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为什么Rollup+数据分片模式才是实现高扩展的唯一解决方案

来源 中金网 09-13 17:06
摘要: 汇总(Rollup) + 数据分片(以下简称 rads)的论据通常是它更安全和去中心化。但这只是故事的一部分。

  区块天眼APP讯 : 汇总(Rollup) + 数据分片(以下简称 rads)的论据通常是它更安全和去中心化。但这只是故事的一部分。 rads 是实现全球规模唯一解决方案的真正原因是可扩展性——因为它是实现数百万 TPS 的唯一长期方法。具体来说,我将考虑 zkRollups,因为Optimistic Rollup具有固有的局限性。那么,这是为什么呢?它归结为 a) 技术可持续性,以及 b) 经济可持续性。

技术可持续性

  进一步细分,一个技术上可持续的区块链节点必须做三件事:

  与链保持联系,并让节点同步。

  能够在合理的时间内从创世区块同步。

  避免状态膨胀失控。

  显然,对于一个去中心化的网络,所有这些都是不可协商的,并且会导致严重的瓶颈。以太坊在维持所有这 3 项的同时,正在推动一切可能的极限,这显然还不够。维持这 3 个选项的分片链最多只能将网络规模增加到几千 TPS——这也不够。

  中心化解决方案及其硬性限制

  但更中心化的网络可能会开始妥协。 1)你不需要每个人都跟上链的增长,只要最少数量的验证者去做。 2) 你不需要从创世区块同步,只需使用快照和其他快捷方式。 3)状态过期是一个很好的解决方案,并将在大多数链上实现;在那之前,像重新创世(regenesis)这样的蛮力到期解决方案可能会有所帮助。到目前为止,您可以看到这些网络不再是去中心化的,但我们在这篇文章中并不关心这一点——我们只关心可扩展性。

  其中,1) 是硬性限制, RAM、CPU、磁盘 I/O 和带宽是每个节点的潜在瓶颈,更重要的是——在网络中保持最少数量的节点同步意味着把硬性限制推的多么高。事实上,你可以看到像 Solana 和 Polygon PoS 这样的网络已经太努力了,尽管只处理几百个 TPS(不计算选票)。我访问了 Solana Beach 网站,它说“Solana Beach 在保持与Solana 区块链同步方面遇到了问题”,其中提到的区块时间为 0.55 秒——比 0.4 秒的目标低 43%。你至少需要 128 GB的空间才能与链同步,即使 256 GB RAM 也不足以从创世区块同步——所以你需要快照才能让它工作。这是 2) 妥协,如上所述,但我们将让它通过,因为我们在这里只专注于可扩展性。 Jameson Lopp 在一台 32 GB 的机器上做了一个测试——可以预见的是,它在一个小时内崩溃了,无法同步上。当然,Solana是一个很好的例子,但其他项目也是如此。

  zkRollups 可以很好地超越中心化的L1

  zkRollup 的要求甚至比最中心化的 L1 还要高得多,因为其采用的有效性证明使其与最去中心化的 L1 一样安全!您可以在给定时间只有一个节点处于活动状态,并且仍然具有高度安全性。当然,为了抗审查和弹性,我们需要多个排序器,但即使这些也不需要达成共识,可以相应地轮换。例如,Hermez 和 Optimism 只计划一次激活一个排序器,在多个排序器之间轮换。

  此外,zkRollup可以使用所有创新来使全节点客户端尽可能高效,无论它们是为 zkRollup还是 L1完成的。 zkRollups 可以通过状态到期技术变得非常有创意,因为历史记录可以直接从 L1 重建。事实上,将有分片和历史访问预编译方面的创新,可以直接在数据分片上运行 zkRollup!我们还需要轻微的独立提款来使所有这些防弹(双关语不是故意的)。

