็ได้รับประโยชน์จากการรักษาความปลอดภัยและความสามารถในการปรับขนาดของระบบนิเวศทั้งหมด สองตัวอย่างที่โดดเด่นของโครงการที่ใช้การแบ่งส่วนการดำเนินการที่ต่างกันคือ Polkadot และ Cosmos

Polkadot เป็นแพลตฟอร์มแบบกระจายอำนาจที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อเปิดใช้งานการสื่อสารข้ามสายโซ่และการทำงานร่วมกันระหว่างบล็อกเชนหลาย ๆ อัน สถาปัตยกรรมประกอบด้วย Relay Chain ส่วนกลาง Parachains หลายอัน และ Bridges

การแสดงภาพสถาปัตยกรรมเครือข่ายของ Polkadot อย่างง่าย (ที่มา: Polkadot Docs)

Relay Chain: สายโซ่หลักในระบบนิเวศ Polkadot ซึ่งรับผิดชอบในการรักษาความปลอดภัย ฉันทามติ และการสื่อสารข้ามสายโซ่ ผู้ตรวจสอบความถูกต้องบน Relay Chain มีหน้าที่ตรวจสอบความถูกต้องของธุรกรรมและสร้างบล็อกใหม่

Parachains: บล็อกเชนอิสระที่เชื่อมต่อกับ Relay Chain เพื่อได้รับประโยชน์จากการรักษาความปลอดภัยที่ใช้ร่วมกันและกลไกฉันทามติ เช่นเดียวกับเปิดใช้งานการทำงานร่วมกันกับ Chain อื่น ๆ ในเครือข่าย Parachain แต่ละตัวสามารถมีโมเดลสถานะ กลไกฉันทามติ และฟังก์ชันพิเศษที่ปรับแต่งให้เหมาะกับกรณีการใช้งานเฉพาะของตัวเองได้

Bridges: ส่วนประกอบที่เชื่อมโยง Polkadot กับบล็อกเชนภายนอก (เช่น Ethereum) และเปิดใช้งานการสื่อสารและการถ่ายโอนสินทรัพย์ระหว่างเครือข่ายเหล่านี้และระบบนิเวศ Polkadot

Polkadot ใช้กลไกฉันทามติแบบไฮบริดที่เรียกว่า Nominated Proof-of-Stake (NPoS) เพื่อรักษาความปลอดภัยเครือข่าย ผู้ตรวจสอบความถูกต้องบน Relay Chain ได้รับการเสนอชื่อจากชุมชนเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของธุรกรรมและสร้างบล็อก ในทางกลับกัน Parachains สามารถใช้กลไกที่เป็นเอกฉันท์ที่แตกต่างกันได้ ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของพวกเขา คุณลักษณะที่สำคัญของสถาปัตยกรรมเครือข่ายของ Polkadot คืออะไรคือโดยการออกแบบ Parachains ทั้งหมดจะแบ่งปันความปลอดภัยกับ Relay Chain ดังนั้นจึงสืบทอดการรับประกันความปลอดภัยของ Relay Chain

Cosmos เป็นอีกหนึ่งแพลตฟอร์มแบบกระจายอำนาจที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อสร้าง "อินเทอร์เน็ตของบล็อกเชน" ซึ่งอำนวยความสะดวกในการสื่อสารที่ราบรื่นและการทำงานร่วมกันระหว่างเครือข่ายบล็อกเชนต่างๆ สถาปัตยกรรมของมันคล้ายกับของ Polkadot ที่ประกอบด้วยศูนย์กลาง โซนหลายโซน และสะพาน

การแสดงภาพสถาปัตยกรรมเครือข่ายของ Cosmos ได้ง่ายขึ้น (ที่มา: Cosmos Docs)

