新概念「超模块化」:与经典模块化区块链有何不同?

原文标题:《新概念「超模块化」:与经典模块化区块链有何不同?》原文作者:Zhixiong Pan,Zhixiong Pan ,ChainFeeds 

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2023 年 12 月 12 日,Celestia 宣布将其数据可用性层与 Polygon Labs 的链开发工具包(CDK)集成,再次引发社区对模块化区块链的热议。Celestia 对「模块化区块链」的定义是将区块链的执行、共识和数据可用性中的至少一个组件外包给外部独立链的区块链。除了经典的模块化区块链概念,Cosmos 生态 L1 项目 KIRA 还提出了一种全新的概念——超模块化

新概念:超模块化(Hypermodularity)

超模块化不仅在软件层面上实现了模块化,还在网络层面上注重了模块之间的分离。软件层关注系统内部的功能和逻辑,而网络层关注系统节点之间的通信和连接。许多模块化链共享有限数量的运营商,运营商之间的同质性会导致高度耦合,使系统容易受到攻击,增加维护的难度。超模块化设计允许各个组件在独立的模块中运行,不同合约的模块可以采用不同的安全机制和协议。

KIRA 是一个构建在 Tendermint 和 Cosmos-SDK 上的 L1,采用「超模块化」架构。背后的投资者有 TRGC、NGC Ventures、Math Wallet 等。其顾问是来自 Tendermint 工程总监 Alessio Treglia。KIRA 通过不同于目前模块化区块链的架构和共识机制,为开发者和用户提供了更高效、更灵活的选择。

MBPoS 共识机制

KIRA 推出了 Multi-Bonded Proof of Stake(MBPoS)共识机制。传统的质押机制通常只允许单一的本地代币。MBPoS 允许质押多种资产,甚至是 NFT。MBPoS 通过允许质押多种资产,促进更大规模的资本流入,提供更灵活、安全和激励的共识机制。当某一资产面临风险或市场波动,其他质押资产仍然能够维持网络的稳定运行。

用户通过质押资产参与网络安全,并从两方面获得收入:区块奖励和交易费用的一部分奖励。并设置了收益的上限,这一利率上限的设定是为了确保网络的稳定性,防止某些参与者通过滥发代币来控制整个网络。此外,KIRA 为质押的代币发行的衍生品 Staking Derivatives,也就是我们熟知的 LSD,使得质押的所有代币都具有流动性、可交易性和可转让性。

不同的架构

Celestia 首先提出模块化区块链概念,将区块链解耦为数据、共识、执行这三层,单体区块链中这三层工作全由一个网络来完。Celestia 专注于数据和共识层,L2 可以让 Celestia 负责数据可用性层(DA)以降低交互 Gas 费。比如 Manta Pacific 已经采用 Celestia 作为数据可用层,根据 Manta Pacifi 官方消息,DA 从以太坊迁移至 Celestia 后费用降低 99.81%。

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单体区块链 VS 模块化区块链

Celestia 采用轻节点来实现数据的访问,但轻节点需要与全节点进行频繁的通信以获取数据。虽然可以降低节点资源需求,但在大规模网络中,节点之间的通信可能受到延迟的影响效率低下。

KIRA 设计了他们认为独特的分层结构。这种结构涉及到每个模块化的子组件(如 DA、执行等)都由相同的一组验证者/节点操作参与。相同的人群既参与验证整个区块链的安全性,又可以选择参与特定应用程序的验证和执行。在这种设置下,系统可以确切地知道是哪些节点在运行特定的应用程序,并验证应用程序是否被正确执行。通过明确知道谁应该拥有数据,以及谁不需要它,所以在复制数据时可以保持状态在最大复制级别,同时避免不必要的复制,从而提高效率。

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KIRA 架构图

KIRA 分为用户层,执行层和验证层。这三层之间靠着内容访问层进行通信。内容访问层是 KIRA 设计的基石,充当客户端托管前端应用程序(静态 IPFS 页面)和后端(充当结算层的区块链)之间的中间件系统。

这个中间件系统 KIRA 取名为 INTERX,是一个去中心化的 API,通过它可以不依赖任何第三方服务(如轻客户端)执行 dApp、交互、访问数据状态等。INTERX 还允许应用程序使用 TCP(用于可靠的、有序的数据传输) 和 UDP(快速但不保证可靠性的通信) 等协议进行输出,为应用程序提供了更灵活的通信方式,尤其对于需要高度交互性的应用程序(如游戏)非常重要。

