DApp的可預測效能：從應用鏈到彈性區塊空間

Artela 白皮書6 月 20 日，新銳並行 EVM Layer1 專案 Artela 發布了《全端並行化》 的白皮書，旨在全面釋放區塊鏈可擴展性，使 DApps 具備「可預測的性能」。

1. 可預測效能

指為 DApp 提供可預測的 TPS，對於特定業務場景的 DApp 至關重要。部署在公鏈上的 DApp 通常受其他 DApp 爭奪區塊鏈運算能力和儲存空間的影響。在網路擁塞情況下，會導致較高的交易執行成本和時延，限制 DApp 快速發展。

2. 應用鏈

為了解決「可預測效能」問題，一種常見做法是使用專用於特定應用的區塊鏈（Application-specific blockchain），也稱為應用鏈（Appchain ）。它將區塊空間專門用於特定應用。

3. 彈性區塊空間

Artela 提出彈性區塊空間（Elastic Block Space, EBS）解決方案，根據DApp 需求動態調整區塊資源，為需求高的DApp 提供獨立的擴容區塊空間。

4. 應用鏈與彈性區塊空間對比

本文將分別介紹應用鍊和彈性區塊空間，並比較其優劣。

應用鏈

1. 定義：
   應用鏈是為單一 DApp 運作而創建的區塊鏈。

2. 特色：

   • 從頭構建，客製化虛擬機。
   • 可客製化網路堆疊（共識、網路、執行），滿足特定設計要求。
   • 解決高壅塞、高成本、特性固定的問題。

應用鏈的形態

3. 單片區塊鏈

   • 比特幣（「數位黃金」應用鏈
   • 比特幣（「數位黃金」應用鏈
4. 比特幣（「數位黃金」應用鏈
   比特幣（「數位黃金」應用鏈）。
   • Arweave（永久儲存應用鏈）。
     Celestia（數據可用性應用鏈）。
     • 多鏈生態系統

   • Cosmos：

     • 互聯區塊鏈世界。
     • 快速開發並啟動區塊鏈（Cosmos SDK）。
     • IBC 協定（無障礙區塊鏈互動）。
Polkadot：

完美區塊鏈擴容方案。

平行鏈生態。

5. 共享安全（交叉共識資訊）。
   • 應用鏈的衍生形態

6. 側鏈

   • Polygon 等。
   • 提升側鏈體驗與性能。

7. 子網

   • Avalanche 等。
   • 提升子網體驗與效能。

   • Layer2 Rollups

OP Stack 和 Polygon CDK 等。

模組化堆疊。
• 提高以太坊吞吐量和可擴展性。
• 提升互通性和互通性。
• 目前，大量應用建構在跨各種平台的應用鏈中。例如：

Axie 於 2021 年初推出了其以太坊側鏈 Ronin。

DeFi Kingdoms 於 2021 年底宣布從 Harmony 遷移至 Avalanche 子網路。

Injective 於 2021 年 11 月推出其使用 Cosmos SDK 建構的 DeFi 應用鏈。

dYdX 於 2022 年中旬宣布產品 V4 版本將使用 Cosmos SDK 技術建立獨立應用鏈。

1. Uptick Network 於 2023 年上線 Web3 生態應用發展基礎設施生態應用鏈 Uptick Chain。
應用鏈的優劣勢
2. 應用鏈獲得運行主權區塊鏈的全部權力，而不是依賴底層 Layer1，有利有弊。
3. 優勢：

主權： 應用鏈能夠透過治理方案解決問題，保持獨立性，避免外部幹擾。

效能：
1. 滿足應用需求的低延遲和高吞吐量，提升 DApp 效率。
可客製化：
2. 開發者可依需求客製化鏈，打造生態系統，提供靈活的演進方式。
3. 劣勢：

安全問題：

應用鏈需自負安全責任，包括節點數量權衡、共識機制維護，面臨質押風險等。 🎜🎜🎜跨鏈問題：🎜 作為獨立鏈，缺乏互通性，整合跨鏈協定增加風險。 🎜🎜🎜成本問題：🎜 基礎設施搭建、運作和維護節點成本高。 🎜🎜🎜對於新創公司，應用鏈的劣勢影響較大，難以解決安全和跨鏈問題，還面臨高昂成本。因此，市場需要 Layer1 的可預測效能解決方案。 🎜

彈性區塊空間

彈性運算

在Web2 中，彈性運算是一種常見的雲端運算模型，它允許系統根據需要動態地擴展或縮減電腦處理、記憶體和儲存資源以滿足不斷變化的需求，而無需擔憂用量高峰的容量規劃和工程設計。