ฮับ: บล็อกเชนกลางในระบบนิเวศของ Cosmos ซึ่งเปิดใช้งานการสื่อสารข้ามเชนและความปลอดภัยระหว่างเชนในไม่ช้า (ความปลอดภัยที่ใช้ร่วมกันคล้ายกับ Polkadot) Cosmos Hub ใช้กลไกฉันทามติ Proof-of-Stake (PoS) ที่เรียกว่า Tendermint ซึ่งให้ผลลัพธ์ที่รวดเร็วและมีปริมาณงานสูง ตามทฤษฎี สามารถมีได้หลายฮับ อย่างไรก็ตาม ด้วย ATOM 2.0 และการรักษาความปลอดภัยระหว่างเชนที่กำลังจะมาถึง Cosmos Hub มีแนวโน้มที่จะยังคงเป็นศูนย์กลางของ “อินเทอร์เน็ตแห่งบล็อกเชน” ที่เปิดใช้งาน Cosmos

โซน: บล็อกเชนอิสระที่เชื่อมต่อกับฮับ โดยแต่ละอันมีกลไกที่เป็นเอกฉันท์ โมเดลสถานะ ฟังก์ชันการทำงาน และชุดเครื่องมือตรวจสอบ (โดยทั่วไป) ของตัวเอง โซนสามารถสื่อสารระหว่างกันผ่านฮับโดยใช้โปรโตคอลมาตรฐานที่เรียกว่า Inter-Blockchain Communication (IBC)

Bridges: ส่วนประกอบที่เชื่อมโยงระบบนิเวศ Cosmos กับบล็อกเชนภายนอก ช่วยให้สามารถถ่ายโอนสินทรัพย์และการสื่อสารระหว่าง Cosmos Zones และเครือข่ายอื่น ๆ

ทั้ง Polkadot และ Cosmos เป็นตัวอย่างของการแบ่งส่วนการดำเนินการที่แตกต่างกัน เนื่องจากทั้งสองเชื่อมโยงบล็อกเชนอิสระหลายรายการเข้ากับฟังก์ชันการทำงานที่หลากหลาย กลไกที่เป็นเอกฉันท์ และแบบจำลองสถานะให้เป็นระบบนิเวศเดียวที่ทำงานร่วมกันได้ แนวทางนี้ช่วยให้แต่ละเครือข่ายที่เชื่อมต่อกันสามารถรักษาลักษณะเฉพาะของตัวเองได้ ในขณะเดียวกันก็เปิดใช้งานความสามารถในการขยายขนาดโดยแยกเลเยอร์การดำเนินการเฉพาะแอปพลิเคชันออกจากกัน ในขณะที่ยังคงได้รับประโยชน์จากความสามารถด้านการสื่อสารข้ามเครือข่ายและความปลอดภัยของเครือข่ายทั้งหมด

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างแนวทาง Cosmos และ Polkadot คือโมเดลความปลอดภัย ในขณะที่ Cosmos ดำเนินการตามแนวทางที่เครือข่ายเฉพาะแอป (ชิ้นส่วนที่ต่างกัน) ต้องหมุนและบำรุงรักษาชุดตรวจสอบความถูกต้องของตนเอง Polkadot ก็เลือกใช้โมเดลความปลอดภัยที่ใช้ร่วมกัน ภายใต้โมเดลความปลอดภัยที่ใช้ร่วมกันนี้ App-chains สืบทอดการรักษาความปลอดภัยจากห่วงโซ่การถ่ายทอดที่เป็นศูนย์กลางของระบบนิเวศ อย่างหลังนั้นใกล้เคียงกับแนวทางการปรับขนาดแบบสะสมที่ Ethereum ต้องการใช้เพื่อเปิดใช้งานการปรับขนาดมากขึ้น

ใช้ระบบการอ้างอิงของเราเพื่อกระจายข่าวเกี่ยวกับ Chronicle!