INTERX 有两种模式,执行模式和 fishermen 模式。执行模式的 INTERX 在用户层和执行层之间充当 API 代理,将 dapp 产生的数据变动(交易)转发给单一验证者(leader)进行执行。fishermen 模式的 INTERX 在执行层和验证层之间充当广播者角色,将 dapp 产生的数据变动广播给多个验证者(fisherman)。如果 fishermen 观察到执行者的不当行为或错误,他们有权发起挑战。如果 fishermen 的挑战被证明是正确的,他们将获得奖励。相反,如果他们的挑战是错误的,可能会面临失去部分抵押的惩罚。

除了 INTERX,KIRA 还有两个产品

· MIRO: KIRA 网络的前端应用程序和网络钱包,允许用户通过去中心化 API INTERX 与 KIRA 区块链交互。它提供了一个易于使用的界面,用于管理 KIRA 账户和资产,使其适用于广泛的用户。当 MIRO web 应用程序的页面加载到浏览器中,在本地计算机上执行的所有操作都在本地发生。无需任何托管服务器或访问除了任何本地或公共 INTERX 节点的 IP 之外的互联网。

· SEKAI:负责处理 KIRA 所有链上应用程序交互逻辑,如处理交易和状态转换,由共识节点(验证者)执行。验证者监视执行者执行的操作。如果观察到执行者的不当行为或错误,他们有权发起挑战。

相关技术

除了共识机制和架构设计上,KIRA 在技术层面也引入了一些新的概念,其中每个概念的展开都涉及更多技术,也需要团队后续公开更多的细节:

· Virtual Finality Gadget(VFG):一种在应用程序中用于验证交易最终性的机制,提供给开发者自定义验证逻辑的能力,允许不同的验证者节点使用不同的、不公开的验证策略来验证交易的机制。这种多样性和私密性的验证策略使得系统更加强大,难以被恶意行为利用,因为恶意行为者无法预测所有验证策略。

· Pessimistic Rolldowns:一种 Rollup 类型,借助于 VFG,可以执行区块链外、确定性且与非特定语言代码,同时具有比 zk Rollup 和 Optimistic Rollup 更快的最终性和结算时间。

· Cross-Application Messaging(XAM):促进不同 Rollup 之间的通信。通过 XAM 可以创建去中心化验证器、治理 DAO 以及直接在 L1 上铸造代币,并无缝组合其他应用程序提供的功能。

· Metafinality(元最终性):Metafinality 的核心概念是通过某种机制或协议,在多个区块链之间建立对外部网络和系统的一致性,从而简化跨链和跨应用程序集成。用户或系统可以更轻松地获取整个多链系统的统一视图,而不必在每个链上运行节点。

挑战

在区块链系统的经济模型设计方面,模块化区块链如 Celestia,相较于传统的单体区块链,例如以太坊,其设计已经有所简化。然而,这种模块化设计尚未经过充分的时间验证,因此它的长期经济效益仍有待观察。以太坊的 Gas 机制涵盖了区块空间和计算资源的消耗,而 Celestia 本身并不包含计算层,这使得计算成本的定价可以由下游协议来承担。另一方面,代表超模块化概念的 KIRA,则更需时间来验证其代币经济设计的有效性和合理性。

此外,从终端应用的视角出发,Celestia 的下游应用及面向终端用户的产品还需要更长时间的建设和发展。作为一个新兴平台,KIRA 需要更多时间来构建其生态系统和应用。这些应用的需求和发展是真实价值捕获和 KIRA 协议层价值体现的关键。只有当应用需求得到实现,KIRA 的协议层价值才能得到真正的转化。

主网待定

2023 年 7 月 KIRA 推出测试网 Chaos Network。与传统的测试网络不同,ChaosNet 具有账户余额在新迭代之间保持一致或不发生显著变化的特性。初始阶段,由核心团队操作 ChaosNet,随着时间的推移,会逐渐授予社区更多的自治权,包括提出升级、组织治理、建议变更以及选举新的验证人和治理成员。

关于主网的启动,虽然 KIRA 核心部分已经完成,但没有足够基础设施支持的情况下,启动成本和协调工作会非常高昂,KIRA 团队表示正在积极努力降低启动应用程序的成本。并且 KIRA 当前的市值(2800 万)下启动主网不具备经济合理性。创始人 Asmodat 表示主网的启动时间会受到 KIRA 项目的关注度和需求的影响。

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