  然而,即使如此,我们也遇到了硬性限制。 1 TB RAM,2 TB RAM,可以走多远是有限的。您还需要考虑需要能够与链同步的基础设施提供商。

  所以,是的,zkRollup 的可扩展性比最可扩展的 L1 高得多,但它本身不会达到全球规模。

  继续使用多种 zkRollup

  在这里,您可以在以太坊数据分片上运行多种 zkRollup——有效地分片型 zkRollup。一旦发布,它们将提供海量数据可用性,并将根据需要继续扩展,推测到本十年末将达到 1500 万 TPS。一个 zkRollup 无法实现这种疯狂的吞吐量,但多种 zkRollup一起可以。

  各个 zkRollup分片会破坏可组合性吗?目前,是的。但是我们看到在这个领域做了大量的工作,比如 Hop、Connext、cBridge、Biconomy 等快速桥梁,以及像 dAMM 这样的出色创新,让多个 zkRollup共享流动性。许多这些创新在 L1 上将更加困难或不可能。我希望在这个领域继续创新,使多个 zkRollup链之间可以无缝地互操作。

  简而言之:无论最中心化的 L1 能做什么,zkR 都可以做得更好,TPS 明显更高。此外,我们可以有多种 zkRollup,可以有效地达到全球规模。

经济可持续性

  这是相当简单的。网络需要收取比支付给验证者和委托者的通货膨胀更多的交易费用。实际上,这是一个非常复杂的话题,所以我会尽量保持简单。诚然,投机热情和货币溢价可以使网络保持可持续发展,即使它实际上处于亏损状态,但对于一个真正有弹性、去中心化的网络,我们应该努力实现经济可持续性。

  中心化L1 的维护成本远高于收集的收入

  让我们再次考虑我们最喜欢的两个例子——Polygon PoS 和 Solana。 Polygon PoS 每天收取大约 50,000 美元的交易费用,或每年 1800 万美元。与此同时,它在通胀奖励方面的分配远远超过 4 亿美元。这是一个令人难以置信的 95% 的净亏损。至于 Solana,它在最长的时间内仅收取约 1 万美元/天,但随着投机狂热,它已显着增加至约 10 万美元/天,即年化 3650 万美元。 Solana 提供了更惊人的 40亿美元的通胀奖励,导致净亏损 99.2%。我从 Token Terminal 和 Staking Rewards 收集了我的数字,我应该注意到我对这些数字非常保守——实际上它们看起来更糟。顺便说一句,以太坊一天收取的费用比这两个网络全年的总和还要多!

  您不能仅仅将吞吐量提高到超出技术可能的范围

  现在,这里的论点是——他们将来会处理更多交易并收取更多费用,通货膨胀会减少,最终,网络将收支平衡。实际情况要复杂得多。首先,即使我们考虑到 Solana 在这十年末达到的最低通胀率,我们仍然会看到 96% 的损失。事情是如此的扭曲,以至于这几乎无关紧要——您需要实现超出收支平衡的吞吐量。作为一个思想实验,Solana 需要以当前的交易费达到 154,000 TPS 才能实现收支平衡——鉴于当前的硬件和带宽,这是完全不可能的。

  然而,更大的问题是,这些额外的交易不是免费的——它们增加了更大的带宽要求、更大的状态膨胀,并且总的来说,仍然有更高的系统要求。有些人会进一步争辩说,已经有很大的空间,而且他们可以做更多的事情,但正如我在技术可扩展性部分所述,这充其量只是一个可疑的假设 - 考虑到您需要 128 GB RAM 来跟上一条只有几百TPS的链。另一个论点是硬件会变得更便宜——这是真的,但这不是一个神奇的解决方案——你要么需要选择更高的规模、更低的成本,或者两者的平衡,并注意 zkRollup 也将同样受益于摩尔的定律和尼尔森定律。

  最终,所有中心化L1 都必须增加费用

  最后,唯一的两个解决方案是 a) 网络变得更加中心化,b) 随着网络达到极限,费用更高。 a) 有其局限性,正如讨论的那样,因此 b) 是不可避免的。 您可以在 Polygon PoS 上看到这种情况,费用开始上涨。 确实,币安智能链已经经历了这个过程,现在是一个可持续的网络——尽管实现这一目标的费用要高得多。 请记住,我们在这里只是谈论经济可持续性。