ปรับขนาด Ethereum ด้วย Rollups

แผนงาน Ethereum ที่เน้นการควบรวมกิจการไม่ใช่ปรากฏการณ์ใหม่แต่อย่างใด แต่ก็มีการนำไปใช้และนำไปใช้อย่างรวดเร็วยิ่งขึ้น Vitalik เขียนเกี่ยวกับแผนงานหลักนี้เป็นครั้งแรกในเดือนตุลาคม 2020

Rollups จะนำการแบ่งส่วนภายในกระบวนทัศน์การรักษาความปลอดภัยที่ใช้ร่วมกันไปสู่ระดับถัดไป เป็นโซลูชันการปรับขนาดที่ธุรกรรมได้รับการประมวลผลนอกเครือข่ายในสภาพแวดล้อมการดำเนินการของการยกเลิกและสะสมเป็นชุดตามชื่อที่แนะนำ Sequencers รวบรวมธุรกรรมจากผู้ใช้และส่งชุดธุรกรรมไปยังสัญญาอัจฉริยะบน Ethereum L1 ที่บังคับใช้การดำเนินการธุรกรรมที่ถูกต้องบน L2 ต่อจากนั้น ข้อมูลธุรกรรมจะถูกจัดเก็บไว้ใน L1 ซึ่งช่วยให้โรลอัพสามารถสืบทอดความปลอดภัยของเลเยอร์ฐาน Ethereum ที่ผ่านการทดสอบการต่อสู้แล้ว

ดังนั้นตอนนี้สิ่งที่เป็นส่วนสำคัญในแผนงาน Ethereum 2.0 แบบเก่านั้นถูกแยกออกจากเลเยอร์ฐานอย่างสมบูรณ์ และนักพัฒนาก็มีพื้นที่เปิดกว้างเพื่อปรับแต่ง L2 ของพวกเขาในแบบที่พวกเขาต้องการ (คล้ายกับ parachains ของ Polkadot หรือโซน Cosmos) อย่างไรก็ตาม ต้องขอบคุณข้อตกลงและ DA บน Ethereum ทำให้การโรลอัพยังคงสามารถพึ่งพาการรับประกันความปลอดภัย L1 ได้ ข้อได้เปรียบที่สำคัญอีกประการหนึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับโซ่ด้านข้าง (เช่น รูปหลายเหลี่ยม) คือการยกเลิกไม่จำเป็นต้องมีชุดเครื่องมือตรวจสอบความถูกต้องและกลไกที่เป็นเอกฉันท์ของตนเอง

ระบบโรลอัปจำเป็นต้องมีชุดของซีเควนเซอร์เท่านั้น (การรวบรวมและการสั่งซื้อธุรกรรม) โดยต้องมีซีเควนเซอร์เพียงตัวเดียวในเวลาใดก็ตาม ด้วยสมมติฐานที่ไม่รัดกุมเช่นนี้ การโรลอัปสามารถทำงานได้จริงบนชุดเล็กๆ ของเครื่องเกรดเซิร์ฟเวอร์ที่มีสเปคสูง หรือแม้แต่เครื่องซีเควนเซอร์ตัวเดียว ทำให้สามารถปรับขนาดได้อย่างดีเยี่ยม อย่างไรก็ตาม เนื่องจากสิ่งนี้ต้องแลกมาด้วยการกระจายอำนาจ การโรลอัพส่วนใหญ่จึงพยายามออกแบบระบบให้มีการกระจายอำนาจมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ (ซึ่งรวมถึงซีเควนเซอร์ด้วย) แม้ว่าการโรลอัปไม่จำเป็นต้องใช้กลไกที่เป็นเอกฉันท์อย่างชัดเจน (เนื่องจากขั้นสุดท้ายมาจากฉันทามติ L1) โรลอัพสามารถมีกลไกการประสานงานพร้อมกำหนดการหมุนเวียนเพื่อหมุนเวียนตัวจัดลำดับ หรือแม้แต่กลไก PoS ที่ครบถ้วนสมบูรณ์ ซึ่งชุดของตัวจัดลำดับบรรลุข้อตกลงร่วมกันในการแบทช์/การสั่งซื้อธุรกรรม วิธีการเหล่านี้สามารถเพิ่มความปลอดภัยและปรับปรุงการกระจายอำนาจได้

โดยทั่วไปมีระบบโรลอัพสองประเภท...

