Монолитные vs модульные блокчейны

Блокчейны представляют собой реплицированную машину состояний: узлы в инклюзивной (permissionless) распределенной сети применяют упорядоченную последовательность детерминированных транзакций к начальному состоянию, в результате чего получается общее конечное состояние.

Иными словами, это означает, что узлы в сети все следуют одному и тому же набору правил (т.е. упорядоченной последовательности транзакций) для перехода от точки А (т.е. начального состояния) к точке Б (т.е. общему конечному состоянию). Этот процесс гарантирует, что все узлы в сети соглашаются с конечным состоянием блокчейна, даже если они работают независимо друг от друга.

Это означает, что блокчейны требуют реализации следующих четырех функций:

• Исполнение (execution): выполнение транзакций, которые корректно обновляют состояние. Таким образом, исполнение должно гарантировать, что выполняются только действительные транзакции, т.е. транзакции, которые приводят к допустимым переходам состояния.

• Урегулирование: обеспечение среды для уровней выполнения, где проверяются доказательства, разрешаются споры о мошенничестве и устанавливаются мосты между другими уровнями выполнения.

• Консенсус: согласование очередности транзакций.

• Доступность данных (DA – data availability): обеспечение доступности данных транзакций. Следует отметить, что исполнение, урегулирование и консенсус требуют DA.

Традиционные блокчейны, т.е. монолитные блокчейны, реализуют все четыре функции совместно в одном базовом слое консенсуса. Проблема с монолитными блокчейнами заключается в том, что слой консенсуса должен выполнять множество различных задач и не может быть оптимизирован только для одной из этих функций. В результате монолитная парадигма ограничивает пропускную способность системы.

В качестве решения модульные блокчейны разделяют эти функции на несколько специализированных слоев в рамках модульного стека. Благодаря гибкости, которую предоставляет специализация, существует множество возможностей для организации этого стека. Например, одним из таких вариантов является разделение четырех функций на три специализированных слоя.

Базовый слой состоит из DA и консенсуса и, таким образом, называется слоем консенсуса и DA (или, для краткости, DA-слоем), в то время как урегулирование и выполнение «помещаются» поверх на свои собственные слои. В результате каждый слой может быть специализирован для оптимального выполнения только своей функции, что позволяет увеличить пропускную способность системы. Более того, модульная парадигма позволяет нескольким уровням выполнения, т.е. роллапам, использовать одни и те же слои урегулирования и DA.