彈性區塊空間

彈性區塊空間就是根據網路擁塞程度自動調整區塊容納的交易數量，如果對於特定應用的交易，區塊鏈網路透過彈性計算提供穩定的區塊空間和TPS保障，這就實現了「可預測性能」。

MegaETH 的概念

MegaETH 也曾經提出過類似的「彈性動態擴展」的概念，並認為是 DApp 支持大規模採用的必然發展路徑。預測了未來1-3 年將出現以下技術發展：

• 第一階段：在驗證節點層級進行水平擴展；
• 第二階段：鏈層級的靜態擴展；
• 第三階段：鏈層級的動態水平擴展。

Artela 的落地

而 Artela 真正落地了這個概念，解決了第一階段「如何協調驗證節點水平擴展去支持彈性計算」的核心問題。當 Artela 網路中的協議增長時，它可以訂閱彈性區塊空間以處理協議用戶和吞吐量的成長。彈性區塊空間為具有高交易吞吐量需求的 DApp 提供獨立的區塊空間，讓它們隨著成長而擴展。本質上，區塊空間決定了區塊鏈每個區塊可以儲存的資料量，直接影響交易吞吐量。當 DApps 經歷交易需求激增時，訂閱彈性區塊空間變得有用，以高效處理增加的負載，而不影響底層區塊鏈。

彈性運算的實現

彈性運算的實現又分為「即時彈性」和「非即時彈性」，「即時彈性」一般指分鐘層級響應擴容，而「非即時彈性」則只需要在一個限定時間內去響應擴容。 Artela 採用了「非即時彈性」的方法，即當網路偵測到需要擴容時，會發起一個擴容提議，並在一個或多個epoch 後（而非即時），整個網路的驗證節點才會完成擴容，並提交擴容的證明供其他驗證者挑戰。

Artela 的方案

Artela 的彈性區塊空間方案其實借鏡了許多分散式資料庫的概念，也是區塊鏈分片技術的延續。站在「計算分片」的角度，針對有需求的應用流量去擴容，規避了「跨片事務」的問題，使開發者和使用者體驗與以前無較大差別。同時，採用落地難度相對較小的「非即時彈性」，在滿足許多 DApp 實際的需求的情況下，加強了應用性。

前提

值得一提的是，彈性區塊空間作為一種橫向擴展區塊鏈性能的解決方案，其前提是「交易可並行化」，只有交易並行度做上去後，才需要橫向去擴展節點的機器資源，以提升交易吞吐量。

因此對於像以太坊這樣的Layer1，交易串行問題是最直接的性能瓶頸，區塊大小也被可變大小的區塊Gas limit 所限制（上限30,000,000 gas），因此只能尋求Layer2 擴容方案。

而對於像 Solana 這樣的高效能 Layer1，雖然支援交易並行執行，效能也可以橫向擴展，但並不能應對需求高峰期間 DApp 的「可預測效能」的問題。 Solana 透過實施「本地費用市場」的解決方案，目的是防止任何單一需求的交易壟斷稀缺的區塊空間，限制了時間性費用上漲，並減輕了突發需求高峰的負面影響。例如，在 NFT 發行期間，NFT 發行者將迅速消耗每個帳戶的計算單元（CU）限制，之後的交易必須提高優先費用，才能在該帳戶的有限空間內處理。

可以說，Artela 透過彈性區塊空間方案以應對交易需求的激增，也是進一步延伸了Solana 中的「本地費用市場」的概念，不僅確保了DApp 的「可預測性能」，還防止了全網範圍內的費用激增和擁堵，一舉兩得。

總結

無論是應用鏈還是彈性區塊空間，本質上都是為了解決不同DApp 對區塊鏈性能有不同需求的問題，或者說「可預測性能」的問題，兩種方案沒有好與不好，只有合適與不合適。這兩種方案讓筆者想起了「胖協議理論」—— 由Joel Monegro 於2016 年提出的理論，圍繞著「加密協議應該如何捕獲（比構建在其之上的應用所捕獲的集體價值）更多的價值”展開。

應用鏈

應用鍊本質上是一種瘦協議，尤其是在 Layer1 採用模組化架構時，協議層完全由應用層定制。雖然這為應用帶來了更好的價值累積機制，但也帶來了高昂的成本和有限的安全性。

彈性區塊空間

彈性區塊空間本質上是一種胖協議，是底層 Layer1 協議層的擴展功能。它有效地降低了對「可預測性能」有需求的參與者的進入門檻。同時，協議也可以捕捉應用價值，產生正回饋循環。

以上是DApp的可預測效能：從應用鏈到彈性區塊空間的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！