โรลอัปในแง่ดี

สิ่งที่เรียกว่าการโรลอัปในแง่ดีนั้นมีลักษณะเฉพาะคือการมีโหนดซีเควนเซอร์ที่รวบรวมข้อมูลธุรกรรมบน L2 จากนั้นส่งข้อมูลนี้ไปยังเลเยอร์ฐาน Ethereum ควบคู่ไปกับรูทสถานะ L2 ใหม่ เพื่อให้แน่ใจว่ารูทสถานะใหม่ที่ส่งไปยัง Ethereum L1 นั้นถูกต้อง โหนดตัวตรวจสอบจะเปรียบเทียบรูทสถานะใหม่กับโหนดที่ส่งโดยซีเควนเซอร์ หากมีความแตกต่าง พวกเขาจะเริ่มสิ่งที่เรียกว่ากระบวนการพิสูจน์การฉ้อโกง หากสถานะของหลักฐานการฉ้อโกงแตกต่างจากสถานะที่ส่งโดยซีเควนเซอร์ เงินฝากเริ่มต้นของซีเควนเซอร์ (หรือที่เรียกว่า พันธบัตร) จะถูกเฉือน รากของสถานะจากธุรกรรมนั้นเป็นต้นไปจะถูกลบ และซีเควนเซอร์จะต้องคำนวณรากของสถานะที่สูญหายอีกครั้ง

กลไกการสะสม (ที่มา: Panther Academy)

ความถูกต้อง (ศูนย์ความรู้) Rollups

การยกเลิกความถูกต้องในทางกลับกันจะขึ้นอยู่กับการพิสูจน์ความถูกต้องในรูปแบบของการพิสูจน์ความรู้ที่ไม่มีศูนย์ (เช่น SNARK หรือ STARK) แทนกลไกพิสูจน์การฉ้อโกง เช่นเดียวกับระบบโรลอัพในแง่ดี ตัวจัดลำดับจะรวบรวมธุรกรรมจากผู้ใช้และมีหน้าที่รับผิดชอบในการส่ง (และบางครั้งก็สร้าง) หลักฐานความรู้ที่ไม่มีความรู้ไปยัง L1 ควบคู่ไปกับข้อมูลธุรกรรมที่เกี่ยวข้อง ส่วนแบ่งของซีเควนเซอร์สามารถถูกเฉือนได้หากพวกเขากระทำการที่เป็นอันตราย ซึ่งจะจูงใจให้พวกเขาโพสต์บล็อกที่ถูกต้อง (หรือพิสูจน์ชุด) การยกเลิกความถูกต้องแนะนำบทบาทใหม่ให้กับระบบที่ไม่จำเป็นในการตั้งค่าในแง่ดี ผู้พิสูจน์อักษรคือผู้แสดงที่สร้างหลักฐาน zk ที่ไม่สามารถปลอมแปลงได้สำหรับการดำเนินการธุรกรรม ซึ่งพิสูจน์ว่าการเปลี่ยนสถานะที่เสนอนั้นถูกต้อง

จากนั้นซีเควนเซอร์จะส่งการพิสูจน์เหล่านี้ไปยังสัญญาผู้ตรวจสอบบนเมนเน็ต Ethereum ในทางเทคนิคแล้ว ความรับผิดชอบของผู้จัดลำดับและผู้พิสูจน์สามารถรวมเข้าเป็นบทบาทเดียวได้ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการสร้างหลักฐานและการเรียงลำดับธุรกรรมแต่ละรายการต้องใช้ทักษะเฉพาะทางสูงเพื่อให้ทำงานได้ดี การแยกความรับผิดชอบเหล่านี้จะช่วยป้องกันการรวมศูนย์โดยไม่จำเป็นในการออกแบบชุดรวมอัปเดต หลักฐาน Zero Knowledge ที่ซีเควนเซอร์ส่งไปยัง L1 จะรายงานเฉพาะการเปลี่ยนแปลงในสถานะ L2 และให้ข้อมูลนี้แก่สัญญาอัจฉริยะของผู้ตรวจสอบบนเครือข่ายหลัก Ethereum ในรูปแบบของแฮชที่ตรวจสอบได้

การแสดงภาพ zk-Rollup แบบง่าย (ที่มา: Chainlink)