  在继续之前,让我再次指出,有很多很多变数——比如价格升值和波动——这绝对是一个简化的看法,但我相信一般逻辑会很清楚。

  Rollup+ 数据分片(rads)可以提供的效率显着提高,而开销只是其中的一小部分

  来到 rads 场景。 在Rollup方面,维护成本非常低,在给定时间需要运行的节点很少,并且不需要昂贵的安全共识机制。 尽管提供了比任何 L1 都大得多的吞吐量,但所有这些都提供了。 Rollup 可以简单地收取象征性的 L2交易费用,从而使网络保持盈利。 在数据可用性方面,以太坊目前高度通货紧缩,结合高效的 Beacon 链共识机制,只需最低限度的活动即可实现接近零的通胀。

  因此,整个 rads 生态系统可以保持可持续性,具有更大的可扩展性和潜在的低得多的费用。 事实上,成为 zkRollup 符合 L1 的最佳利益,我很高兴看到 Solana 至少在考虑这一点。

  简而言之:Rads 的成本开销只是中心化 L1 的一小部分,允许它以类似的费用提供更高数量级的吞吐量;或类似的吞吐量,只需支付一小部分费用。

  短期看法

  要知道 rads 是一种需要数年时间才能成熟的长期观点,这一点非常重要。

  但短期内,有两种选择:

  可持续的中心化 L1,如币安智能链和Rollup。

  不可持续的中心化 L1。

  1 对大多数人来说仍然太贵了。 Hermez、dYdX 或 Loopring 等Optimistic Rollup提供类似 BSC 的费用,而 Arbitrum One 和 Optimistic Ethereum 有办法实现这一目标——尽管下个月发布的 OVM 2.0 承诺将 OE 的费用降低 10 倍。 2)Polygon PoS 和 Solana 目前提供较低的费用,但我在上面就长期不可持续的问题进行了广泛的争论。不过,在短期内,它们为寻找廉价交易的用户提供了一个很好的选择。但是,等等,还有第三种选择! 3) Validiums。

  Validiums 提供类似 Polygon PoS 或 Solana 的费用——事实上,Immutable X 现在提供免费的 NFT 铸造。 在 SwiftMint 上试用一下。 现在,validium 的数据可用性方面可以说与中心化 L1 一样不可持续,尽管使用诸如数据可用性委员会之类的替代共识方法,它实际上仍然便宜得多。 但关于 validium 的绝妙之处在于,当数据分片发布时,它们对Rollup或意志具有直接的前向兼容性。 当然,如上所述,L1 也有这个选项,但这将是一个更具破坏性的变化。 此外,它们比 L1 更安全。

总结

  区块链行业尚不具备实现全球规模的技术。

  一些项目提供非常低的费用,有效地得到了对代币投机的补贴。但是,对于正在寻找廉价费用的用户来说,它们是一个不错的选择,只要您认识到这不是一种可持续的模式,更不用说严重的去中心化和安全妥协了。

  但即使是这些项目,如果获得任何吸引力,也将被迫增加费用,取而代之的是更新、更中心化的 L1。这是一场无法长期持续的逐底竞争。

  目前,确实存在可持续的选择,例如币安智能链(至少在经济上)或Optimistic Rollup,它们可以提供约 0.10 美元至 1 美元的费用。

  从长远来看,rads 是唯一可以扩展到数百万 TPS,达到全球规模,同时保持技术和经济可持续性的解决方案。他们可以做到这一点,同时保持高度安全、去中心化、无需许可、无需信任和可信的中立,这确实很神奇。正如一位智者曾经说过的那样,“任何足够先进的技术都与魔法无异”。这就是Rollup和数据分片。

  最后,这不仅仅是关于以太坊。 Tezos 也制作了以 rollup 为中心的中枢,以及还有Polygon,并且所有 L1 都不可避免 a) 成为 zkRollup; 或b) 成为Rollup构建的安全和/或数据可用性链;或 c) 接受技术过时并完全依赖营销、模因和网络效应。

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以太坊
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