การพิจารณาว่าแนวทางใดเหนือกว่านั้นเป็นงานที่ท้าทาย อย่างไรก็ตาม เรามาสำรวจความแตกต่างที่สำคัญบางประการกันโดยย่อ ประการแรก เนื่องจากการพิสูจน์ความถูกต้องสามารถพิสูจน์ได้ทางคณิตศาสตร์ เครือข่าย Ethereum จึงสามารถตรวจสอบความถูกต้องตามกฎหมายของธุรกรรมแบบแบตช์ได้อย่างน่าเชื่อถือ สิ่งนี้แตกต่างจากการสรุปในแง่ดี โดยที่ Ethereum อาศัยโหนดตัวตรวจสอบเพื่อตรวจสอบธุรกรรมและดำเนินการพิสูจน์การฉ้อโกงหากจำเป็น ดังนั้น บางคนอาจแย้งว่า zk-rollup มีความปลอดภัยมากกว่า นอกจากนี้ การพิสูจน์ความถูกต้อง (แบบไม่มีความรู้) ช่วยให้สามารถยืนยันธุรกรรมแบบสะสมบนเครือข่ายหลักได้ทันที

ด้วยเหตุนี้ ผู้ใช้สามารถโอนเงินได้อย่างราบรื่นระหว่าง Rollup และ Base Blockchain (รวมถึง zk-rollup อื่นๆ) โดยไม่ประสบกับอุปสรรคหรือความล่าช้า ในทางตรงกันข้าม ภาพรวมในแง่ดี (เช่น การมองในแง่ดีและอนุญาโตตุลาการ) กำหนดระยะเวลารอก่อนที่ผู้ใช้สามารถถอนเงินไปที่ L1 (7 วันในกรณีของการมองในแง่ดีและอนุญาโตตุลาการ) เนื่องจากผู้ตรวจสอบจำเป็นต้องสามารถตรวจสอบธุรกรรมและเริ่มการพิสูจน์การฉ้อโกง กลไกหากจำเป็น ซึ่งจะจำกัดประสิทธิภาพของการยกเลิกและลดมูลค่าสำหรับผู้ใช้ แม้ว่าจะมีหลายวิธีในการเปิดใช้งานการถอนเงินที่รวดเร็ว แต่โดยทั่วไปจะไม่ใช่คุณสมบัติดั้งเดิม

อย่างไรก็ตาม การพิสูจน์ความถูกต้องมีค่าใช้จ่ายสูงในการคำนวณในการสร้าง และมักจะมีค่าใช้จ่ายสูงในการตรวจสอบแบบออนไลน์ (ขึ้นอยู่กับขนาดการพิสูจน์) ด้วยการสรุปการสร้างและการตรวจสอบหลักฐาน การสรุปผลในแง่ดีจะได้เปรียบในการสรุปความถูกต้องในแง่ของต้นทุน

การโรลอัพทั้งในแง่ดีและความถูกต้องมีบทบาทสำคัญในบริบทของโรดแมปที่เน้นการควบรวมของ Ethereum การเปลี่ยนชั้นฐาน Ethereum ให้เป็นชั้นความพร้อมใช้งาน/การชำระราคาข้อมูลหลักสำหรับชั้นการดำเนินการแบบ Rollup ที่ปรับขนาดได้สูงจนแทบไม่มีขีดจำกัด จะช่วยให้เครือข่าย Ethereum โดยรวมและระบบนิเวศแบบ Rollup ขยายไปถึงขนาดมหาศาลได้

บทสรุป

ดังที่เราได้เห็นมาแล้ว การสร้างแอปพลิเคชันแบบกระจายอำนาจที่มีอำนาจสูงสุดและไม่มีข้อจำกัดจากข้อจำกัดของเลเยอร์ฐานนั้นเป็นความพยายามที่ซับซ้อน จำเป็นต้องประสานงานกับผู้ให้บริการโหนดหลายร้อยราย ซึ่งทั้งยากและมีค่าใช้จ่ายสูง ยิ่งไปกว่านั้น เป็นการยากที่จะขยายบล็อกเชนแบบเสาหินโดยไม่ทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนที่สำคัญในเรื่องความปลอดภัยและ/หรือการกระจายอำนาจ

แม้ว่าเฟรมเวิร์ก เช่น Cosmos SDK และ Polkadot's Substrate จะทำให้ง่ายต่อการสรุปส่วนประกอบซอฟต์แวร์บางอย่าง แต่ก็ไม่อนุญาตให้มีการเปลี่ยนจากโค้ดไปสู่เครือข่ายทางกายภาพจริงของฮาร์ดแวร์ p2p ได้อย่างราบรื่น นอกจากนี้ วิธีการแบ่งกลุ่มที่แตกต่างกันอาจทำให้ความปลอดภัยของระบบนิเวศแตกแยก ซึ่งอาจนำมาซึ่งความขัดแย้งและความเสี่ยงเพิ่มเติม

Rollups ซึ่งเป็นโซลูชันการปรับขนาดรุ่นต่อไปมอบโอกาสอันน่าทึ่งที่ไม่เพียงแต่ขจัดความยากลำบากในการประสานงานบุคคลหลายร้อยหรือหลายพันคนเพื่อใช้งานเครือข่ายแบบกระจายอำนาจเท่านั้น แต่ยังเป็นก้าวสำคัญในการลดต้นทุนและเวลาที่จำเป็นสำหรับนักพัฒนาลงอย่างมาก เปลี่ยนความคิดและแนวความคิดให้เป็นจริง

แนวคิดของโซ่โมดูลาร์ทำให้สิ่งนี้ง่ายขึ้น การออกแบบบล็อกเชนแบบโมดูลาร์เป็นแนวทางกว้างๆ ที่แยกฟังก์ชันหลักของบล็อกเชนออกเป็นองค์ประกอบที่แตกต่างกันและใช้แทนกันได้ ภายในขอบเขตการทำงานเหล่านี้ ผู้ให้บริการเฉพาะทางจะร่วมกันอำนวยความสะดวกในการสร้างเลเยอร์การดำเนินการแบบรวบรวมที่ปรับขนาดได้และปลอดภัย ความยืดหยุ่นในการออกแบบแอปในวงกว้าง และความสามารถในการปรับตัวที่ได้รับการปรับปรุงสำหรับความต้องการทางเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงไป

อย่างไรก็ตาม การปรับสเกลแบบโรลอัพยังคงเป็นเทคโนโลยีใหม่ ดังนั้นจึงยังมีอุปสรรคบางประการที่ต้องเอาชนะ ปัญหาคอขวดด้านความสามารถในการปรับขนาดหลักสำหรับการยกเลิก (บน Ethereum) ในปัจจุบันคือความจุของความพร้อมใช้งานของข้อมูล (DA) ที่จำกัด อย่างไรก็ตาม นวัตกรรมที่ขับเคลื่อนโดยวิทยานิพนธ์แบบแยกส่วนนั้นมีแนวทางบางประการในการแก้ไขปัญหานี้ หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับปัญหา DA และวิธีแก้ปัญหาที่อาจเกิดขึ้น โปรดติดตามรายงานเชิงลึกของเราที่จะเผยแพร่ในสัปดาห์หน้าในขณะที่เราดำเนินซีรีส์นี้ต่อไป!

ข้อสงวนสิทธิ์：

1. บทความนี้พิมพ์ซ้ำจาก [เมืองหลวงของปราสาท] ลิขสิทธิ์ทั้งหมดเป็นของผู้เขียนต้นฉบับ [ zerokn0wledge] หากมีการคัดค้านการพิมพ์ซ้ำนี้ โปรดติดต่อทีมงาน Gate Learn แล้วพวกเขาจะจัดการโดยเร็วที่สุด
2. การปฏิเสธความรับผิด: มุมมองและความคิดเห็นที่แสดงในบทความนี้เป็นเพียงของผู้เขียนเท่านั้น และไม่ถือเป็นคำแนะนำในการลงทุนใดๆ
3. การแปลบทความเป็นภาษาอื่นดำเนินการโดยทีมงาน Gate Learn เว้นแต่จะกล่าวถึง ห้ามคัดลอก แจกจ่าย หรือลอกเลียนแบบบทความที่แปลแล้ว